Paléo-infos 05

Bonjour à toutes et à tous !

A defaut de missions de terrain ou de conférence, voici quelques nouvelles de nos communautés qui nous permettront de voyager un peu.

Tout d'abord, l'école thématique PALEOS a été déplacée à juillet 2021, du 5 au 9 juillet. Les préinsriptions restent ouvertes. Malheureusement, ne connaissant pas encore la dotation exacte, je ne peux garantir pour le moment la gratuité de l'inscription pour tout le monde. Si une participation devait s'avérer nécessaire, elle sera la plus faible possible. En attendant, vous pouvez continuer à vous préinscrire à PALEOS.

Les nouvelles du jour sont variées.

Des nouvelles des pôles : Joël Savarino (IGE)  qui a dû affronter deux confinements ces six derniers mois (au Pôle Sud et à Grenoble) fait le point sur le retour de mission du projet Franco-Italien EAIIST (East Antarctic International Ice Sheet Traverse).

Des nouvelles de l'océan : BIOGEOSCAPES, opération cousine de GEOTRACES est en train de démarrer. Nous faisons un petit point sur ces deux réseaux, avec un rapport de Kazuyo Tachikawa sur le workshop PAGES-GEOTRACES de décembre 2018 et une présentation de BIOGESOSCAPES par Ingrid Obernosterer.

Deux nouveaux projets démarrent :

1/Le projet AstroGeo de Jacques Laskar (IMCCE) a été financé par l'ERC (ERC Advanced Grant),

2/Yannick Donnadieu (CEREGE) démarre le projet "Vers une modélisation couplée du Système Terre durant les périodes d'anoxie océanique" en collaboration avec Yves Goddéris (GET) Sandra Arndt et Pierre Regnier (ULB). Deux postes de postdoc et un poste d'ingénieur.e sont disponibles.

Enfin, une soutenance d'HDR, dont la date reste malheureusement indéterminée, celle de Guillaume le Hir (IPGP), et une offre de thèse au LSCE.

Les anciennes lettres sont consultables en ligne.

Bonne lecture, bonne matinée, et bonne fin de courage aux porteur.ses d'ANR pour les projets complets... Et bonne suite de printemps !

Comme d'habitude, faites nous remonter les soutenances récentes de thèse ou d'HDR dans vos laboratoire (résumé et illustration) et nous nous ferons un plaisir de les intégrer dans les prochains numéro de cette lettre !

Vous pouvez vous désinscrire de cette liste de diffusion ou à l'inverse vous y inscrire.

1/6 Retour de mission pour le projet EAIIST

2/6 De GEOTRACES...

L'initiative GEOTRACES a regroupé (et continue de regrouper) des scientifiques de nombreux pays pour étudier la composition chimique et isotopique des océan mondiaux. De nombreux papiers ont été publiés dans le cadre de ce regroupement. Suite aux succès de GEOTRACES, une nouvelle initiative voit le jour : BIOGEOSCAPES.

Nous rediffusons aujourd'hui le rapport du Workshop GEOTRACES-PAGES qui a eu lieu en décembre 2018 à Aix-Marseille: Starting a new synergic effort around marine geochemical proxies: Joint Workshop GEOTRACES-PAGES "Trace element and isotope proxies in paleoceanography" 3-5 December 2018, Aix-Marseille, France, rédigé par Kazuyo Tachikawa (CEREGE), R. Anderson (LDEO),  L. Vidal (CEREGE) and C. Jeandel (LEGOS).

Contact : Kazuyo Tachikawa: kazuyo@cerege.fr

Reconstruction of past ocean states relies on the use of “proxies” (indicators or tracers) since it is impossible to directly measure variables such as water temperature, biological production and ocean circulation. In order to clarify the ocean’s response to natural and anthropogenic forcings, it is essential to improve our knowledge of proxy behavior and associated uncertainty. This task will be most efficiently achieved by the synergy between marine geochemists, paleoceanographers as well as proxy and climate modelers.  The first joint workshop GEOTRACES-PAGES (https://geotracespages.sciencesconf.org/) was such an occasion to identify open questions and scientific gaps of proxies used in paleoceanography. We focused mainly on trace elements and their isotopes (Figure 1) that are targets of GEOTRACES program (http://www.geotraces.org/). These proxies are preserved in biogenic phases and/or bulk sediments and can be used to compare with simulated distribution to quantify physical and biogeochemical processes (Figure 1). Sixty-four researchers and students from 11 countries of four continents gathered for this objective. The workshop consisted of a series of keynote talks and discussion around working groups with the following subjects: Biological productivity / Oceanic circulation / Particle flux and sedimentation rate / Physical and/or biogeochemical modelling.

The keynote talks pointed out some recent findings including an importance of recycled iron for biological productivity on seasonal to ice age timescales (Rafter et al. 2017), complex biomineralization processes of silicifiers and their impact on silicon isotopic ratio (Hendry et al. 2018). Multi-tracer analysis of the same water sample is one of the strongest strategies of the GEOTRACES program, and multi-proxy reconstruction provides the most reliable results. However, different proxies sometimes tell us distinct stories. Since each proxy has its own advantage and potential bias, the decoupling between them can provide additional information. One of the most interesting examples of the decoupling would be deep water circulation in the Atlantic Ocean during the last glacial maximum (LGM, 23 ka to 18 ka). Three geochemical proxies most frequently used for paleoceanography do not show a simple story: benthic foraminiferal carbon isotopic ratio (¹³C/¹²C or d¹³C) suggests weaker and shallower glacial north Atlantic deep water circulation with dominant contribution of the southern source water (Lynch-Stieglitz et al. 2007) whereas neodymium isotopic composition (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd or e_Nd) recorded in authigenic oxides of planktonic foraminiferal calcites indicates significant proportion of northern component waters in the North Atlantic over the LGM (Howe et al. 2016). Particle-reactive radionuclides ratio ²³¹Pa/²³⁰Th suggests persistent southward transport of ²³¹Pa during the LGM (Bradtmiller et al. 2014). Reconciliation of these proxy reconstructions will be achieved by improved spatial coverage of tracer data in the modern ocean and proxy-enabled model experiments (Menviel et al. 2017; Muglia et al. 2018) with well-constrained parameters (e.g. particle concentration, partition coefficients according to chemical composition of particle) that can be obtained by process studies of the modern ocean, for example, from GEOTRACES.

Texte complet disponible en ligne.

3/6 ... à BIOGEOSCAPES

Biogeoscapes: Interactions entre le métabolisme des océans et les cycles des éléments sur une planète changeante

Par Ingrid Obernosterer (LOMIC, Banyuls sur mer)

Biogeoscapes est une initiative récente qui a comme objectif d’améliorer notre compréhension du fonctionnement et de la régulation du métabolisme océanique et de ses interactions avec les cycles des éléments dans une période de changement global. Le métabolisme océanique est au cœur de notre système planétaire, car il couple les processus biochimiques à l’échelle de l’organisme et les cycles biogéochimique de carbone, d’oxygène et de nutriments à l’échelle des écosystèmes. Un ensemble de données récents issue de séquençages à haut débit (approches “-omiques”), de la physiologie des organismes et de la géochimie des éléments, sur différentes échelles de temps et d’espace, offre de nouvelles possibilités pour une meilleure connaissance des interactions et rétroactions, requise pour améliorer la modélisation prédictive.

L’enjeu de ce programme international (www.biogeoscapes.org) est de réunir les communautés biogéochimiques, en océanographie chimique, océanographie biologique et microbienne, “-omiques”, physiologie et modélisation afin de présenter les objectifs et ainsi de contribuer à la vision de Biogeoscapes. Au niveau Français, une première réunion, initialement prévu au mois de Mai, sera organisé en fin d’année 2020 (soutenu par le programme national INSU-LEFE-CYBER).

Illustration schematique des interactions des processus biochimiques, de l’echelle céllulaire aux écosystèmes.

Sources d’images: https://newsrescue.com/perfect-distribution-organelles-cell/ https://www.vectorstock.com/royalty-free-vector/plankton-aquatic-phytoplankton-and-vector-21999964 https://svs.gsfc.nasa.gov/30669

4/6 ERC: Projet AstroGeo

Selon la théorie de Milankovitch (Milankovitch, 1941), une partie des grands changements climatiques du passé est due aux variations de l’insolation à la surface de la Terre résultant de la déformation de son orbite résultant des perturbations gravitationnelles des autres planètes. Ces variations peuvent être retrouvées dans les enregistrements stratigraphiques accumulés sur plusieurs millions d’années. La corrélation entre les données géologiques et les calculs de la mécanique céleste est suffisamment établie pour que depuis 2004, les échelles de temps géologique des périodes les plus récentes soient établies à partir des solutions astronomiques développées à l’IMCCE (Laskar et al, 2004) (http://vo.imcce.fr/insola/earth/online/earth/earth.html). Depuis, un effort important est consacré à la prolongation de ces travaux pour étendre cette calibration astronomique sur des durées toujours plus importante couvrant l’ensemble du Cénozoïque, jusqu’à 66 millions d’années (Ma). Dans ces travaux, la solution astronomique, donnée par le calcul, est utilisée pour calibrer les données géologiques.

Fig1. Ces alternances sédimentaires de couches de marnes et de calcaire du Sud-Est de la France datent d’environ 130 Ma. Elles sont attribués aux cycles de précession de l’axe de la Terre de période d’environ 20 ka et leur amplitudes est modulée par les variations de l’excentricité de la Terre, avec des périodes de 100 ka et 405 ka dues aux perturbations gravitationnelles des autres planètes (1 ka= 1000 ans).

Cependant, prolonger ces travaux au-delà de 60 Ma est difficile car la mécanique céleste ne permet pas de retracer les orbites planétaires sur plus de 60 Ma en raison de la nature chaotique du mouvement des planètes, mise en évidence par Jacques Laskar il y a trente ans. Le projet AstroGeo vise à dépasser cet horizon de prédictibilité, imposé par les lois de la gravitation en utilisant les données géologiques anciennes comme une contrainte supplémentaire dans l’obtention des solutions astronomiques. Dans ce projet ambitieux qui permet de reconstruire les orbites des planètes du système solaire, la limite n’est plus imposée par la propagation exponentielle des incertitudes, avec un horizon quasi infranchissable à 60 Ma, mais par la qualité des données sédimentaires qui pourraient être utilisées jusque dans des époques très reculées, allant jusqu’à l’Archéen, il y a 3 milliards d’années.

Informations en ligne : https://www.imcce.fr/news/astrogeo-winner-erc

5/6 Projet Anoxie Crétacé

Yannick Donnadieu (CEREGE) démarre le projet "Vers une modélisation couplée du Système Terre durant les périodes d'anoxie océanique" en collaboration avec Yves Goddéris (GET) Sandra Arndt et Pierre Regnier (ULB).

Over the last decades, increasing acquirements of well-dated, high-resolution records from marine sediments and developments in carbon cycle models have raised much interest in understanding the role and impact of the organic carbon cycle on climate and on the biogeochemical state of the ocean. Its role in the regulation of atmospheric CO₂ may for example have been substantial, in particular during severe events of marine anoxia in generally extremely warm climates such as the mid-Cretaceous. In the current context of extreme climate change, upheavals in the marine organic carbon cycle may therefore crucially affect our future, yet our knowledge of this carbon sink remains incomplete.

The biological pump indeed integrates processes affecting several compartments of the Earth System, such as continental alteration, ocean dynamics, ocean biochemistry but also sedimentary burial and marine ecology. As part of a large industry-supported project, we propose to use major intervals of organic matter burial in the Cretaceous as extreme and constrained benchmarks to improve our understanding of the marine biological pump and its representation in the IPSLCM5A2 Earth System model. Embedded in a comprehensive model-data comparison framework, the results will then be used to evaluate the organic carbon burial response to future, millennial-scale projections.

Model developments envisioned in this project will improve the representation of both continental weathering and fluxes of nutrient and detrital material to the ocean. Up-to-date representation of the sulfur cycle in the ocean and different representations of marine ecology will be implemented, and the coupling with the marine sedimentary system will also be explored.

Open positions

Two postdoctoral positions and one engineer position of 3 years are offered as part of this project, with additional details below. We are looking for motivated, creative and dynamic candidates. A prerequisite will be a minimum of experience in numerical modeling, knowledge of the use of climate models (or other types of models) and a very strong ability to analyze model outputs. The work will be carried out mainly at CEREGE in Aix en Provence, a region benefiting from the exceptional climate of the Mediterranean. Collaborations with Y. Goddéris (GET, Toulouse), S. Arndt and P. Regnier (ULB, Brussels) and researchers from the IPSL (Paris) will provide the successful candidates with a strong network. These collaborations will involve frequent trips to these cities.

Application deadline
All applications received prior to October, 1^st 2020, will be given full consideration. The search will be continued until the positions are filled.

Applications should include the following documents:

• A cover letter stating your motivations and interests
• A detailed curriculum vitae including academic background
• The names, addresses, and telephone numbers of two referees from two academics or other if applicable

Please contact Yannick Donnadieu (donnadieu@cerege.fr)

Postdoctoral Scientist 1: Continental weathering and its coupling with ocean biogeochemistry during the Cretaceous

Postdoctoral Scientist 2: Interaction between the ocean dynamics and the sedimentary component to understand the onset and the spatial extent of Cretaceous OAEs

Engineer position (Earth system model: software developement and/or optimization and interfacing tools). The engineer will assist and help the two postdocs hired within this project to implement their own development in the IPSL model and in the GEOCLIM model and will work closely support computing teams at the IPSL. The candidate should hold or be about to obtain a Master’s degree or Engineer’s degree in Earth sciences, physics or applied mathematics.

6/6 Soutenance d'HDR et offre de thèse

Soutenance d'HDR de Guillaume le Hir (date en suspens)

Cette HDR présentera les grands processus qui contrôlent l’évolution du climat terrestre, processus qui peuvent se résumer par l’interaction entre trois molécules : CO2, H2O et le Corg. Il s'agit de comprendre les limites d'habitabilité de la Terre et de la résilience de la biosphère tant sur les temps longs que sur des périodes courtes.

Si la biosphère semble jouer un rôle actif, ce manuscrit révèle une distinction nette avec la théorie de Gaia (Lovelock et Margulis, 1974), à savoir que la biosphère n’est jamais le moteur de la perturbation. En effet, à l'exception de la période actuelle, toute perturbation débute par un événement inorganique.

Cette équation définit l'évolution de l'albédo planetaire a(T) en fonction de la température. La variation d'albédo est dépendante de la variation de temépertaure au carré.

Offre de thèse : Influence du métamorphisme sur la densification du névé et le processus de fermeture des bulles d’air dans la glace / Influence of metamorphism on firn densification and bubble close-off processes

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement en collaboration avec le centre d’étude de la neige

Supervisors : Amaëlle Landais (amaelle.landais@lsce.ipsl.fr), Anaïs Orsi (anais.orsi@lsce.ipsl.fr) et Marie Dumont (marie.dumont@meteo.fr)

Plus d'nformations en ligne !

Informations supplémentaires

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