Système Terre | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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  Système Terre

 

Responsables de thème : Julien Bouchez et Stéphane Jacquemoud

 

Le thème "système Terre" s’intéresse aux interactions entre les différentes couches externes de notre planète mais également à l'impact des activités humaines sur celles-ci. Les surfaces continentales et le fond des océans sont des milieux complexes où les organismes vivants, l'air, le sol, l'eau et la roche interagissent entre eux. Théâtre de transformations chimiques et de transport de flux d'énergie et de matière, ces milieux constituent un réacteur physique-biologique-chimique à l'interface entre l'intérieur de la planète (lithosphère), la surface (hydrosphère, cryosphère, biosphère) et l'enveloppe externe (atmosphère) et jouent donc un rôle environnemental majeur à la surface de la Terre. Ils incluent notamment la zone critique, couche la plus externe de notre planète qui s'étend de la base des aquifères au sommet de la couche limite atmosphérique. La zone critique concentre la plupart des activités humaines et est sujette à de rapides et profonds changements affectant les organismes vivants et leur environnement.

 

Dans cette optique, il est primordial de surveiller, d'analyser et de modéliser les cycles biogéochimiques à la surface de la Terre dont ceux associés à l'eau, au carbone, aux nutriments, aux organismes et/ou aux roches. La sensibilité de ces cycles au changement climatique, la manière dont ils interagissent entre eux, les changements subis au cours des temps géologiques tout au long du Phanérozoïque, ou encore la manière dont ils évolueront dans le futur sont des sujets d’études actuels. De tels questionnements s'appliquent par extension aux autres planètes et corps planétaires du système solaire ayant évolué parallèlement à la Terre. Comprendre les interactions entre les compartiments de ces surfaces à différentes échelles temporelles allant des périodes géologiques les plus anciennes jusqu'à nos jours, ainsi qu'à des échelles spatiales allant de la taille du minéral ou de la cellule aux planètes telluriques, est un défi ambitieux que les chercheurs de l'IPGP ont décidé de relever. En effet, notre institut a, au fil des ans, ouvert la voie à une approche scientifique intégrée basée sur des observations effectuées à différentes échelles grâce à des réseaux de mesures environnementales basés sur la télédétection, au développement de méthodes analytiques et expérimentales, ainsi qu'à la modélisation physique, chimique et biologique. Au cours des cinq prochaines années, l'IPGP s'impliquera dans des projets novateurs qui feront progresser notre compréhension de la Terre et des autres planètes en tant que système global.

 

Cinq défis majeurs ont été identifiés dans le cadre de ce thème :

 

• Les processus biogéochimiques dans la zone critique : leur compréhension est fondamentale pour préserver des ressources naturelles (matières premières, sols et eau) limitées et affectées par le changement climatique et les activités anthropiques.

 

• L'évolution des paysages : de quelle manière et à quelle vitesse les paysages créés par des processus endogènes et exogènes évoluent-ils à l'interface entre la lithosphère, l'hydrosphère et l'atmosphère ?

 

• La planétologie comparée : comment des phénomènes analogues variés (physiques, chimiques, morphologiques, etc.) se manifestent-ils sur d’autres planètes ?

 

• Paléoenvironnements : quelles sont les causes des changements brutaux dans la dynamique de la surface de la Terre, tels qu’enregistrés dans les archives sédimentaires ?

 

• La biosphère profonde : comment influence-t-elle la dynamique de la surface de la Terre ?