Contact : Christophe Thomazo ([email protected])

2/ Le Protérozoïque

A deux reprises durant le protérozoïque (2.5 Ga à 540 Ma) les enveloppes externes du globe subissent des modifications importantes : ce sont le Grand Evénement d’Oxydation (GEO) du Paléoprotérozoïque (2.4 Ga) et les oscillations climatiques extrêmes (glaciations globales / déglaciations) de la fin du Néoprotérozoïque (Entre 700 et 600 Ma).

Objectifs :

Ces deux événements originaux dans l’histoire de la Terre sont caractérisés par de fortes oscillations de la composition isotopique du carbone des carbonates, qui suggèrent des perturbations du cycle du carbone. Nous cherchons à mieux les caractériser et à comprendre les mécanismes qui les ont générés.

Méthodes :

Analyse du δ¹³C des carbonates et de la matière organique¹, ainsi que du δ¹⁵N de séries sédimentaires².

Collaborations :

Le laboratoire s’appuie sur des collaborations avec des géologues, paléomagnéticiens, climatologues, paléontologues et microbiologistes, fédérés par les projets ECLIPSE.

¹ Le δ¹³C de la matière organique et surtout sa comparaison avec celui des carbonates renseigne sur les perturbations du cycle du carbone global et sur les épisodes d’anoxie des fonds océaniques soit à l’échelle du bassin impliqué soit à l’échelle globale.

² La composition isotopique de l’azote dans les roches sédimentaires est héritée de la composition isotopique des organismes qui en sont à l’origine. Ces variations peuvent êtres attribués selon les cas à la source d’azote utilisée par les organismes (N₂ pour les Cyanobactéries; NH₄⁺ ou NO₃^- dans d’autres groupes), à l’enrichissement en ¹⁵N des nitrates suite à leur consommation par les organismes photosynthétiques ou suite à la dénitrification. Les variations de δ¹⁵N dans les roches sédimentaires portent donc des informations sur les métabolismes azotés.

Contact : Magali Ader ([email protected])

3/ Evolution chimique des océans au Précambrien

L’âge et l’évolution de l’oxygénation des océans sont nettement moins bien contraints que ceux de l’atmosphère. L’évolution redox des océans a généralement été interprétée en terme de deux périodes principales : une période anoxique persistant jusqu’à ~2 Ga, suivie d’une période oxydée essentiellement comparable aux océans actuels. Des données récentes, basées sur l’évolution temporelle de la composition isotopique du S de sulfures et sulfates sédimentaires, suggèrent l’existence d’un océan intermédiaire dit « stratifié », oxydant à la surface et anoxique-sulfureux en profondeur, qui aurait persisté pendant plus d’un milliard d’année à partir de ~ 2 Ga.
Cette nouvelle vision pourrait s’avérer fondamentale pour notre compréhension de l’évolution des cycles biogéochimiques des éléments sensibles aux conditions redox (e.g. C, S, Fe, N) et de l’évolution de la vie.

La composition isotopique en azote de la matière organique océanique des environnements actuels oxydés est directement liée au processus de dénitrification. Dans un environnement dénué d’oxygène tel que l’étaient les océans Archéens, la formation de nitrates (et la dénitrification) sont improbables. Le cycle et la composition isotopique de l’azote des océans Précambriens anoxiques puis « stratifiés » devaient être très différents de ceux des océans actuels.
Notre étude vise à analyser de manière systématique la composition isotopique en azote de sédiments Précambriens de différents âges afin d’en extraire des informations sur l’évolution chimique des océans.

Contact : Vincent Busigny ([email protected])
Site web : http://www.ipgp.jussieu.fr/~busigny/