Cycle du silicium dans l`Océan Arctique
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Proposition de sujet de thèse 2016 (A remplir par les équipes d'accueil et à retourner à Isabelle HAMMAD, [email protected]) MASTER : Ordre de priorité de la proposition (1) : Candidat(e)(1) Nom - Prénom : Date de naissance : Cursus de second cycle (origine, années, mention) : Mention et classement au Master (Xème sur Y) : Sujet de doctorat proposé : Intitulé : Cycle du silicium dans l'Océan Arctique - Rôle des diatomées dans les blooms phytoplanctoniques et changement climatique. Résumé du sujet : Le changement climatique a provoqué des modifications majeures des biotopes marins dans l'Océan Arctique (OA). La diminution de l'étendue de la banquise durant l'été a entraîné une augmentation de 20% de la production primaire pan-arctique au cours de la dernière décennie. Les efflorescences de phytoplancton se produisent maintenant plus tôt au printemps dans plusieurs parties de l’OA. Dans d'autres régions, la structure de la communauté phytoplanctonique évolue vers des espèces plus petites, typiques de conditions oligotrophes, et quelques espèces rencontrées dans les eaux plus chaudes migrent désormais vers l'océan Arctique. Le bloom printanier de phytoplancton qui se développe en marge de glace représente > 50% de la production primaire annuelle dans l’OA, et est généralement associée à un transfert important d'énergie vers les niveaux trophiques supérieurs, et à l'exportation de carbone vers les sédiments marins. En outre, la culture, la santé et l’économie des résidents du Nord sont étroitement associées aux ressources marines soutenues par le bloom printanier. Celui-ci se développe dans la zone de glace saisonnière, dont l'étendue pourrait atteindre l’ensemble de l’OA dès 2030. L’évolution du bloom printanier phytoplanctonique (BPP) dans ce contexte reste à être déterminée. S'étendra-t-il sur tout l’OA, pour ainsi contribuer à un écosystème plus productif ? Les modifications des propriétés physiques de l'OA entrainerontelles plutôt une limitation du bloom phytoplanctonique ? Comment répondra la biodiversité à ces changements ? Pour être en mesure de répondre à ces questions, il est nécessaire de bien quantifier les processus physiques, chimiques et biologiques impliqués dans le pré-conditionnement, le développement et le déclin du BPP. Comme il s'agit d'un phénomène transitoire se produisant dans une région éloignée, complexe et hostile, notre compréhension du développement du bloom printanier et de tous les processus qui en découlent demeurent limitée. L'objectif général du programme GreenEdge est de comprendre la dynamique du BPP et de déterminer son rôle dans l’OA de demain, y compris vis-à-vis des populations humaines. Plus précisément, nous voulons 1) comprendre les principaux processus physiques, chimiques et biologiques qui régissent le BPP, 2) identifier les espèces clé de phytoplancton impliquées dans le BPP et modéliser leur croissance dans diverses conditions environnementales, et 3) prévoir au cours des prochaines décennies l’évolution du BPP et du transfert de carbone à travers le réseau trophique et vers les sédiments. Un premier événement de BPP sera étudié au printemps 2016 dans la Baie de Baffin, de son apparition avant la fonte des glaces en avril jusqu’à son déclin dans la zone libre de glace en juillet. La distribution spatiale des propriétés physiques, chimiques et biologiques sera documentée à différentes échelles de temps et d’espace grâce à l’utilisation d’un ensemble de flotteurs-profileurs dérivants, de planeurs sous-marins, et d’un sous-marin autonome, tous équipés d’un éventail de capteurs physiques et bio-optiques. Des études de processus seront réalisées à partir d’un « camp de glace » et d’un brise-glace de recherche afin d’évaluer la croissance du phytoplancton, l’assimilation de nutriments et le transfert de carbone à travers la chaine trophique et vers les sédiments. Dans le cadre de ce programme, le sujet proposé portera en particulier sur la dynamique des diatomées lors du bloom printanier, afin de déterminer l’impact du réchauffement en cours et de la diminution de l’étendue de la banquise sur leur devenir. Le(a) candidat(e) sera amené(e) à traiter tous les échantillons de la campagne hauturière et du camp de glace destinés à suivre le retrait de la banquise en mer de Baffin au printemps 2016. Il(elle) participera aux mesures concernant le rôle des diatomées au cours du bloom printanier via la quantification des stocks de diatomées par la mesure des concentrations en silice biogénique et l’énumération en microscopie des espèces présentes, ainsi qu’à des mesures de flux de silice totaux (techniques isotopiques de production/dissolution 32Si et 30Si) et à l’échelle de l’espèce (marquage à l’aide du traceur fluorescent PDMPO). L’étudiant(e) sera ainsi amené(e) à utiliser un ensemble complémentaire de techniques chimiques, isotopiques et microscopiques pour mener à bien son étude. La campagne à la mer ayant lieu au premier semestre 2016, c’est-à-dire avant le début de la thèse, l’ensemble des analyses pourra être mené à terme dans l’échéance des 3 ans et l’accent pourra être mis sur la valorisation des données en terme de publication. Sources de financement : Chantier Arctique : 31 000 euros (pour la partie qui concerne la thèse), l’essentiel du financement du programme étant déjà obtenu auprès de l’ANR et divers autres programmes. Fondation Total : 300 keuros obtenus pour l’ensemble du projet Participation aux campagnes (mer et camp de glace) du groupe silice en 2016 acceptée et financée. Calendrier prévisionnel de la thèse Directeur(s) de thèse proposé(s) (limiter au plus à deux personnes principales, dont au moins une titulaire de l'HDR) Directrice proposée Nom - Prénom : Leblanc Karine Corps : Chercheur CNRS CR1 Laboratoire (i.e. formation contractualisée de rattachement, éventuellement équipe au sein de cette formation) : MIO Adresse mail : [email protected] Choix de cinq publications récentes (souligner éventuellement les étudiants dirigés co-signataires) : • • Brun, P., Vogt, M., Payne, M.R., Gruber, N., O’Brien, C., Buitenhuis, E.T., Le Quéré, C., Leblanc, K., Luo, Y-W. Ecological niches of open phytoplankton taxa. Accepted, Limnology and Oceanography. 2015. Lasbleiz, M., Leblanc, K., Blain, S., Ras, J., Cornet-Barthaux, V., Helias-Nunige, S., Quéguiner, B. Pigments, elemental composition (C, N, P, Si) and stoichiometry of particulate matter, in the naturally iron fertilized region of Kerguelen in the Southern Ocean. Biogeosciences, 11, 5931-5955, doi:10.5194/bg-11-5931-2014. • • • Closset, I., Lasbleiz, M., Leblanc, K., Quéguiner, B., Cavagna, A.-J., Elskens, M., Navez, J., Cardinal, D. Seasonal evolution of net and regenerated silica production around a natural Fe-fertilized area in the Southern Ocean estimated with Si isotopic approaches. Biogeosciences, 11, 5827–5846, 2014, doi:10.5194/bg-11-5827-2014. Leblanc K. , J. Arístegui, L. Armand, P. Assmy, B. Beker, A. Bode, E. Breton, V. Cornet, J. Gibson, M.P. Gosselin, E. Kopczynska, H. Marshall, J. Peloquin, S. Piontkovski, A. J. Poulton, B. Quéguiner, R. Schiebel, R. Shipe, J. Stefels, M. A. van Leeuwe, M. Varela, C. Widdicombe, and M. Yallop. A global diatom database – abundance, biovolume and biomass in the world ocean. Earth Syst. Sci. Data Discuss., 5, 147-185, 2012. Crombet, Y., Leblanc, K., Quéguiner, B., Moutin, T., Rimmelin, P., Ras, J., Claustre, H., Leblond, N., Oriol, L., Pujo-Pay, M. Deep silicon maxima in the stratified oligotrophic Mediterranean Sea. Biogeosciences, 8, 459-475. 2011. Thèses encadrées ou co-encadrées au cours des quatre dernières années Nom : Yann CROMBET Intitulé : Impacts du réchauffement et de l’acidification des océans sur les diatomées marines Type d'allocation : ministérielle Date de début de l'allocation de doctorat : 2008 Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 2013 Programme finançant la recherche : Fondation Total (REMECCA) et LEFE CYBER –(ICARE) Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : ostréiculteur Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50 % Nom : Marine LASBLEIZ Intitulé : Cycles biogéochimiques (Si, C, N, P) en lien avec la dynamique nutritionnelle du phytoplancton dans la région naturellement fertilisée des Kerguelen Type d'allocation : ministérielle Date de début de l'allocation de doctorat : 2011 Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 2014 Programme finançant la recherche : ANR, LEFE CYBER Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : recherche d’emploi Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50 % Autre directeur proposé (HDR) Nom - Prénom : Quéguiner Bernard Corps : Professeur Laboratoire (i.e. formation contractualisée de rattachement, éventuellement équipe au sein de cette formation) : MIO Adresse mail : [email protected] Choix de cinq publications récentes (souligner éventuellement les étudiants dirigés co-signataires) : • • • Lasbleiz, M., Leblanc, K., Blain, S., Ras, J., Cornet-Barthaux, V., Helias-Nunige, S., Quéguiner, B. Pigments, elemental composition (C, N, P, Si) and stoichiometry of particulate matter, in the naturally iron fertilized region of Kerguelen in the Southern Ocean. Biogeosciences, 11, 5931-5955, doi:10.5194/bg-11-5931-2014. Closset, I., Lasbleiz, M., Leblanc, K., Quéguiner, B., Cavagna, A.-J., Elskens, M., Navez, J., Cardinal, D. Seasonal evolution of net and regenerated silica production around a natural Fe-fertilized area in the Southern Ocean estimated with Si isotopic approaches. Biogeosciences, 11, 5827–5846, 2014, doi:10.5194/bg-11-5827-2014. Crombet, Y., Leblanc, K., Quéguiner, B., Moutin, T., Rimmelin, P., Ras, J., Claustre, H., Leblond, N., Oriol, L., Pujo-Pay, M. Deep silicon maxima in the stratified oligotrophic Mediterranean Sea. Biogeosciences, 8, 459-475. 2011. • • Quéguiner B. Iron fertilization and the structure of planktonic communities in high nutrient regions of the Southern Ocean. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 90: 43–54, 2013, doi:10.1016/j.dsr2.2012.07.024. Robinson C., Steinberg D.K., Anderson T.R., Aristegui J., Carlson C.A., Frost J.R., Ghiglione J.-F., Hernandez-Leon S., Jackson G.A., Koppelmann R., B. Quéguiner, Ragueneau O., Rassoulzadegan F., Robison B.H., Tamburini C., Tanaka T., Wishner K.F., Zhang J. Mesopelagic ecology and biogeochemistry – a synthesis. Deep-Sea Research II, 57 (16), 1504-1518, 2010. Thèses encadrées ou co-encadrées au cours des quatre dernières années Nom : Julien DEKAEZMAKER Intitulé : Etude de la fixation d’azote dans les environnements ‘déficients en azote’ (Etude de cas : l’upwelling du Pérou-Chili) – Contribution des diazotrophes unicellulaires et contrôle par la disponibilité nutritive Type d'allocation : ministérielle Date de début de l'allocation de doctorat : 2009 Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 2012 Programme finançant la recherche : IRD et Programme NSF ‘N2 fixation in the ETSP (Eastern Tropical South Pacific)’ Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : post-doctorat Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50 % Nom : Yann CROMBET Intitulé : Impacts du réchauffement et de l’acidification des océans sur les diatomées marines Type d'allocation : ministérielle Date de début de l'allocation de doctorat : 2008 Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 2013 Programme finançant la recherche : Fondation Total (REMECCA) et INSU –LEFE/CYBER –(ICARE) Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : ostréiculteur Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50 % Nom : Marine LASBLEIZ Intitulé : Cycles biogéochimiques (Si, C, N, P) en lien avec la dynamique nutritionnelle du phytoplancton dans la région naturellement fertilisée des Kerguelen Type d'allocation : ministérielle Date de début de l'allocation de doctorat : 2011 Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 2014 Programme finançant la recherche : ANR, LEFE CYBER Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : recherche d’emploi Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50 % Nom : Soumaya BOUSSABAT Intitulé : Observation de la structure des communautés planctonique en lien avec les cycles biogéochimiques dans le Golfe du Lion et les écosystèmes pélagiques du nord de la Tunisie (Baie de Bizerte et Golfe de Tunis) Type d'allocation : Labex OT−Med Date de début de l'allocation de doctorat : 2012 Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : Programme finançant la recherche : MERMEX/SPEciMed Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : thèse en cours Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50 %
