Cycledusiliciumdansl'OcéanArctique-Rôledesdiatoméesdanslesbloomsphytoplanctoniqueset

changementclimatique

Résumédusujet:

Lechangementclimatiqueaprovoquédesmodificationsmajeuresdesbiotopesmarinsdansl'OcéanArctique(OA).Ladiminutiondel'étenduedelabanquisedurantl'étéaentraînéuneaugmentationde20%de la production primaire pan-arctique au cours de la dernière décennie. Les efflorescences dephytoplanctonseproduisentmaintenantplustôtauprintempsdansplusieurspartiesdel’OA.Dansd'autresrégions,lastructuredelacommunautéphytoplanctoniqueévolueversdesespècespluspetites,typiquesdeconditionsoligotrophes,etquelquesespècesrencontréesdansleseauxpluschaudesmigrentdésormaisversl'océanArctique. Lebloomprintanierdephytoplanctonqui sedéveloppeenmargede glace représente>50%de la production primaire annuelle dans l’OA, et est généralement associée à un transfert importantd'énergieverslesniveauxtrophiquessupérieurs,etàl'exportationdecarboneverslessédimentsmarins.Enoutre, la culture, la santé et l’économie des résidants duNord sont étroitement associées aux ressourcesmarines soutenues par le bloomprintanier. Celui-ci se développe dans la zone de glace saisonnière, dontl'étendue pourrait atteindre l’ensemble de l’OA dès 2030. L’évolution du bloom printanierphytoplanctonique (BPP)dans ce contexte resteàêtredéterminée. S'étendra-t-il sur tout l’OA,pour ainsicontribueràunécosystèmeplusproductif?Lesmodificationsdespropriétésphysiquesdel'OAentraineront-elles plutôt une limitation du bloom phytoplanctonique? Comment répondra la biodiversité à ceschangements? Pour être enmesure de répondre à ces questions, il est nécessaire de bien quantifier lesprocessusphysiques,chimiquesetbiologiquesimpliquésdanslepré-conditionnement,ledéveloppementetle déclin du BPP. Comme il s'agit d'un phénomène transitoire se produisant dans une région éloignée,complexeethostile,notrecompréhensiondudéveloppementdubloomprintanieretdetouslesprocessusquiendécoulentdemeurentlimitée.

L'objectif général du programme GreenEdge est de comprendre la dynamique du BPP et dedéterminersonrôledans l’OAdedemain,ycomprisvis-à-visdespopulationshumaines.Plusprécisément,nous voulons1) comprendre lesprincipauxprocessusphysiques, chimiquesetbiologiquesqui régissent leBPP,2)identifierlesespècesclédephytoplanctonimpliquéesdansleBPPetmodéliserleurcroissancedansdiversesconditionsenvironnementales,et3)prévoiraucoursdesprochainesdécenniesl’évolutionduBPPetdutransfertdecarboneàtraversleréseautrophiqueetverslessédiments.

Un premier événement de BPP sera étudié au printemps 2016 dans la Baie de Baffin, de sonapparition avant la fonte des glaces en avril jusqu’à son déclin dans la zone libre de glace en juillet. Ladistribution spatiale des propriétés physiques, chimiques et biologiques sera documentée à différenteséchelles de temps et d’espace grâce à l’utilisation d’un ensemble de flotteurs-profileurs dérivants, deplaneurs sous-marins, et d’un sous-marin autonome, tous équipés d’un éventail de capteurs physiques etbio-optiques.Desétudesdeprocessusserontréaliséesàpartird’un«campdeglace»etd’unbrise-glacederecherche afin d’évaluer la croissance du phytoplancton, l’assimilation de nutriments et le transfert decarboneàtraverslachainetrophiqueetverslessédiments.Danslecadredeceprogramme,lesujetproposéporteraenparticuliersurladynamiquedesdiatoméeslorsdubloomprintanier,afindedéterminerl’impactduréchauffementencoursetdeladiminutiondel’étenduedelabanquisesurleurdevenir.Le(a)candidat(e)seraamené(e)àtraitertousleséchantillonsdelacampagnehauturièreetducampdeglacedestinésàsuivreleretraitdelabanquiseenmerdeBaffinauprintemps2016.Il(elle)participeraauxmesuresconcernantlerôledesdiatoméesaucoursdubloomprintaniervialaquantificationdesstocksdediatoméesparlamesuredesconcentrationsen silicebiogéniqueet l’énumérationenmicroscopiedesespècesprésentes,ainsiqu’àdes mesures de flux de silice totaux (techniques isotopiques de production/dissolution 32Si et 30Si) et à

l’échelledel’espèce(marquageàl’aidedutraceurfluorescentPDMPO).L’étudiant(e)seraainsiamené(e)àutiliserunensemblecomplémentairedetechniqueschimiques,isotopiquesetmicroscopiquespourmeneràbiensonétude.Lacampagneàlamerayantlieuaupremiersemestre2016,c’est-à-direavantledébutdelathèse,l’ensembledesanalysespourraêtremenéàtermedansl’échéancedes3ansetl’accentpourraêtremissurlavalorisationdesdonnéesentermedepublication.

SourcesdefinancementChantierArctique,FondationTotal,CNES.Calendrierprévisionneldelathèse

Directeursdethèse

DirectriceproposéeNom-Prénom:LeblancKarineCorps:ChercheurCNRSCR1Laboratoire(i.e.formationcontractualiséederattachement,éventuellementéquipeauseindecetteformation):MIOAdressemail:karine.leblanc@mio.osupytheas.frPageweb:http://www.com.univ-mrs.fr/~leblanc/

Choixdecinqpublicationsrécentes:

• Brun,P.,Vogt,M.,Payne,M.R.,Gruber,N.,O’Brien,C.,Buitenhuis,E.T.,LeQuéré,C.,Leblanc,K.,Luo, Y-W. Ecological niches of open phytoplankton taxa. Accepted, Limnology andOceanography.2015.

• Lasbleiz, M., Leblanc, K., Blain, S., Ras, J., Cornet-Barthaux, V., Helias-Nunige, S., Quéguiner, B.Pigments,elementalcomposition(C,N,P,Si)andstoichiometryofparticulatematter,inthenaturallyiron fertilized region of Kerguelen in the Southern Ocean. Biogeosciences, 11, 5931-5955,doi:10.5194/bg-11-5931-2014.

• Closset, I.,Lasbleiz,M.,Leblanc,K.,Quéguiner,B.,Cavagna,A.-J.,Elskens,M.,Navez,J.,Cardinal,D.SeasonalevolutionofnetandregeneratedsilicaproductionaroundanaturalFe-fertilizedareainthe SouthernOcean estimatedwith Si isotopic approaches. Biogeosciences, 11, 5827–5846, 2014,doi:10.5194/bg-11-5827-2014.

• LeblancK.,J.Arístegui,L.Armand,P.Assmy,B.Beker,A.Bode,E.Breton,V.Cornet,J.Gibson,M.-P.Gosselin, E.Kopczynska, H.Marshall, J.Peloquin, S.Piontkovski, A.J.Poulton, B.Quéguiner,R.Schiebel, R.Shipe, J.Stefels, M.A.vanLeeuwe, M.Varela, C.Widdicombe, and M.Yallop. Aglobal diatom database – abundance, biovolume and biomass in theworld ocean. Earth Syst. Sci.DataDiscuss.,5,147-185,2012.

• Crombet,Y.,Leblanc,K.,Quéguiner,B.,Moutin,T.,Rimmelin,P.,Ras,J.,Claustre,H.,Leblond,N.,Oriol, L., Pujo-Pay, M. Deep silicon maxima in the stratified oligotrophic Mediterranean Sea.Biogeosciences,8,459-475.2011.

Autredirecteurproposé(HDR)Nom-Prénom:QuéguinerBernardCorps:ProfesseurLaboratoire(i.e.formationcontractualiséederattachement,éventuellementéquipeauseindecetteformation):MIOAdressemail:bernard.queguiner@mio.osupytheas.frPageweb:http://www.com.univ-mrs.fr/~queguiner/

Choixdecinqpublicationsrécentes:

• Lasbleiz, M., Leblanc, K., Blain, S., Ras, J., Cornet-Barthaux, V., Helias-Nunige, S., Quéguiner, B.Pigments,elementalcomposition(C,N,P,Si)andstoichiometryofparticulatematter,inthenaturallyiron fertilized region of Kerguelen in the Southern Ocean. Biogeosciences, 11, 5931-5955,doi:10.5194/bg-11-5931-2014.

• Closset, I.,Lasbleiz,M.,Leblanc,K.,Quéguiner,B.,Cavagna,A.-J.,Elskens,M.,Navez,J.,Cardinal,D.SeasonalevolutionofnetandregeneratedsilicaproductionaroundanaturalFe-fertilizedareainthe SouthernOcean estimatedwith Si isotopic approaches. Biogeosciences, 11, 5827–5846, 2014,doi:10.5194/bg-11-5827-2014.

• Crombet,Y.,Leblanc,K.,Quéguiner,B.,Moutin,T.,Rimmelin,P.,Ras,J.,Claustre,H.,Leblond,N.,Oriol, L., Pujo-Pay, M. Deep silicon maxima in the stratified oligotrophic Mediterranean Sea.Biogeosciences,8,459-475.2011.

• QuéguinerB. IronfertilizationandthestructureofplanktoniccommunitiesinhighnutrientregionsoftheSouthernOcean.DeepSeaResearchPartII:TopicalStudiesinOceanography,90:43–54,2013,doi:10.1016/j.dsr2.2012.07.024.

• Robinson C., Steinberg D.K., Anderson T.R., Aristegui J., Carlson C.A., Frost J.R., Ghiglione J.-F.,Hernandez-LeonS.,JacksonG.A.,KoppelmannR.,B.Quéguiner,RagueneauO.,RassoulzadeganF.,Robison B.H., Tamburini C., Tanaka T., Wishner K.F., Zhang J. Mesopelagic ecology andbiogeochemistry–asynthesis.Deep-SeaResearchII,57(16),1504-1518,2010.