Does a strong pycnocline impact organic-matter preservation and accumulation in an anoxic setting? The case of the Orca Basin, Gulf of Mexico

The Orca Basin (an intraslope depression located in the Gulf of Mexico) collects sedimentary particles of terrestrial origin (clastic and organic particles mainly supplied by the Mississippi River) and of marine origin (biogenic productivity). The basin is partly filled with dense brines leached from salt diapirs cropping out on the sea floor, and is permanently stratified. A strong pycnocline induces anoxic bottom conditions, expectedly favorable to organic matter (OM) preservation. Here, we report on OM in the upper 750 cm below sea floor of Core MD02-2552 (Holocene). The organic content is dominated by marine-derived amorphous OM. The organic assemblage is unexpectedly degraded to some extent, which may be accounted for by a relatively long residence time of organic particles at the halocline-pycnocline at ∼2240 m. Thus the organic particles are temporarily trapped and kept in contact with the dissolved oxygen-rich overlying water mass. Lastly, the land-derived organic fraction shows co-variations with the land-derived clay mineral supply.

RésuméLe bassin d’Orca, petite dépression située dans le Golfe du Mexique, reçoit des particules sédimentaires d’origine continentale (clastiques et organiques), véhiculées par le Mississippi principalement, et d’origine marine (productivité). Le bassin est partiellement rempli par des saumures issues du lessivage de diapirs salifères affleurant dans les fonds marins. La colonne d’eau y est très fortement stratifiée et le corps d’eau situé sous la halocline-pycnocline est totalement anoxique. Cette anoxie est a priori favorable à la préservation de la matière organique (MO). Nous étudions ici le contenu organique des premiers 750 cm de la carotte MD02-2552 déposés au cours de l’Holocène. Le contenu organique est dominé par la MO amorphe d’origine marine. L’état de préservation de la MO est étonnamment mauvais, compte tenu du contexte de dépôt. Cela est dû au fait que la MO est retenue durablement à l’interface de densité à ∼2240 m de profondeur, ce qui permet un long séjour dans des conditions encore relativement riches en oxygène dissous. Enfin, les particules organiques terrigènes montrent une distribution relativement bien corrélée à celle des minéraux argileux.