Jérémy Jacob

Applications récentes de l’isotopie moléculaire à la quantification des variations climatiques et à l’estimation de leurs impacts sur les environnements anciens.

Séminaire par Jérémy JACOB. Institut des Sciences de la Terre, Orléans.

Résumé : Les témoignages des divers changements qui ont affecté la surface de notre planète sont nombreux et largement étudiés. Pourtant, en dépit d’efforts considérables on ne sait toujours pas apprécier précisément les variations des paramètres du climat. L’outil isotopique et notamment la mesure des isotopes de l’oxygène, a largement contribué à progresser dans cette voie, tant lors de l’analyse de carottes de glace polaires que dans celle des carbonates de sédiments marins. Les matières organiques sédimentaires constituent aussi des cibles attractives pour la recherche d’informations sur les environnements et climats passés, car elles sont particulièrement sensibles aux modifications du milieu dans lequel elles ont été produites et par ailleurs, sont ubiquistes dans les archives paléoclimatiques. De composition complexe, hétérogènes par essence, ces matières organiques recèlent des informations multiples, qui peuvent être dépouillées par le biais d’analyses moléculaires. Récemment, en permettant d’ajouter la détermination de la composition isotopique des biomarqueurs moléculaires à leur identification, l’isotopie moléculaire a encore ouvert de nouvelles perspectives en permettant de contraindre la source biologique des phases porteuses du signal isotopique. Cette technique apporte donc la possibilité de définir de nouveaux paramètres quantitatifs susceptibles d’approcher les variables qui définissent le climat où « proxies ». Afin d’illustrer ces possibilités, je présenterai d’abord quelques applications de la mesure du d13C de molécules individuelles qui concernent l’enregistrement d’événements datant de la dernière Déglaciation (il y a environ 20 000 ans) mais également les relations entre les variations de CO2 atmosphérique et l’émergence des plantes en C4.
Ensuite, je présenterai un apport de la mesure des isotopes de l’hydrogène (D/H) de molécules individuelles. Ainsi, des études récentes soulignent la possibilité de retracer les variations de composition isotopique D/H des eaux météoriques à partir de celle de molécules d’origine phytoplanctonique. Parallèlement, il semble aussi possible de retracer les variations d’humidité moyenne (ou de quantité d’eau disponible pour les plantes) à partir de molécules synthétisées par les végétaux supérieurs terrestres. De ce fait, la mesure des isotopes de l’hydrogène doit permettre de quantifier les fluctuations de température, de précipitation, d’humidité ou de salinité, selon le contexte et les molécules ciblées.
En conclusion, je détaillerai les besoins qui m’apparaissent les plus urgents pour une utilisation raisonnée de ces nouveaux proxies moléculaires en évoquant quelques domaines où elles pourraient s’avérer particulièrement utiles, dans le cadre de reconstructions paléoclimatiques.

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