Thèse de Pierre Cadeau | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Géochimie des isotopes stables

  Thèse de Pierre Cadeau

Caractérisation des cycles géochimiques dans un analogue potentiel des océans à 2.2 Ga : le lac DzianiDzaha, Mayotte
Encadrant (et co-encadrant) : 
Leboulanger (ECOSYM)
Résumé: 

L'enregistrement sédimentaire au Précambrien présente une anomalie isotopique du carbone, avec une excursion positive d'une extrême intensité observée pour le δ13C des carbonates (+8 à +14‰) et d'une durée de 200Ma. Bien que la plus importante en intensité et en durée jamais rencontrée, cette excursion est encore mal comprise et différemment interprétée, soit en terme de perturbation globale du cycle du carbone, soit en terme de modification locale associée à de la méthanogenèse.

Lac Dziani Dzaha Mayotte

Afin de mieux comprendre ces signatures isotopiques, une voie de recherche consiste à étudier un analogue actuel de ces paléoenvironnements. Le lac DzianiDzaha, situé à Mayotte,  a récemment été identifié comme un potentiel analogue des océans précambriens sur la base d'une combinaison d'analogies encore jamais rencontrées, à savoir :

- un réseau trophique réduit à des producteurs primaires et desminéraliseurs procaryotes

- une anoxie permanente sous 1.5 mètre de profondeur

- une dégradation importante de la matière organique par voie méthanotrophique

- des valeurs de δ13C des carbonates de +10 à +15‰

 

La caractérisation de ce système pourrait donc apporter des informations cruciales sur le fonctionnement des océans passés. Ce travail de thèse, qui s'intègre dans un projet plus vaste (ANR DZIANI) visant à réaliser une étude biogéochimique et microbiologique de cet écosystème unique, aura pour objectif de mettre en évidence la relation qui existerait entre les valeurs isotopiques atypiques de δ13C des carbonates dans ce lac et l'activité des divers métabolismes des microorganismes qui y sont présents. Ce travail permettra de tester l’hypothèse selon laquelle la méthanogenèse peut expliquer les valeurs très positives de δ13C au Précambrien, et comprendra deux principales taches : (i) la détermination de la variabilité des compositions isotopiques du carbone et d l'azote dans la biomasse, la colonne d'eau et les sédiments, et (ii) la détermination expérimentale des fractionnements isotopiques associés à la photosynthèse, l'assimilation de l'azote et aux métabolismes de la méthanogenèse, à partir de cultures en conditions contrôlées de mircroorganismes échantillonnés dans le lac.

Date de soutenance: 
Vendredi 08 Décembre 2017 - 10:00
Jury: 
Laurence Vidal, rapportrice - Professeur (Université Aix-Marseille) Christophe Lecuyer, rapporteur - Professeur (Université Lyon 1) Johanna Marin-Carbonne, examinatrice - Maître de conférences (Université St Etienne) Giovanni Aloisi, examinateur - Directeur de recherche CNRS (UPMC) Christophe Leboulanger, co-directeur - Chargé de recherche IRD (UMR Marbec) Magali Ader, directrice - Professeur (IPGP)