Les coccolithophoridés : acteurs et enregistreurs des changements climatiques – CARCLIM

Les effets précis des émissions de gaz à effet de serre sur notre climat sont encore incertains. Il devient dès lors impératif de mieux comprendre et modéliser la fixation du carbone par le phytoplancton océanique - une composante importante du cycle du carbone et du système climatique de la Terre. Il existe en effet un besoin pressant de contraindre la réponse des écosystèmes marins et du phytoplancton, et donc de la pompe biologique face à l'augmentation des températures de la surface des océans, l’invasion de CO2 anthropogénique, et la diminution du pH de l'eau de mer. L'objectif premier de ce projet est d’établir la réponse intégrée de l'efficacité photosynthétique et de la calcification d'un groupe biologique important, les coccolithophoridés, soumis à une série d'expériences de perturbation en laboratoire lors desquelles les algues seront soumises à des conditions correspondant aux divers scénarii (RCP) de l’IPPC à l’horizon 2050 et 2100. Ces expériences seront étendues aux conditions environnementales de type « greenhouse » du Cénozoïque. Ce projet permettra ainsi une compréhension mécanistique de la modulation de la calcification des coccolithes en utilisant leur composition isotopique comme traceurs de la dynamique des réactions physiologiques permettant la calcification intracellulaire. La mise en œuvre de cultures de laboratoire de coccolithophoridés permettra donc de quantifier le contrôle de l'environnement sur la capacité à calcifier de ces organismes et à développer une compréhension des effets vitaux avec pour finalité de mieux utiliser de la géochimie des coccolithes en paléoceanographie. Le projet disséquera le lien encore mal compris entre la physico-chimie de l’eau de mer et la morphométrie et les effets vitaux des coccolithes. Pendant des décennies, les paléocéanographes ont butté sur le compréhension de l'origine biologique des archives sédimentaires, qui est encore considérée comme un problème de type « boîte noire » et reste une source d'incertitude majeure dans les reconstructions des paléoclimats. Il est primordial de déconvoluer le forçage biologique et environnemental sur la géochimie des sédiments. Intégrés par la modélisation, les résultats expérimentaux de ce projet fourniront un cadre biogéochimique précieux pour quantifier l’avenir de la production des coccolithophoridés dans les océans de l’Anthropocène et anciens, et permettront des proxies fiables de températures, des concentrations en CO2 et de pH de l’eau de mer en exploitant l’amplitude des effets vitaux. Les objectifs du projet CARCLIM s'étendent au-delà du développement analytique et de proxies, mais visent à une avancée conceptuelle en (palé)océanographie avec le déploiement d'une approche novatrice et multidisciplinaire qui permettra in fine d'accroître la compréhension de l'influence de la fixation organique et inorganique du carbone par les coccolithophoridés sur la chimie des océans et le climat de la Terre.