L’activité biologique est clef pour contrôler la concentration atmosphérique de CO2. Au cours du Quaternaire, des boucles de rétroactions impliquent le climat, le cycle du carbone et la productivité de la biosphère. Cependant, la contribution des flux biologiques au changement de CO2 lors des changements glaciaires – interglaciaires. La composition isotopique du CO2 est un outil primordial pour avancer cette connaissance mais l’origine des changements 13C du CO2 n’est pas simple à identifier: des études ont suggéré que les changements du 13C du CO2 et du CO2 pendant la dernière déglaciation sont expliqués par l’augmentation de la température de surface de la mer et l’affaiblissement de la pompe biologique, d’autres études invoquent la remontée d’eaux enrichies en carbone, la croissance de la biosphère terrestre ou le rôle de la fonte du pergélisol. Parallèlement, la composition élémentaire et isotopique de l’O2 est un outil complémentaire pour contraindre la productivité totale de la biosphère et la proportion relative de la productivité biologique terrestre par rapport à la productivité biologique marine. Ici, nous voulons combiner les informations fournies par ces deux traceurs pour mieux contraindre l’évolution des cycles biologiques du carbone et de l’oxygène par rapport au changement climatique. Pour atteindre cet objectif, nous visons à (1) identifier la signature élémentaire et isotopique du CO2 et de l’O2 au cours des processus biologiques, (2) compléter les enregistrements des derniers 1,5 Ma en composition élémentaire et isotopique de O2 et CO2 à partir de la carotte de glace Beyond EPICA récemment forée et (3) interpréter les enregistrements issus des carottes de glace avec un modèle simple incluant une représentation de la composition élémentaire et isotopique du CO2 et de l’O2. Nous combinerons développement instrumental (spectroscopie optique), expériences de laboratoire (chambres biologiques), mesures analytiques sur les carottes de glace ainsi que de la modélisation simple de l’évolution couplée du climat et de la composition élémentaire et isotopique du CO2 et de l’O2 sur les successions de cycles glaciaires et interglaciaires.
Participants : LSCE (PI A. Landais), ECOTRON Sud de France (PI C. Piel), ECOTRON Ile de France (PI S. Fiorini), IGE (PI E. Capron), ENS Géologie (PI S. Abiven)