Evolution sédimentaire et biotique des environnements de haut de pente du Golfe de Gascogne et implication sur la dynamique océan-cryosphère : fenêtre sur les derniers 36 000 ans
Pauline Depuydt - 15/02/2023
La compréhension des facteurs déclenchant les évènements climatiques passés est encore aujourd’hui un enjeu majeur. La circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC), pouvant être perturbée par certains changements climatiques, entretient des rétroactions avec l’atmosphère et la cryosphère dont les processus restent à ce jour sujets de discussion. L’objectif principal de cette thèse est d’apporter de nouvelles données sur les environnements benthiques profonds de haut de pente de l’Atlantique Nord Est (encore peu étudiés) et sur l’évolution d’une des branches supérieures de l’AMOC (à travers le courant de pente européen) au cours des derniers 36 000 ans (couvrant la fin de la dernière période glaciaire, la dernière déglaciation et l’Holocène). Ces reconstitutions ont été mises en lien avec les instabilités des grands inlandsis de l’hémisphère nord, permettant ainsi de documenter le couplage océan/cryosphère dans cette zone. Pour ce faire, deux carottes sédimentaires, localisées à 1 000 m de profondeur le long d’un transect N-S dans le Golfe de Gascogne, ont été étudiées en utilisant principalement deux outils : i) les assemblages des foraminifères benthiques et la signature géochimique de leur coquille et ii) les caractéristiques granulométriques des sédiments. Les principaux résultats de cette thèse montrent une évolution généralement synchrone entre les données biotiques et abiotiques du nord et du sud du Golfe de Gascogne, ce qui indique un forçage climatique/océanique commun. En effet, lors des stadiaires d’Heinrich (HSs), un ralentissement systématique du courant de pente se produisant avant les événements d’Heinrich sensu stricto. Ceci indique une perturbation de la branche supérieure de l’AMOC avant l’arrivée des armadas d’icebergs de la calotte Laurentidienne, et qui serait certainement en lien avec les instabilités de la calotte européenne relarguant de larges quantités d’eaux de fonte. Les résultats montrent également une diminution progressive de la vigueur du courant de pente au cours de l’Holocène due certainement à une réduction du gradient de densité entre les hautes et les basses latitudes pouvant être liée à l’insolation et/ou à la dynamique de la gyre subpolaire. Bien que les foraminifères benthiques ne soient pas des marqueurs directs des masses d’eaux, les résultats montrent que l’apparition des uvigerinidés dans le sud Golfe de Gascogne vers 15 ka cal BP peut témoigner de l’arrivée des eaux méditerranéennes. Enfin, cette thèse utilise des approches méthodologique (influence du choix de la fraction de taille sur les reconstitutions environnementales) et expérimentale (calibration du Sr/Ca comme outil retraçant la chimie des carbonates des masses d’eaux) permettant d’améliorer l’utilisation des foraminifères benthiques comme outils paléocéanographiques.
The interior of planets as characterised by their magnetic fields : the Jovian and Martian cases
Shivanghi Sharan - 30/01/2023
On étudie le champ magnétique de Mars et de Jupiter pour avoir des informations sur son intérieur. Il existe des sources internes et externes de champ magnétique autour d’une planète qui peuvent être modélisées à l’aide des harmoniques sphériques. Les sources internes sont la dynamo, la croûte et les champs induits, et les sources externes sont produites à l’extérieur de la planète. Pour Jupiter, le champ dynamo interne est étudié à l’aide des données du satellite Juno, et pour Mars, les champs induits sont étudiés à l’aide des données de deux satellites, MGS et MAVEN.
Le champ dynamo de Jupiter est généré par la convection de l’hydrogène liquide conducteur. Ce champ et ses variations séculaire (SV) sont modélisés jusqu’aux degrés 16 et 8 respectivement. On déduit la profondeur de génération du champ à 0,83 fois le rayon de la planète. La SV varie à un taux d’environ 0,6% par an et est principalement produite par les mouvements advectifs du fluide. Les cartes de champ montrent deux taches de flux proéminentes tandis que les cartes de SV montrent des caractéristiques zonales et non zonales.
Mars est gouvernée par des champs crustaux qui est au moins deux fois l’ordre de magnitude de celui observé sur Terre. Les champs résiduels obtenus après suppression des champs crustaux statiques sont de l’ordre de 10 2 nT. Les analyses donnent une tendance sur 27 jours qui peut être utilisée pour obtenir des indices magnétiques. Les champs résiduels est modélisé jusqu’au degré 3 pour ses deux composantes : le champ externe et le champ induit interne. A partir de celles-ci, on obtient des informations sur la conductivité électrique dans le manteau par inversion Bayésienne.
Répartition des foraminifères benthiques dans les estuaires de la façade Atlantique
Marie Fouet - 14/12/2022
Les estuaires sont des habitats complexes, présentant des conditions fluctuant selon les cycles de marée et les crues du fleuve. Les organismes peuplant ces milieux sont exposés à des variations extrêmes des paramètres environnementaux. De ce fait, les communautés estuariennes sont caractérisées par une faible diversité et une majorité d’espèces tolérantes. Les estuaires sont aussi soumis à de fortes pressions anthropiques, qui peuvent encore amplifier le stress exercé sur les organismes. Pour cette raison, les indicateurs d’état écologique développés dans les milieux côtiers montrent systématiquement une mauvaise qualité écologique. Pour développer une méthode de bio-indication fiable, il est d’abord primordial de parfaitement comprendre la répartition naturelle des organismes. Pour répondre à cette problématique, nous avons étudié la répartition des communautés de foraminifères dans les vasières intertidales de neuf estuaires. Afin de synthétiser les relations entre les paramètres environnementaux et les caractéristiques des communautés de foraminifères, nous proposons trois nouveaux indices. La deuxième partie de cette thèse se concentre sur trois espèces pseudocryptiques du genre Ammonia, un taxon majeur dans nos estuaires. Les connaissances obtenues dans cette thèse permettront d’améliorer la compréhension de l’écologie des foraminifères dans les milieux estuariens et apporteront ainsi une base pour le développement d’une méthode de bio-indication.
Diversité morphologique, formation et évolution des bedforms sous-glaciaires : implications pour la compréhension des interactions glace-eau-sédiments
Jean Vérité - 08/12/2022
En raison de l’inaccessibilité des environnements sous-glaciaires actuels, les bedforms découverts après le retrait glaciaire constituent d’excellents témoins interactions glace-eau-sédiments. Leur étude permet notamment d’appréhender les relations entre les caractéristiques de la dynamique d’écoulement de la glace, de l’hydrologie sous-glaciaire et des sédiments sous-glaciaires. Ce travail présente une nouvelle méthode d’étude des bedforms sous-glaciaires combinant la modélisation analogique et de la géomorphologie glaciaire. Au travers d’une analyse morphométrique inédite permettant de caractériser la diversité des bedforms, deux continuums morphologiques ont été découverts (i) entre les ribbed bedforms, les bedforms sinueux/obliques et les linéations glaciaires et (ii) entre les ribbed bedforms, les proto-murtoos et les murtoos. Ces continuums ont mis en évidence des séquences d’évolution de bedforms contrôlées par (i) la quantité et les directions de déformation transmises au lit sédimentaire par l’écoulement de glace sus-jacent et (ii) le degré de remobilisation généré par l’écoulement d’eau de fonte. Considérant les variations spatio-temporelles des interactions glace-eau-sédiments et des processus de déformation, d’érosion et de dépôt à la base des calottes glaciaires, un unique modèle d’évolution est proposé afin d’expliquer la formation de la plupart des bedforms sous-glaciaires actuellement identifiés.
Ice-related environmental changes in Arctic fjords : new insights from benthic foraminifera
Éléonora FOSSILE - 04/05/2022
Le changement climatique menace les régions polaires avec des conséquences majeures sur la dynamique des glaces et les écosystèmes associés. Les simulations de fonte glaciaire reposent sur des reconstitutions paléoenvironnementales, qui complètent les mesures directes sur la période actuelle pour réduire l’incertitude des prévisions. Des proxies basés sur l’écologie des foraminifères benthiques (FB) sont développés dans cette thèse pour suivre la dynamique des glaces de mer et le retrait des glaciers côtiers. Dans le Storfjorden, les FB montrent une réponse aux eaux enrichies en CO2 (saumures) libérées pendant les processus de formation de glace de mer. Le rapport entre les FB agglutinés et calcaires (A/C) est proposé comme proxy de la persistance sur les fonds de ces saumures qui provoquent la dissolution des tests calcaires des FB. Bien que le signal A/C soit affecté par des processus taphonomiques, il permet de souligner les différences entre les zones affectées par la persistance de saumures et celles sous influence intermittente. Dans le Kongsfjorden, des gradients environnementaux abrupts (e.g., salinité, turbidité de l’eau, flux organiques) sont provoqués par la dynamique des glaciers côtiers. En été, différents assemblages de FB s’installent en fonction de l’éloignement au front du glacier, avec une augmentation vers le large de la diversité taxonomique et fonctionnelle. Un indicateur combinant plusieurs mesures de diversité a été proposé comme proxy du recul des glaciers côtiers, et son efficacité a été testée sur une archive sédimentaire des 60 dernières années. Les deux proxies proposés ici sont donc applicables dans tout environnement arctique similaire.
