Processus par lequel des nutriments (notamment nitrate, ammonium, phosphate et silicate) sont libérés à partir de matière organique ou de phases minérales dans les sédiments vers les eaux interstitielles et finalement la colonne d'eau sus-jacente, piloté par la décomposition microbienne, les réactions redox et les transformations diagénétiques.

Principe

La matière organique déposée au fond est dégradée microbiellement et transformée chimiquement ; sous différents états redox cette dégradation convertit des réservoirs organiques de nutriments en formes dissoutes inorganiques qui peuvent diffuser ou être advectées vers le haut, régénérant ainsi des stocks de nutriments biodisponibles.

Démonstration

Dans des sédiments de plateau sous des eaux productives, la pénétration d'oxygène est peu profonde, favorisant l'ammonification anaérobie et la dénitrification dans les couches profondes tandis que l'ammonium s'accumule dans les poreux et diffuse vers le haut, alimentant les échanges bentho-pélagiques de nutriments et soutenant la productivité primaire.

Mauvaise application

Supposer un retour immédiat et uniforme de tous les nutriments déposés à la colonne d'eau ; de nombreux nutriments régénérés sont consommés, précipités ou piégés dans des minéraux authigènes et le timing et la spéciation des libérations varient selon les voies microbiennes et les propriétés sédimentaires.

Conséquence

Comprendre la régénération sédimentaire des nutriments clarifie les bilans internes de nutriments, explique la productivité soutenue dans certains bassins malgré des apports externes faibles, et informe les modèles d'eutrophisation, du cycle du carbone et des rétroactions sédiments-colonne d'eau.

Inversion

L'inverse est l'enfouissement permanent des nutriments dans de la matière organique réfractaire ou des puits minéraux authigènes où les formes biodisponibles régénérées sont négligeables et les sédiments jouent le rôle de puits à long terme.

Limite

Ce concept traite des transformations au sein du sédiment et des échanges avec les eaux sus-jacentes ; il exclut le recyclage nutritif pélagique dans la colonne d'eau seule et se concentre sur les processus depuis l'interface sédiment–eau jusqu'à la zone biogéochimiquement active.

Tension sémantique

La tension survient avec le terme « reminéralisation des nutriments » utilisé de manière variable par océanographes et biogéochimistes ; l'encadrement par la régénération sédimentaire met l'accent sur l'échange et les contrôles diagénétiques distincts du simple processus pélagique.

Synthèse

La régénération des nutriments en sédiment regroupe les processus microbiens et chimiques qui convertissent les réservoirs organiques et minéraux déposés en formes inorganiques dissoutes revenant aux eaux interstitielles et pouvant reapprovisionner la colonne d'eau, modulés par l'état redox, la minéralogie et les voies de transport.