Projet ANR-15-CE31-0013 – INTOCC : Traceurs Innovants du Cycle Cenozoïque de Carbone
Programme : Défi de tous les savoirs (DS10) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Madame Laurie Reisberg (CRPG)
Partenaires : Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public
Montant : 305226.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : A l'échelle de millions d'années, les processus géodynamiques et la température de la Terre sont reliés, en particulier via le contrôle du CO2 dans le système océan-atmosphère. Cependant, l'importance relative des processus en jeu reste extrêmement débattue. Certains auteurs soulignent le rôle majeur des processus hydrothermaux aux rides médio-océaniques, tandis que d'autres mettent l'emphase sur celui des processus orogéniques et leur rôle de catalyseur de l'altération des roches continentales ou d'enfouissement de carbone organique, deux puits majeurs de CO2. Ces interactions peuvent être explorées via l'étude des enregistrements sédimentaires marins. Les deux traceurs isotopiques les plus classiquement utilisés sont les isotopes radiogéniques 87Sr et 187Os, et ils indiquent tous les deux, au cours du Cénozoique, une augmentation de l'eau de mer vers une signature plus radiogénique proche de celle de la croûte continentale. Cette évolution ocanique fut interprétée par une nette augmentation de l'altétration des silicates continentaux due à l'orogénèse Himalayenne, ainsi représentée comme principale responsable du refroidissement global. Cependant, cette interprétation a été remise en question, avec en particulier, la contribution de lithologies mineures présentes en Himalaya, et extrêmement radiogéniques en 87Sr et 187Os. Ainsi, l'évolution positive observée dans les océans ne serait pas du à une augmentation de l'altération des silicates continentaux, mais seulement à une contribution plus importante de ces roches particulières.
Ces considérations illustrent bien la difficulté de déconvoluer les effets dits de "sources" (causés par l'altération de lithologies d'âges et de signatures isotopiques différents), des effets dits de "flux" (liés aux variations des taux d'altération des roches). En conséquence, il est nécessaire d'associer aux traceurs de sources (isotopes radiogéniques), des traceurs pertinents des processus d'altération, de façon à pouvoir quantifier plus précisément les rôles relatifs de chacun et leurs paléovariations. Nous proposons donc de développer et de combiner 3 traceurs jusque là encore peu explorés: 186Os et 40Ca, tous les deux radiogéniques, et d7Li, un traceur non radiogénique ayant montré tout son potentiel en tant que proxy de l'altération des roches silicatées continentales. Les nouveaux traceurs que nous proposons de développer sont très prometteurs car ils sont moins sensibles à l'érosion de roches mineures en Himalaya. Les données préliminaires suggèrent que l'océan reste proche de la composition mantellique en 186Os et en 40Ca pendant la dernière partie du Cénozoique, ce qui est à l'opposé des résultats des traceurs 187Os et 87Sr pendant cette période.
Ce projet s'articule en 5 phases: 1/ des développements analytiques novateurs, en particulier pour obtenir des mesures fines en 186Os/188Os dans des sédiments 2/ l'estimation de l'évolution en 186Os/188Os, e40Ca et d7Li de l'océan au cours du Cénozoique 3/ la détermination de la composition moyenne de la croûte continentale en 186Os/188Os et e40Ca via l'étude de loess 4/ L'étude d'un bassin versant majeur, le Ganges-Brahmapoutre, pour déterminer le rôle de la diversité lithologique et des processus de transport sur la composition isotopique des eaux et sédiments de rivières 5/ L'exploitation des résultats obtenus en vue d'affiner la modélisation du cycle du carbone au cours du Cénozoique. Ce projet se construit sur la base d'une complémentarité d'expertise, via une collaboration active entre deux spécialistes du traçage de source, une spécialiste du traçage de l'altération continentale, et un modélisateur du cycle du carbone. L'apport des mesures de haute précision des nouveaux systèmes isotopiques explorés dans ce projet, couplées à un modèle 3D du cycle du carbone, devrait conduire à franchir un pas décisif dans notre compréhension du contrôle du climat au cours des 60 derniers millions d'années.