Thèmes de recherche | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Équipes de recherche

Biogéochimie environnementale

  Thèmes de recherche

L'équipe BGE, Biogéochimie Environnementale étudie la biogéochimie des enveloppes fluides superficielles de la Terre et de leurs interfaces.


Thème de l’équipe et positionnement scientifique

L’équipe étudie la circulation et le rôle biogéochimique de la matière transportée par l’air et l’eau présente à la surface du globe, en interaction avec la biosphère et la lithosphère. Elle est focalisée sur le présent, appelé maintenant anthropocène, qu'elle cherche à placer à la fois par rapport au passé récent de l'holocène et aux projections futures calculées par les modèles, dans une logique d'évolution rapide des cycles biogéochimiques.


Comme il s'agit de biogéochimie, le thème de l’équipe est imbriqué avec les problématiques liées au cycle du carbone et au climat. Dans le référentiel thématique de l'IPGP, l'équipe est incluse dans ce qui est appelé "Système Terre" en pouvant traiter tous les aspects de liaison entre l'environnement global et celui de la zone critique telle qu'elle est abordée par les autres équipes au sein de l'IPGP.

L'équipe BGE travaille dans différents lieux du monde tant pour des expériences de terrain que de laboratoire. Ses activités de laboratoire se situant majoritairement dans le bâtiment de l'IPGP à Paris.

Terre fluide

Terre fluide (image satellite Meteosat, ESA)


Les éléments traces et leurs isotopes (TEIs) ainsi que les petites molécules carbonées sont les espèces chimiques avec lesquelles nous menons nos travaux. Certains métaux traces comme le fer, le zinc, le molybdène ou le cobalt constituent des micronutriments essentiels dont les flux de leur fraction biodisponible contrôlent le développement du vivant et les flux biologiques de CO2. D'autres TEIs, comme les terres rares (REEs) dont fait partie le néodyme et ses isotopes, nous servent à tracer les sources et les processus de transport et de transformation des éléments majeurs et traces dans l’environnement et nous permettent de mieux en caractériser leurs cycles. Nous étudions ici les interactions entre les micronutriments, les micro-organismes et les flux de carbone dans un contexte de changement climatique. Nous utilisons les variations des isotopes et éléments traces dans les milieux étudiés comme proxies pour reconstruire les conditions physico- et biogéochimiques des environnements passés et les processus qui les déterminent.


Notre équipe a développé une forte expertise sur le prélèvement et l’analyse des traces inorganiques dans les phases fluides (dissoute, micro et nano particulaire, soluble, colloïdale) et de leur spéciation chimique (organique, inorganique, redox, isotopique), grâce à l’utilisation et aux développements de techniques de pointe (HR-ICP-MS, MC-ICP-MS, FIA-chemiluminescence, voltammétrie). Pour étudier les cycles et processus à différentes échelles spatiales et temporelles (chimique, géologique, biologique, environnementale et climatique), nos approches s’appuient sur des observations de terrain (campagnes de prélèvements à terre et en mer), des expérimentations en conditions contrôlées (abiotiques et biotiques), des reconstructions paléo-biogéochimiques (analyses de sédiments marins et d’environnements actuels analogues à l’océan ancien, et à travers des simulations expérimentales), et sur l'utilisation d'outils statistiques géo-chimiométriques.

 
Systèmes de prélèvement ultra-propre des métaux traces et isotopes dans l’eau de mer (Rijkenberg et al., 2015) et du dépôt atmosphérique sur une surface continentale (Xu, 2020).


L’équipe émarge dans des programmes nationaux pilotés par le CNRS (LEFE-CYBER, LEFE-CHAT, EC2CO, PolarPod) et internationaux (GEOTRACES, SOLAS, IMBER, FutureEarth). Elle utilise et participe à la plateforme instrumentale PARI.