Thèse de Oanez Lebeau | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Géochimie des isotopes stables

  Thèse de Oanez Lebeau

Les cycles biogéochimiques du carbone et de l'azote dans le lac Pavin, un lac anoxique et ferrugineux.
Encadrant (et co-encadrant) : 
Résumé: 

L’histoire de la Terre a été marquée par des changements majeurs tels que l'apparition de l’oxygène libre (O2) dans le système océan-atmosphère, qui ont eu des influences importantes sur le développement de la vie. On possède peu d'enregistrements fossiles de ces changements fondamentaux dans l'histoire de notre planète. Si les variations isotopiques (entre autres celles du C, N et Fe) sont d'une importance capitale pour comprendre l'évolution chimique et biologique des océans, la communauté scientifique reste confrontée à deux problèmes inéluctables: (1) nous ne pouvons pas échantillonner l'eau de mer ancienne et (2) les informations portées par les sédiments anciens restent difficiles à déchiffrer. La difficulté de déchiffrer les sédiments réside dans le fait que les océans anciens étaient probablement  "stratifiés", avec des zones oxiques (riches en oxygène) en surface et des zones profondes anoxiques (sans oxygène et riches en fer). La méconnaissance des systèmes aquatiques "stratifiés" est la principale entrave à notre savoir dans ce domaine.

 

 

Dans cette thèse, nous étudions le lac Pavin comme « analogue » d’un océan stratifié. Le lac Pavin, situé à 40 km au sud-ouest de Clermont-Ferrand, appartient au dernier-né des ensembles volcaniques du Massif Central (âgé d'environ 6000 ans). En raison de cette origine volcanique, le lac Pavin présente une morphologie unique, favorisant l’établissement d’une stratification verticale permanente de la colonne d’eau en limitant les apports d’énergie éolienne. Ainsi les brassages saisonniers de la colonne d’eau, que subissent normalement tous les lacs sous climat tempéré, n’affectent que la partie supérieure . La partie profonde du lac n’est pas affectée par les brassages et constitue une zone anoxique permanente. Dans cet environnement, les cycles du C et N sont contrôlés par un grand nombre de processus, au cours desquels les isotopes du C et N doivent être fractionnés comme ils ont pu l’être dans un océan stratifié.

Cette thèse a pour but de caractériser les compositions isotopiques en C et N d’échantillons (i) d’eaux, (ii) de pièges à sédiments et (iii) de sédiments prélevés par carottage à différentes profondeurs dans le lac. La mesure des compositions isotopiques en C et N permet de déterminer quels sont les processus actifs qui contrôlent les cycles biogéochimiques de ces éléments dans ce système stratifié et les modifications potentielles liées à la diagenèse. La comparaison des données de la colonne d’eau aux données sédimentaires permet de déterminer quels messages isotopiques sont enregistrés dans le sédiment, ce qui est fondamental pour l’interprétation des compositions isotopiques des roches anciennes.

Date de soutenance: 
Vendredi 19 Septembre 2014 - 14:00
Jury: 
Nicolas Tribovillard (Université Lille 1) - Rapporteur, Albert Galy (CRPG-Université de Lorraine) - Rapporteur, Valérie Beaumont (IFPEN) - Examinatrice, Laure Meynadier (IPGP) - Examinatrice, Didier Jézéquel (IPGP) - Invité, Magali Ader (IPGP) - Directrice de thèse, Vincent Busigny (IPGP) - Co-directeur de thèse