Offre de stage de Master 2 – UMR METIS, Paris

Reconstruction des variations climatiques passées dans la région du Rungwe (Tanzanie) : utilisation de biomarqueurs lipidiques

Etudier les variations climatiques passées est essentiel et peut permettre d’anticiper sur l’avenir, en aidant à prédire et à comprendre les changements environnementaux à venir. Notre connaissance des modifications climatiques passées repose principalement sur l’utilisation, en milieu marin ou terrestre, de marqueurs (proxies) de paramètres de l’environnement. Ces marqueurs peuvent être sédimentologiques, minéralogiques, géochimiques, isotopiques ou biologiques. Parmi ceux-ci, des marqueurs lipidiques – les alkyl tetraéthers de glycérol – font l’objet d’un intérêt grandissant (Schouten et al., 2013 et références incluses) car il a été récemment montré que leur structure chimique variait avec les conditions environnementales (température, pH notamment) et qu’ils pouvaient être utilisés pour reconstruire les températures et pH passés. Ces lipides membranaires sont biosynthétisés par les archées et certaines bactéries e t ont à ce jour principalement été étudiés en milieu marin côtier et dans les sols. En revanche, un nombre limité d’études concerne les lacs. Les sédiments lacustres sont pourtant des écosystèmes de choix pour le développement et l’application de marqueurs environnementaux. En effet, ces systèmes présentent l’avantage de contenir plus de matière organique que les sédiments marins, en raison de la productivité biologique élevée généralement observée dans les lacs et des bonnes conditions de préservation de la matière organique dans ces milieux.

L’objectif de stage consistera à analyser les tetraéthers le long d’une carotte prélevée dans le lac Masoko. Ce lac de cratère est situé au Sud-Ouest de la Tanzanie, à environ 840 mètres d’altitude, dans la chaîne volcanique du Rungwe. Les sédiments du lac Masoko fournissent un enregistrement climatique détaillé et continu des changements environnementaux depuis 45 000 ans. De plus, les caractéristiques de ce lac sont bien connues car il a déjà fait l’objet de travaux antérieurs : les biomarqueurs lipidiques de dix horizons sédimentaires et leur signature isotopique en 13C ont ainsi été déterminés et ont permis d’étudier les variations environnementales depuis la fin de la dernière période glaciaire (de Mesmay, 2008). La carotte étudiée dans le cadre de ce stage, de 2,7 m de long, couvre les 4 000 dernières années. Les résultats obtenus au cours du stage permettront de reconstituer les paléotempératures et les paléopH du lac Masoko en utilisant les tetraéthers archéens et bactériens et de confronter ces données à celles obtenues à partir d’autres proxies.

Méthodologie

Les échantillons seront lyophilisés puis extraits à l’aide de solvants organiques. Après avoir été extraits, les tetraéthers seront isolés, puis analysés par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse (HPLC/MS) selon une méthodologie précédemment développée au laboratoire (Huguet et al., 2013).

Référence bibliographiques

de Mesmay, R., 2008. Fonctionnement biogéochimique du lac Masoko (Tanzanie), approche par les biomarqueurs lipidiques sédimentaires. Thèse de l’Université Aix-Marseille 2, 120 pages.

Huguet, A., Fosse, C., Laggoun-Défarge, F., Delarue, F., Derenne, S., 2013. Effect of a short-term experimental microclimate warming on the abundance and distribution of branched GDGTs in a French peatland. Geochimica et Cosmochimica Acta 105, 294-315.

Schouten, S., Hopmans, E.C., Sinninghe Damsté, J.S., 2013. The organic geochemistry of glycerol dialkyl glycerol tetraether lipids: a review. Organic Geochemistry 54, 19-61.

Durée et lieu du stage

6 mois à partir de Janvier 2015
Laboratoire METIS, Université Pierre et Marie Curie, Paris

Contact

Arnaud Huguet, UMR METIS (http://www.metis.upmc.fr/)                                                        Email:  arnaud.huguet@upmc.fr

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