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Etude à haute résolution des modifications du Courant Circumpolaire Antarctique au cours du dernier cycle climatique

publié le , mis à jour le

Université : Université de Lille 1

Ecole doctorale : SMRE

Filière doctorale : Géosciences, Ecologie, Paléontologie, Océanographie

Titre de la thèse :
Etude à haute résolution des modifications du Courant Circumpolaire Antarctique au cours du dernier cycle climatique à partir des traceurs minéralogiques et géochimiques dans les sédiments océaniques (Plateau des Kerguelen, Atlantique Sud, Pacifique Sud)

Direction de thèse :
Viviane Bout-Roumazeilles (DR2 CNRS-HDR) and Aloys Bory (MCF)
En collaboration avec Alain Mazaud & Elisabeth Michel U(MR 8212, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, Gif-sur-Yvette), Gareth Davies (Prof, FALW, Vrije Universiteit Amsterdam, Netherland)

Laboratoire(s) :
UMR CNRS 8187 Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences – Univ Lille 1
Programme(s) de Rattachement : IMAGES (International Marine Global Change Study, IBGP-PAGES), INSU DYNACC, FP7 ATOS, IODP-ECORD

Sujet de thèse

Projet : La compréhension du cycle du carbone est un des enjeux majeurs en paléoclimatologie, notamment parce que les relations entre les changements de la concentration atmosphérique en CO2 pendant les derniers cycles climatiques et la modification de la circulation océanique profonde restent mal contraintes. De nombreuses évidences suggèrent cependant qu’une grande partie des modifications des échanges de CO2 entre l’atmosphère et l’océan a pris place dans l’océan Austral. Nous savons par exemple qu’à l’heure actuelle, l’océan Austral est le principal puits de CO2 d’origine anthropique – en relation probable avec l’acidification des océans (IPCC2014) - alors qu’il était l’une des sources de dégazage de CO2 pendant la dernière déglaciation. Dans ce contexte, il a récemment été suggéré que des modifications de la configuration du Courant Circumpolaire Antarctique (ACC) seraient associées aux modifications de ces échanges océan-atmosphère, en particulier lors des événements climatiques rapides de la dernière déglaciation. Des études récentes autour du plateau de Kerguelen ont d’ailleurs mis en évidence des modifications de l’ACC entre la dernière période glaciaire et l’actuel.
Le projet présenté ici a pour objectif principal d’étudier en détail les changements de configuration et d’intensité du courant circumpolaire Antarctique à partir de l’étude de la fraction terrigène des sédiments marins déposés sur le plateau des Kerguelen et dans des sites particuliers dans les océans Atlantique et Pacifique Sud. En effet, les fines particules terrigènes sont transportées par les masses d’eau profondes sur des milliers de kilomètres. Ainsi, des changements dans la provenance de ces particules peuvent fournir de précieuses indications concernant les modification de la circulation océanique profonde. Dans le cadre de cette étude, les signatures minéralogiques et géochimiques des particules détritiques seront utilisées afin de (1) mettre en évidence les modifications du transfert terrigène - provenance et flux de particules - et donc de (2) préciser l’ampleur de la réorganisation des circulations océaniques profondes. Une série de carottes sédimentaires -prélevées lors de la campagne océanographique INDIEN-Sud sur le plateau de Kerguelen et lors de campagnes IMAGES dans les océans Atlantique et Pacifique Sud - sera étudiée afin de contraindre les variations de l’intensité et de la position de l’ACC dans le secteur Indien de l’Océan Austral depuis 25000 ans.
Description : Le candidat travaillera sur la caractérisation de la fraction terrigène des carottes de sédiments prélevés dans plusieurs sites clés de l’océan Austral dans le but de contraindre la provenance des particules, de reconstituer l’évolution de l’ACC au cours du dernier cycle climatique, et d’améliorer les reconstitutions paléocéanographiques. Une approche multiproxy - minéralogie de l’argile, analyses granulométriques et isotopes radiogéniques- sera utilisée. Le doctorant travaillant sur ce projet sera formé aux différents protocoles et techniques analytiques qu’il devra utiliser dans le cadre de sa thèse de doctorat (X-ray diffraction, spectrométrie de masse par thermo-ionisation). Un embarquement à bord d’un navire océan océanographique pour une campagne à la mer dans l’Océan Austral est envisageable pendant la durée de la thèse
Compétences : Le candidat doit avoir un Master 2 (ou équivalent) en paléoclimatologie, sédimentologie, géochimie ou dans une discipline connexe. Nous recherchons un étudiant très motivé, intéressé par la paléoclimatologie et les travaux analytiques de laboratoire. Une expérience en environnement à empoussièrement contrôlé (salle blanche) et dans la chimie préparatoire aux analyses isotopiques par TIMS seraient évidemment bienvenues. Des connaissances solides en anglais sont requises. La connaissance du français serait un plus, mais n’est pas obligatoire. Le candidat devra travailler de façon autonome sur le sujet et interagir avec des chercheurs internationaux ayant une expertise diversifiée.
ÉCOLE DOCTORALE « SCIENCES DE LA MATIERE, DU RAYONNEMENT ET DE L’ENVIRONNEMENT » (ED104)

Financement envisagé (Etablissement, région, organisme, fonds propres)

Université (ex allocations du ministère) : 100% : 0
50% : 1

En cas de cofinancement, détailler : Région Nord Pas de Calais, 50% financement, 3 ans
cofinanceur(s), financement obtenu / envisagé, durée, etc...)

DOCTORAL SCHOOL “ MATERIALS, RADIATION AND ENVIRONMENTAL SCIENCES ” (ED 104)

UNIVERSITY : Université Lille 1

Scientific domain
 : GEPO

Title of the thesis : High-resolution investigation of oceanic circulation over the last climatic cycle in the Southern ocean, using terrigenous tracers in marine sediments deposited on the Kerguelen Plateau and along the Antarctic Circumpolar Current pathway

Supervisor(s) :

Viviane Bout-Roumazeilles (DR2 CNRS-HDR) and Aloys Bory (MCF)
In collaboration with : Alain Mazaud & Elisabeth Michel (UMR 8212, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, Gif-sur-Yvette), Gareth Davies (Prof, FALW, Vrije Universiteit Amsterdam, Netherland)

Laboratory :

UMR CNRS 8187 Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences – Univ Lille 1

Research project (international/national/regional) : IMAGES (International Marine Global Change Study, IBGP-PAGES), INSU, FP ATOS, IODP-ECORD

SUBJECT

Project : The knowledge of the carbon cycle budget is one of the biggest challenge in paleoclimatology, and the relationships between CO2 concentration changes and the modification of deep oceanic circulation over the last climatic cycles are still a matter of debate. The anthropic carbon storage capacity of the Southern deep ocean is still hardly constrained, although it is a key parameter for climatic simulations. Several evidences indicate that most of the changes in CO2 atmosphere-ocean exchanges must have taken place in the southern ocean. At present, the southern ocean acts as a major sink for CO2 of anthropic origin –which is likely related to the observed acidification of the ocean (IPCC 2014)– while it appears to have been a source of CO2 during the last deglaciation. It has recently been suggested that modifications of the Antarctic Circumpolar Current pattern (ACC) vigor and position may have been associated with these changes in CO2 exchanges, in particular during the rapid climatic events of the last deglaciation. Some studies around Kerguelen Plateau have actually shown that the characteristics of the ACC during the last glacial period were indeed different compared to the Holocene.
The present project proposes to investigate further the modification of the ACC between the last glacial period and the Holocene using the terrigenous fraction of sediments deposited on the Kerguelen Plateau and along the ACC pathway. Fine-grain particles can be advected for thousand of kilometres within deep currents, and changes in particle provenance are thus largely ascribed to modifications of the circulation of deep-water masses. In the proposed project, the mineralogical and geochemical signatures of detrital particles will thus be used in order to (1) track modifications of the terrigenous transfer - provenance and flux- through the ACC and (2) to document deep-current reorganization. A series of cores from in the southern ocean, collected on the Kerguelen Plateau during the INDIEN-Sud cruise, and in the southern Atlantic and in the Pacific oceans, will be investigated in order to constrain hydrological changes, including the intensity and location of the ACC in the Southern ocean over the last 25,000 years.
Job description : The candidate will focus on characterizing the terrigenous fraction of sediment cores taken in several key areas of the southern ocean in order to constrain particles provenance, reconstruct the evolution of the ACC over the last climatic cycle, and improve paleoceanographic reconstitutions. A multiproxy approach, including clay mineralogy, grain-size analyses and radiogenic isotopes will be employed. The PhD student working on this project will be trained in a diverse number of state-of-the-art analytical techniques. The PhD student will be responsible for preparing and processing samples for mineralogy, grain-size and radiogenic isotopes analyses. The candidate may have the opportunity to participate to an oceanographic cruise in the Southern Ocean on-board a Research Vessel during his/her PhD.
Requirements : The candidate should have a master’s degree (or equivalent) in paleoclimatology, sedimentology, geochemistry or a related subject. We seek a highly motivated student, interested in paleoclimatology and in analytical chemical labwork. Some experience in clean-lab environments and in isotopic measurements by TIMS or MC-ICP-MS would be an advantage. Good skills in English are requested. The knowledge of French will be a plus, but is not required. The candidate is expected to work independently on the subject and to interact with international researchers with diverse expertise.