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Interactions environnement-biosphère à différents niveaux de résolution

 

Ce projet a pour objectif de comprendre comment les paramètres abiotiques tels que la température, les précipitations, la pCO2 atmosphérique ou le pH des océans affectent les environnements marins, les environnements continentaux et les êtres vivants, et d'étudier les rétroactions des grandes émergences biologiques et leur importance dans le façonnement des climats et des paléoenvironnements, à différentes périodes du Phanérozoïque. Le projet s'articule autour de deux questions majeures fédérant les membres du thème qui sont paléontologues, sédimentologues et géochimistes. 

Comment la température a-t-elle affecté l'histoire de la biosphère ?
 
Cette question sera abordée en comparant les températures marines et aériennes estimées à partir de proxies développés au sein du laboratoire (isotopes stables, distribution de la biodiversité, géochimie organique) avec les données paléontologiques disponibles ou qui seront obtenues au cours de missions de collectes. Nous testerons l'impact de la température (environnementale, corporelle) sur la dynamique de la biodiversité au cours d’événements de radiations-extinctions, en terme de pression évolutive (adaptations physiologiques, colonisations de nouveaux environnements), et d'évolution de la biomasse (productions primaire et carbonatée, couvert végétal). Ces relations seront testées à différents échelles spatiales (locale, globale) et temporelles (des variations saisonnières à l’étage géologique), et pour différents niveaux d’organisations biologique (taxonomique, écologique).
 
Quels mécanismes contrôlent la nature et l'évolution des océans et de leur peuplement
 
La dynamique physico-chimique des domaines océaniques (alcalinité, gradient thermique, oxygénation, circulations océaniques et atmosphériques) sera caractérisée, ainsi que ses interactions avec la production carbonatée (organismes calcifiants océaniques et néritiques), et la réponse des écosystèmes océaniques aux perturbations locales, régionales et globales. Trois niveaux de résolution temporelle seront considérés : le très long terme (résolution de l'étagegéologique) , en relation avec le mouvement des masses continentales ; le moyen terme (résolutions de l'ordre du millier à la centaine de milliers d'années), impliquant les cycles astronomiques de Milankovitch et les événements extrêmes (événements hyper-thermiques) ; et le court terme (résolution de la saison au siècle), impliquant des événements locaux et épisodiques telles que les tempêtes ou les éruptions volcaniques. Les données obtenues seront intégrées dans une modélisation océan-atmosphère qui permettra de mieux appréhender l’interaction entre CO2, climat, circulation océanique et leurs effets sur l’océan mondial depuis le Mésozoïque.