Caractérisations chimique et physique des restes fossiles du principal bio-producteur de carbonates dans les océans crétacés

Stage de Recherche de Master 1 2020 - 6 semaines

Mots-clés paléontologie, géochimie, cristallogénèse, paléoenvironnements.
Introduction Dans les environnements océaniques modernes, la production de carbonates marins est en grande partie réalisée par le nannoplancton calcaire et principalement par des algues unicellulaires, qui produisent de minuscules pièces calcitiques (< 20 µm) appelées coccolithes. La calcification de ces algues est contrôlée par une large variété de facteurs environnementaux et notamment la température et la chimie de l’eau de mer. Les restes fossiles (exosquelette) de ces algues sont appelés nannofossiles calcaires et sont connus dans l’enregistrement sédimentaire depuis 210 Millions d’années. La composition chimique et isotopique des nannofossiles calcaires peut-être utilisée comme un proxy pour retracer les conditions paléo-environnementales (composition/température de l’eau de mer). Cependant l’interprétation des signaux géochimiques peut-être compliquée par les hétérogénéités chimiques à l’échelle du biominéral et par les empreintes chimiques associées aux processus diagénétiques. Ainsi, caractériser chimiquement et physiquement (organisation cristalline, minéralogie) les biominéraux des nannofossiles calcaires, est un préalable nécessaire avant toutes études paléo-environnementales. Les avancées technologiques de ces dernières années nous permettent maintenant de réaliser ces caractérisations pour les microfossiles.
Objectif Le sujet de ce stage de recherche consistera à caractériser chimiquement et physiquement l’exosquelette de gros nannofossiles calcaires, appelés Nannoconus, principal producteur biologique de carbonates océaniques pour la période Crétacée (140 à 65 millions d’années).
Méthodologie Les activités expérimentales seront divisées en trois taches différentes :
1) Séparation chimique-physique des nannofossiles. Les échantillons seront traités avec des méthodes de chimie de solution (acides dilués) pour séparer les carbonates issus de la diagenèse, des nannofossiles. Ces méthodes seront combinées avec des observations au microscope optique et au microscope électronique à balayage (MEB).
2) Analyses physico-chimiques. En fonction de la masse résultante de nannofossiles, des analyses thermiques seront faites sur les échantillons pour déterminer la composition en matière organique et en carbonates. Ces analyses seront combinées avec des analyses en microscopie infrarouge (IPAG). Des analyses SEM-EDS seront faites pour déterminer la chimie des Nannoconus en faisant des enrobages des échantillons dans la résine et des coupes avec une scie de diamant.
3) En fonction des disponibilités, des expériences de synchrotron seront faites pour déterminer la composition minéralogique et la distribution spatiale des carbonates dans les Nannoconus.
Matériel Boues calcaires à Nannoconus de Mer du Nord (carottes du site North Jens 1 ; âge : Barrémien : 125 Ma).
Modalités du stage L’encadrement de ce stage d’une durée de 2 mois, se déroulera à ISTerre et sera assuré conjointement par une micropaléontologue, spécialiste des nannofossiles calcaires (F. Giraud, équipe TRB du laboratoire ISTerre) et un géochimiste, spécialiste de biominéralisation (A. Fernandez-Martinez équipe Géochimie du laboratoire ISTerre).
Contact Fabienne.Giraud-Guillot univ-grenoble-alpes.fr ; Alex.Fernandez-Martinez univ-grenoble-alpes.fr
Compétences requises l’étudiant(e) intéressé(e) par ce stage devra avoir des compétences en sédimentologie/paléontologie ou minéralogie/géochimie et avoir des affinités pour le travail en laboratoire et en techniques de microscopie.