Contribution of peatland permafrost to dissolved organic matter along a thaw gradient in North Siberia

• Published in: Environmental Science & Technology
• Main Authors: Gandois, L., Hoyt, Alison, May, Hatté, Christine, Jeanneau, Laurent, Teisserenc, Roman, Liotaud, Marine, Tananaev, Nikita
• Other Authors: 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
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2019
• Subjects: GEOF; Panoply; [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry; Arctic; permafrost; Siberia
• Online Access: 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

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.