Apport des isotopes du fer pour l’étude des cycles biogéochimiques océaniques dans des régions contrastées, Pacifique Équatorial, Atlantique Nord et Océan Austral

Date de début: 01 Octobre 2023

Date limite de candidature: La date limite de candidature à l’école doctorale est le 12 mai 2023 à minuit, mais les candidats sont encouragés à contacter le directeur de thèse dès que possible.

Directeur de thèse: François Lacan

Financement: Concours pour un contrat doctoral

Résumé

Résumé du projet de thèse

Contexte scientifique général
Au sein de l’océan, la production primaire (la croissance du phytoplancton) consomme du carbone. La sédimentation d’une partie de cette matière organique vers l’océan profond constitue ainsi un puits de carbone pour l’atmosphère. C’est ce que l’on appelle la pompe biologique de carbone. Dans de vaste région de l’océan la production primaire est limitée par le manque de fer (les algues y sont anémiques). Cet élément joue donc un rôle clef sur les cycles biogéochimiques océaniques et le climat. Malgré son importance, son cycle reste assez mal connu, en particulier, ses sources (éoliennes, fluviales, sédimentaires et hydrothermales) ainsi que son cycle au sein de l’océan (notamment les interactions entre les différentes phases du fer, dissoutes et particulaires). Alors que d’intenses recherches ont été conduites sur ces sujets au cours des dernières décennies en se basant sur l’étude des concentrations de fer, il est aujourd’hui possible de s’intéresser au cycle des isotopes du fer dans l’océan. Ces isotopes apportent des informations nouvelles, inaccessibles par des mesures de concentrations, sur la nature ou l’intensité des processus biogéochimiques (cf. illustration ci-dessous). Cette thématique est très novatrice, puisque, à l’heure actuelle, seule une poignée de laboratoires au monde sont capables de réaliser ce type de mesures. C’est un sujet hautement pluridisciplinaire. Centré sur l’océan, il concerne aussi ses interfaces, les continents, l’atmosphère et le plancher océanique. Au sein de ces différentes disciplines, ce projet bien que centré sur la géochimie isotopique, concernera aussi la physique, la biologie, la géologie et la chimie. Ce sujet s’inscrit dans le cadre très dynamique et stimulant du programme international GEOTRACES.

Plan de réalisation:
Des échantillons naturels, principalement océaniques (fer dissous dans l’eau, particules en suspension, phytoplancton), mais aussi provenant des différentes sources de fer à l’océan (aérosols, rivières, sédiments) ont été prélevés au cours de la campagne BONUS-GoodHope dans l’océan Austral le long du méridien de Greenwich, de la campagne PANDORA entre la Nouvelle Calédonie et la Papouasie Nouvelle Guinée et de la campagne GEOVIDE dans l’Atlantique Nord, entre le Portugal, le Groenland et Terre-Neuve. Pour certains de ces échantillons, les compositions isotopiques de fer ont été déjà été mesurées, pour d’autres les mesures restent à faire. Le travail consistera en la réalisation de ces mesures par des techniques de chimie ultra-propre en salle blanche et de spectrométrie de masse (MC-ICPMS) et en l’interprétation de ces nouvelles données et des données déjà disponibles dans le cadre scientifique multidisciplinaire décrit ci-dessus.
Ces travaux bénéficieront de moyens techniques exceptionnels, la salle blanche Océan du LEGOS et le service de spectrométrie de masse à source plasma de l’OMP, et d’une ambiance de travail très stimulante au sein de l’équipe ‘Toulouse Isotopie Marine’ https://www.legos.omp.eu/research-team/tim/ qui s’intéresse aux cycles de la matière dans l’océan et à ses interfaces étudiés par des traceurs isotopiques.

Profil du candidat :
Le candidat devra avoir une formation en océanographie, et en biogéochimie marine. Compétences complémentaires : chimie, maths/physique, biologie, géologie, informatique. Globalement le travail de thèse requiert, outre une solide formation initiale, un fort dynamisme, une grande rigueur et surtout une très forte motivation. Le sujet n’est absolument pas réservé à des chimistes (par exemple l’encadrant a une formation de physicien).

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