Modélisation de l'oxygène océanique et de la productivité marine au Cénomano-Turonien avec le modèle système Terre IPSL

Modeling the oceanic oxygen and the marine productivity during the Cenomanian-Turonian using the IPSL Earth system model

• Auteur / Autrice : Marie Laugié
• Direction : Yannick Donnadieu, Laurent Bopp
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement. Paléoclimatologie et paléocéanographie
• Date : Soutenance le 06/07/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Européen de Recherche et d’Enseignement des Géosciences de l’Environnement (Aix-en-Provence ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : François Baudin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandra Arndt, Jean-Baptiste Ladant, François Raisson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fanny Monteiro, Guillaume Le Hir

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation des données (informatique)

Mer -- Productivité

Océanographie appliquée

Paléo-océanographie

Paléoclimatologie

Sciences de la Terre

Mots clés libres

Paléoclimat

Modélisation Système Terre

Oxygène océanique

Productivité primaire

Crétacé

Roche mère

Paleoclimate

Earth System Modeling

Oceanic oxygen

Primary productivity

Cretaceous

Source rock

Résumé

Le Cénomano-Turonien (CT) est un période géologique du Crétacé qui a enregistré une perturbation majeure des cycles du carbone et de l’oxygène, l’évènement anoxique océanique 2 (OAE2, 94 Ma), caractérisé par une forte diminution de l’oxygène océanique et un enfouissement important de carbone organique dans les sédiments. Pour mieux comprendre les mécanismes à l’origine de ces perturbations, cette thèse propose d’utiliser la modélisation système Terre qui permet de simuler les circulations atmosphérique et océanique. La paléogéographie et le CO2 atmosphérique sont adaptées pour représenter le CT. Les modélisations montrent que le climat chaud et la paléogéographie pré-conditionnent l’océan en créant de grandes zones océaniques moins oxygénées. Un fort apport de nutriments à l’océan augmente ensuite la productivité marine et la consommation d’oxygène par les processus de dégradation de la matière organique, conduisant ainsi aux conditions environnementales de l’OAE2

The Cenomanian-Turonian (CT) is a geological period of the Cretaceous that recorded one of the greatest disruption pf the carbon and oxygen cycles, the oceanic anoxic event 2 (OAE2, 9A Ma), characterized by a strong diminution of oceanic oxygen and a strong burial of organic carbon into the sediments. To unravel the mechanisms leading to these disruptions, we use Earth system modeling, that allows to simulate atmospheric and oceanic circulations. Paleogeography and atmospheric CO2 are adapted to reproduce CT conditions. Modeling results show that the warm climate and the paleogeography allow to precondition the ocean state by creating large oceanic areas with low oxygen concentrations. A strong input of nutrients into the ocean then increase marine productivity and oxygen consumption due to organic matter remineralization, thus leading to environmental conditions of the OAE2