Contribution of peatland permafrost to dissolved organic matter along a thaw gradient in North Siberia
International audience Permafrost peatlands are important carbon stocks currently experiencing rapid evolution after permafrost thaw. Following thaw, dissolved organic matter (DOM) is a potentially important pathway for the release of permafrost carbon. This study investigates the origin and composi...
Published in: | Environmental Science & Technology |
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HAL CCSD
2019
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GEOF Panoply [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry Gandois, L. Hoyt, Alison, May Hatté, Christine Jeanneau, Laurent Teisserenc, Roman Liotaud, Marine Tananaev, Nikita Contribution of peatland permafrost to dissolved organic matter along a thaw gradient in North Siberia |
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International audience Permafrost peatlands are important carbon stocks currently experiencing rapid evolution after permafrost thaw. Following thaw, dissolved organic matter (DOM) is a potentially important pathway for the release of permafrost carbon. This study investigates the origin and composition of DOM across sites at different stages of thaw in a discontinuous permafrost area of North Siberia. We determine the optical properties, molecular composition, stable (δ13C) and radiocarbon (14C) content of DOM. Early stages of thaw are characterized by high DOC concentrations, high aromaticity, contribution of vegetation-derived DOM, and a high contribution of permafrost carbon. In contrast, in later stages, the microbial contribution to DOM increases, and only modern carbon is detected. This work links DOM composition with its radiocarbon content in permafrost peatlands. It shows that DOM originating from previously frozen permafrost peatland is highly aromatic and previously processed. It highlights the variability of post-thaw carbon dynamics in boreal and arctic ecosystems. |
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Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE) Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) Université de Toulouse (UT) Max Planck Institute for Biogeochemistry (MPI-BGC) Max-Planck-Gesellschaft Lawrence Berkeley National Laboratory Berkeley (LBNL) Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE) Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) Géochrononologie Traceurs Archéométrie (GEOTRAC) Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) Géosciences Rennes (GR) Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR) Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Melnikov Permafrost Institute Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS) Massachusetts Institute of Technology 695101, H2020 European Research Council 'Blanc' 2015, Institut écologie et environnement, Centre National de la Recherche Scientifique |
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Hoyt, Alison, May Hatté, Christine Jeanneau, Laurent Teisserenc, Roman Liotaud, Marine Tananaev, Nikita Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE) Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS) Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) Université de Toulouse (UT) Max Planck Institute for Biogeochemistry (MPI-BGC) Max-Planck-Gesellschaft Lawrence Berkeley National Laboratory Berkeley (LBNL) Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE) Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) Géochrononologie Traceurs Archéométrie (GEOTRAC) Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) Géosciences Rennes (GR) Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR) Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Melnikov Permafrost Institute Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS) Massachusetts Institute of Technology 695101, H2020 European Research Council 'Blanc' 2015, Institut écologie et environnement, Centre National de la Recherche Scientifique 2019-12-17 https://insu.hal.science/insu-02358892 https://insu.hal.science/insu-02358892/document https://insu.hal.science/insu-02358892/file/gandois-2019.pdf https://doi.org/10.1021/acs.est.9b03735 en eng HAL CCSD American Chemical Society info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1021/acs.est.9b03735 info:eu-repo/semantics/altIdentifier/pmid/31710219 insu-02358892 https://insu.hal.science/insu-02358892 https://insu.hal.science/insu-02358892/document https://insu.hal.science/insu-02358892/file/gandois-2019.pdf doi:10.1021/acs.est.9b03735 PUBMED: 31710219 info:eu-repo/semantics/OpenAccess ISSN: 0013-936X EISSN: 1520-5851 Environmental Science and Technology https://insu.hal.science/insu-02358892 Environmental Science and Technology, 2019, 53 (24), pp.14165-14174. ⟨10.1021/acs.est.9b03735⟩ GEOF Panoply [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry info:eu-repo/semantics/article Journal articles 2019 ftceafr https://doi.org/10.1021/acs.est.9b03735 2024-07-22T13:21:56Z International audience Permafrost peatlands are important carbon stocks currently experiencing rapid evolution after permafrost thaw. Following thaw, dissolved organic matter (DOM) is a potentially important pathway for the release of permafrost carbon. This study investigates the origin and composition of DOM across sites at different stages of thaw in a discontinuous permafrost area of North Siberia. We determine the optical properties, molecular composition, stable (δ13C) and radiocarbon (14C) content of DOM. Early stages of thaw are characterized by high DOC concentrations, high aromaticity, contribution of vegetation-derived DOM, and a high contribution of permafrost carbon. In contrast, in later stages, the microbial contribution to DOM increases, and only modern carbon is detected. This work links DOM composition with its radiocarbon content in permafrost peatlands. It shows that DOM originating from previously frozen permafrost peatland is highly aromatic and previously processed. It highlights the variability of post-thaw carbon dynamics in boreal and arctic ecosystems. 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