Description
The surface of our planet has changed dramatically since the formation of its primitive atmosphere roughly 4.5 billion years ago. This evolution has operated under the combined action of tectonic forcings, mantle degassing, biological activity and evolution, and geochemical cycling. The evolution of the chemical composition of the ocean-atmosphere system is intimately linked to the evolution of Earth’s climate, notably through the greenhouse effect.
Studies of the environment, biogeochemical cycles, and their role in controlling the composition of the ocean-atmosphere system are crucial and urgent, especially as humanity is faced with numerous environmental threats including global warming, dwindling biodiversity, and air and water pollution. While the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) and IPBES (Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services) sound the alarm that humanity, or more precisely industrialised society, is endangering the habitability of our planet, the projects performed in the theme “CYCLes, Atmosphere, climate” (CYCLA) aim to:
(i) quantify the impact of human activities on surface environments (critical zone, atmosphere, rivers, cryosphere) and modern natural cycles;
(ii) develop new approaches to constrain the evolution of the carbon cycle, the cryosphere, and the climate since the Neogene, and;
(iii) characterise the evolution of surface environments, notably the ocean-atmosphere system over geological history.In line with the heritage of the theme and in accord with the philosophy and recommendations of INSU, CYCLA examines processes and objects without temporal constraints, e. from the present day to the Archean.
CYCLA researchers are interested in the long-term compositional evolution of the ocean-atmosphere system (from the Archean to present day), and the ancient and modern cycles of carbon and associated elements like magnesium, sulfur, or calcium. From glaciers to Archean terrains, by studying samples from rivers, IODP drill cores, pollens, or “pétanque” balls, and by using isotopes and other geochemical tools, we strive to define what controls the climate and the environment over different timescales, i.e. from the early Earth to the last deglaciation and whether concerning the extinction of the dinosaurs or confronting today’s challenges.
To these ends, much of our research focuses on the role of erosion and the alteration of mountain ranges, notably the Himalaya, in the cycles of carbon and other elements. To study more recent climatic variations, we study mountain glaciers, which provide indispensable information on the evolution of continental climates. Finally, CYCLA is also interested in the numerous aspects of humanity’s influence on the environment and elemental cycles via pollution, notably linked to metals. Works by CYCLA members are part of numerous collaborations within OTELo or other laboratories, both in France and abroad.
LIFE IN THE THEME
CURRENT THESES
Arbia Jouini – Perturbations du cycle du soufre et du calcium à la limite K-Pg
Direction : Guillaume Paris – Guillaume Caro – Raphaël Pik
Xiaobai Ruan – Geochemistry in weathering reaction associated to bedrock landslides in SE Tibet
Direction : Albert Galy
Ayoub Khelili – Combinaison de traceurs géochimiques pour reconstruire les trajectoires de contaminants dans un bassin versant anthropisé.
Direction : Christophe Cloquet
Aswin Tachambalath – Erosion, Alteration and Paleo-weathering in the Himalaya
Direction : Christian France-Lanord
DEFENDED THESES
Nina Bothamy – 01/10/2020
Fractionnement anthropique et naturel des isotopes stables du néodyme (Nd) dans l’environnement
Imene Bedja – 06/09/2021
Étude isotopique du cycle biogéochimique du magnésium à haute précision : Impact de la biologie terrestre
MAJOR PROJECTS
ANR Gi-NOAH (Porteur : Albert Galy)
ANR Himalfan (Porteur : Christian France-Lanord)
ANR INTOC (Porteuse : Laurie Reisberg)
ANR HUNIWERS (co-porteur CRPG: Guillaume Paris)
PUBLIC OUTREACH
Intervention au centre pénitentiaire de Maxéville – 05 octobre 2022
Science en fête : le cycle du carbone – 24 février 2022 à Vandoeuvre-lès-Nancy
Public Outreach Articles – The Conversation
Articles by theme researchers in The Conversation:
- Nous voulons tout savoir sur les dinosaures (publié le 20/02/2019)
- CO₂ levels and climate change: is there really a controversy? (publié le 02/07/2019)
- How humans derailed the Earth’s climate in just 160 years (publié le 10/06/2019)
- L’acidification des océans, l’autre danger du CO₂ (publié le 07/06/2019)
- Le CO₂, une histoire au long cours chamboulée par les sociétés industrielles (publié le 29/02/2019)
- Why is there water on Earth? (publié 11/02/2021)
- Why is the Earth blue? (publié 03/02/2021)
- Pourquoi y a-t-il de l’eau sur Terre ? (publié le 18/10/2020)
- La Terre a-t-elle toujours été bleue ? (publié le 18/10/2020)
- Maël : “Comment se sont formés les océans ?” (publié le 09/03/2021)
- Elie : “Pourquoi la mer les océans sont-ils salées ?” (publié le 20/04/2021)
Coffee Talks (Cafés CYCLA)
Future talks:
Past talks:
Date et heure | Description |
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7 May 2024 10:00 |
Café CYCLA Mathieu Daeron (LSCE) Mathieu Daeron (LSCE) nous propose un séminaire, où il nous présentera ces travaux qui portent sur la “Paléocéanographie en 3, 4, 5 dimensions isotopiques : comment les anomalies isotopiques des carbonates (Δ17O, Δ47, Δ48) viennent éclairer (sans forcément simplifier) l’histoire des océans, du Cambrien au Pleisotocène”. Venez nombreux !
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Date et heure | Description |
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28 March 2024 16:00 |
Café Cycla 2024 #4 – Gabriel Fénisse Flux of interplanetary dust particles and micrometeorites at Dome C (Antarctica): a fresh look with helium isotopes |
Date et heure | Description |
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25 January 2024 02:30 |
Discussions du DOR – café cycla Tout est dans le titre 🙂 |
18 January 2024 16:00 |
Café Cycla #1 2024 – Manuel Chevalier – 16h Premier café Cycla de l’année, nous aurons le plaisir d’accueillir Manuel Chevalier (Bonn Univ., Allemagne) pour un goûter CYCLA sur l’utilisation des données polliniques à des fins de reconstructions paléoclimatiques. Manuel sera avec nous pendant trois jours, du 17 au 19 janvier. |
18 January 2024 16:00 |
Café Cycla – on parle de pollens en hiver ! Manuel Chevalier (https://www.manuelchevalier.com/) est un paléoclimatologue expert dans l’utilisation des données polliniques pour établir des reconstitutions paléoclimatiques robustes, basées sur des approches statistiques bayésiennes. Il est aussi un excellent communiquant, très pédagogue. Manuel sera au CRPG du 17 au 19 janvier dans le cadre d’une collaboration au sujet de la thèse de Gabriel Fénisse. Ce sera l’occasion pour lui de nous donner un café CYCLA exceptionnel sur ses approches de reconstitutions paléoclimatiques. Venez nombreux! |
Date et heure | Description |
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14 December 2023 16:00 |
café Cycla – Blandine Godet Impact des flux terrigènes sur la production primaire et enfouissement de carbone pendant l’OAE2 dans le Bassin Vocontien : un regard nouveau avec l’3He extra-terrestre Blandine Godet1, Pierre – Henri Blard1,2, Guillaume Suan3, Baptiste Suchéras-Marx4, Laurent Riquier5 1 – CRPG, CNRS, Université de Lorraine, 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy, France Le Mésozoïque est marqué par l’occurrence de multiples Evénements Anoxiques Océaniques (OAE) caractérisés par de vastes dépôts d’argiles sombres et des perturbations globales du cycle du carbone. Parmi eux, l’OAE2, approximant la limite Cénomanien-Turonien (~94 Ma), est exprimé dans le Bassin Vocontien par le « Niveau Thomel ». Cet événement est considéré comme l’un des plus intenses du Mésozoïque. D’une durée d’environ 600 ka, cet événement est défini par une excursion positive du d13C globale supérieure à 2 ‰ à la fois dans les carbonates et la matière organique. Cette excursion est interprétée comme le reflet d’un enfouissement massif de carbone organique, aux valeurs isotopiques enrichies en 12C, conditionné par la désoxygénation des eaux profondes. Des modèles antérieurs suggèrent que l’augmentation des concentrations atmosphérique et océanique en CO2 provient du volcanisme des provinces magmatiques (LIPs), augmentant dans le même temps l’apport en nutriments vers l’océan et sa productivité primaire tout en induisant une baisse de l’oxygénation. Cependant, le volcanisme des provinces magmatiques est aussi responsable de perturbations climatiques et d’une intensification des précipitations et, par extension, du lessivage. Or, le rôle de cette augmentation des apports de nutriments terrigènes sur la productivité primaire et sur l’enfouissement de matière organique pendant l’OAE2 reste largement débattu. Les relations et la succession de ces événements restent inconnues et doivent être mieux contraintes à l’aide de chronologie à haute résolution. Dans cette étude, nous utilisons de nouvelles mesures de 3He extra-terrestre (3HeET) dans des sédiments marins hémipélagiques de la section de Pont d’Issole, référence pour l’OAE2 dans le Bassin Vocontien. Ces mesures nous permettent de calculer des taux de sédimentation et de reconstituer des flux carbonatés, terrigènes et organiques durant l’OAE2. Nos résultats montrent qu’environ 70 % de l’3He est d’origine extra-terrestre. En considérant un flux constant de micrométéorites (IDPs) arrivant sur Terre pendant l’événement anoxique (McGee et Mukhopadhyay, 2013), il est possible d’utiliser les concentrations en 3HeET des échantillons afin de reconstituer des variations relatives des taux de sédimentation d’une résolution inédite (15 cm). Les résultats préliminaires montrent qu’au début de l’événement anoxique, la sédimentation terrigène est quasi-constante (7 ± 1 m/Ma) malgré les variations lithologiques. A l’inverse, la sédimentation totale varie (7 à 65 m/Ma), impliquant des variations lithologiques dépendant de l’apport en carbonate de calciumEn revanche, le Plenus Cold Event, caractérisé par des conditions plus froides et oxygénées au sein de l’OAE2, est marqué par des variations synchrones (40 ka) des sédimentations terrigène et carbonatée. L’apport de ces nouvelles données de 3HeET sera discuté au regard du rôle débattu de l’augmentation des flux détritiques et de l’enfouissement massif de carbone organique de l’OAE2. |
Date et heure | Description |
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17 October 2023 13:00 |
Martin Nauton-Fourteu (University of Galway) Palaeoweathering in the sedimentary record: Testing a multiproxy approach for improved weathering intensity reconstruction |
10 October 2023 11:00 |
Café CYCLA n°2 – Présentation D. Bekaert cycle de l'eau sur le continent Européen Pour ce café CYCLA, David nous présentera quelques réflexions sur l’interprétation et la modélisation des corrélations d18O – températures gaz rares (NGT) dans les eaux souterraines d’Europe. |
Date et heure | Description |
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26 September 2023 11:00 |
Café Cycla – c'est la rentrée ! Pour cette rentrée nous ferons un point sur le thème Cycla et aurons le plaisir d’accueillir Théo Tacail, qui nous fera un séminaire externe intitulé “Vertebrate biology in the light of essential metals stable isotopes“. Ce sera donc l’occasion de rencontrer Théo, potentiel candidat CRPG au CNRS en CID 52. |
Date et heure | Description |
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7 June 2023 11:00 |
Café CYCLA Charlotte Prud'homme – Carbon isotopes résumé à venir! 🙂 |
MEMBERS
Researchers
POST-DOCTORATE FELLOWS
PHD STUDENTS
RECENT PUBLICATIONS BY THEME RESEARCHERS
Assessment of particulate Zn and Pb sources in the Orne watershed (Northeast France) using geochemical tools
Khelili, A.; Cloquet, C.; Dong, S.; Poszwa, A.; Mansuy-Huault, L.; Muel, V.; Gley, R.; Gauthier, C.; Fraysse, F.; Montargès-Pelletier, E. Environmental Science and Pollution Research, 2024
Determination of unbiased δ34 and Δ33S values by MC-ICP-MS using down to 30 nmol of sulfur
Paris, G. Geostandards and Geoanalytical Research, 2023
Constraining oceanic carbonate chemistry evolution during the Cretaceous-Paleogene transition: Combined benthic and planktonic calcium isotope records from the equatorial Pacific Ocean
Jouini, A.; Paris, G.; Caro, G.; Bartolini, A.; Gardin, S. Earth and Planetary Science Letters, 2023, 619, 118305
Deglaciation of northwestern Greenland during Marine Isotope Stage 11
Christ, A.J.; Rittenour, T.M.; Bierman, P.R.; Keisling, B.A.; Knutz, P.C.; Thomsen, T.B.; Keulen, N.; Fosdick, J.C.; Hemming, S.R.; et al.; Blard, P.H. Science, 2023, 381, 330-335
Nickel mass balance and isotopic records in a serpentinic weathering profile: Implications on the continental Ni budget
Machado, A.L.; Garnier, J.; Ratié, G.; Guimaraes, E.; Monvoisin, G.; Cloquet, C.; Quantin, C. Chemical Geology, 2023, 634, 121586
Last glacial maximum cooling of 9 °C in continental Europe from a 40 kyr-long noble gas paleothermometry record
Bekaert,D.V.; Blard, P.H.; Raoult, Y.; Pik, R.; Kipfer, R.; Seltzer, A.M. Quaternary Science Reviews, 2023, 310, 108123
Terrestrial amplification of past, present, and future climate change
Seltzer, A.M.; Blard, P.H.; Sherwood, S.C.; Kageyama, M. Science Advances, 2023, 9, eadf8119
Last glacial maximum cooling of 9 °C in continental Europe from a 40 kyr-long noble gas paleothermometry record
Bekaert,D.V.; Blard, P.H.; Raoult, Y.; Pik, R.; Kipfer, R.; Seltzer, A.M.; Legrain, E.; Marty, B. Quaternary Science Reviews, 2023, 310, 108123
Basal debris of the NEEM ice core, Greenland: a window into sub-ice-sheet geology, basal ice processes and ice-sheet oscillations
Blard, P.H.; Protin, M.; Tison, J.L.; Fripiat, F.; Dahl-Jensen, D.; Steffensen, J.P.; Mahaney, W.C.; Bierman, P.R.; Christ, A.J.; Corbett, L.B.; Debaille, V.; Rigaudier, T.; Claeys, P.; ASTER Team. Journal of Glaciology, 2023, 1-19
Are marl-limestone alternations mainly driven by CaCO
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variations at the astronomical timescale? New insights from extraterrestrial
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He
Blard, P.H.; Suchéras-Marx, B.; Suan, G.; Godet, B.; Tibari, B.; Dutilleul, J.; Mezine, T.; Adatte, T. Earth and Palnetary Science Letters, 2023, 614, 118173