UMR CNRS 5805 EPOC
Environnements et Paléoenvironnements
Océaniques et Continentaux

        

Consignes de Sécurité et Numéros d'Urgence
(à l'usage des personnels du laboratoire)

December 16, 2024

Manon SABOURDY

Xavier Crosta / Johan Etourneau

M. JARDILLIER Ludwig, Professeur, Université Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette), Rapporteur
M. GROSSI Vincent, Directeur de recherche, Institut Méditerranéen dÂ’Océanologie (Marseille), Rapporteur
M. GOOSSE Hugues, Professeur, Université catholique de Louvain (Louvain-la-Neuve, Belgique), Rapporteur
Mme. EYNAUD Frédérique, Maîtresse de conférences, Université de Bordeaux (Pessac), Examinatrice
M. CROSTA Xavier, Directeur de recherche, Université de Bordeaux (Pessac), Directeur de thèse
M. ETOURNEAU Johan, Maître de conférences, EPHE (Pessac), Co-directeur de thèse

La pompe biologique de l'Océan Austral (PBOA) constitue un élément fondamental d'un réseau trophique extrêmement sensible et en pleine mutation. Elle représente aussi un moyen très efficace pour séquestrer le CO₂ anthropique et a joué un rôle majeur sur l'évolution des concentrations en CO₂ atmosphérique au cours des derniers cycles climatiques. Malgré cette importance, l'évolution future de la PBOA reste encore incertaine au vu des divergences entre les différentes simulations pour le prochain siècle. Ceci s'explique principalement par le manque de données disponibles avant la période instrumentale, qui ne couvre que les dernières décennies autour de l'Antarctique, ainsi que par l'absence d'études dans le passé portant sur les communautés phytoplanctoniques dépourvues de test (non fossilisables). Il apparaît donc nécessaire d'étudier les archives climatiques du passé pour mieux comprendre l'évolution de la PBOA et sa relation avec les conditions océaniques, atmosphériques et du couvert de glace au cours des derniers millénaires. Les séquences d'ADN ancien (sedaDNA) couplées aux résultats de biomarqueurs lipidiques mettent en perspective pour la première fois la répartition et l'évolution des communautés phytoplanctoniques au regard des conditions environnementales dans la région de la Péninsule Antarctique au cours de l'Holocène. Les organismes phytoplanctoniques dépourvus de test identifiés sont principalement associés aux divisions des Stramenopiles, Cryptophytes et Chlorophytes avec des différences temporelles et régionales. Du début à la moitié de l'Holocène (8000 à 4000 ans BP), les conditions étaient globalement plus chaudes conduisant à des zones océaniques ouvertes où la production primaire était dominée par les diatomées (85-95% de la proportion totale des phytoplanctons), avec une proportion relativement importante de Cryptophytes parmi les organismes mous (~50%). Au cours des 4000 dernières années BP, les conditions océaniques ont montré un refroidissement et un allongement de la saison de banquise. La productivité primaire a augmenté, essentiellement par une plus forte productivité siliceuse avec des abondances en diatomées dépassant 95% de la proportion phytoplanctonique totale, et donc une plus faible contribution en phytoplancton mou mais qui étaient néanmoins plus diversifiés avec une apparition des Chlorophytes en plus des Cryptophytes. Enfin, l'étude du dernier millénaire a permis de caractériser en détail le passage des conditions naturelles vers un environnement modifié par les changements climatiques actuels. Les derniers 1000 ans BP étaient relativement froids avec de fortes conditions de glace de mer. La productivité primaire a décliné, accompagnée par une réduction de la contribution des diatomées et une augmentation de la contribution des organismes mous à l'exportation de carbone dans les sédiments. Enfin, depuis 1850 CE (période post-industrielle), le réchauffement des températures de subsurface (de 0.3 ± 0.6 °C) et la diminution de la couverture de glace de mer hivernale a entraîné une forte augmentation de la proportion des Cryptophytes (+10%) au détriment de celle des diatomées. Dans ce contexte, la composition des communautés phytoplanctoniques a déjà commencé à changer et tendent à ressembler à celles observées durant l'Holocène moyen. Si cette tendance se poursuit, les diatomées pourraient être progressivement remplacées par des organismes à tissus mous, moins efficaces pour exporter le carbone organique vers les sédiments, ce qui réduirait donc la capacité de séquestration à long terme du CO₂ atmosphérique de la PBOA de la Péninsule Antarctique.