Développement du thermomètre D47 appliqué aux coccolithes : de la calibration en laboratoire à l’applicabilité au registre sédimentaire

Le géothermomètre D47 est basé sur la relation entre l’abondance des liaisons 13C–18O des carbonates et la température de calcification. Ce proxy contourne potentiellement les limites des autres thermomètres (d18O, Mg/Ca) pour reconstruire les paléo-températures des océans, expliquant son développement exponentiel depuis dix ans. Cette thèse teste pour la première fois le potentiel et les limites de la thermométrie D47 sur les coccolithes, des nannofossiles calcaires produits par des organismes calcifiants dans la zone photique. Ces biominéraux calcitiques et ubiquistes constituent une part importante de l’archive sédimentaire. Des cultures in vitro nous ont permis d’établir que trois espèces de coccolithes actuelles enregistrent la même relation D47 – T que la calcite inorganique, alors qu'elles présentent de très larges effets vitaux en d18O (±5‰). Nous concluons que ces espèces de coccolithes d'importance géologique ne présentent pas d’effets vitaux en D47. Nous avons ensuite appliqué le D47 à l’étude des sédiments enregistrant l’événement d’anoxie océanique du Toarcien (–183 Ma) au cours duquel les reconstructions de températures restent encore ambigües, notamment du fait de la méconnaissance de la composition isotopique en oxygène de l’eau de mer. Sur la base des données D47 acquises, nous proposons des températures élevées (de l’ordre de 36°C), mais restant relativement stables sur l'intervalle d'étude. En couplant ces températures aux données de d18O des carbonates, nous suggérons une variation importante du d18O de l'eau de mer dans le Bassin de Paris lors de la mise en place des faciès black shales. Enfin, sur des sédiments pélagiques subactuels, l’une des espèces étudiées présente des déséquilibres isotopiques en D47 non observés en culture et explicables par d’autres paramètres environnementaux comme l’intensité lumineuse. Cette thèse illustre le potentiel du thermomètre D47 des coccolithes en différents contextes, ouvrant un vaste champ d’application de reconstruction des paléo-environnements sur le Méso-Cénozoïque.