Ecole Doctorale

Sciences de l'Environnement

Spécialité

Sciences de l'environnement: Océanographie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Pompe Biologique du Carbone,Dégradation de matière organique,Zone mésopélagique,Activité procaryotique,Diversité,sequestration du Carbon,

Keywords

organic matter degradation,Prokaryotic activity,Mesopelagic zone,Biological carbon pump,Diversity,Carbon sequestration,

Titre de thèse

Variations des taux de remineralisation dans les particules marines : Influence da la typologie des particules et de la diversité associée
Variations in remineralisation rates in marine particles: Influence of their typology and associated diversity

Date

Mardi 28 Mars 2023 à 14:00

Adresse

MIO Bât. Méditerranée, Campus de Luminy-Océanomed, 13009 Marseille, France Amphithéâtre OCEANOMED

Jury

Directeur de these M. Christian TAMBURINI AIX MARSEILLE UNIVERSITE - M.I.O.
CoDirecteur de these M. Frédéric LE MOIGNE UNIVERSITE BRETAGNE OCCIDENTALE - LEMAR
Rapporteur Mme Ingrid OBERNOSTERER UPMC - LOMIC
Rapporteur M. Lionel GUIDI SORBONNE UNIVERSITE - LOV
Président Mme Valérie MICHOTEY AIX MARSEILLE UNIVERSITE - MIO
Examinateur Mme Anne-Claire BAUDOUX SORBONNE UNIVERSITE - Station biologique de Roscoff

Résumé de la thèse

La communauté scientifique cherche à quantifier la capacité de l'océan à piéger le CO2 et l'export de carbone (C) par les particules (pompe biologique du C ou PCB). Cet export est la principale source de C organique pour les organismes de la zone non-éclairée des océans. La zone mésopélagique (définie arbitrairement entre 0 et 200m) est caractérisée par une intense utilisation en C (reminéralisation du C exporté en profondeur). Cependant, nous observons le plus souvent à une demande biologique de C dépassant l’apport en C. Cette thèse met en évidence des améliorations clés pour aider à réduire les incertitudes qui entravent encore notre compréhension du cycle du C. Par exemple, nous démontrons le besoin crucial d'échantillonner les particules avec les bons outils au lieu des systèmes d’échantillonnage communément utilisés mais qui sont inadaptées. Nous montrons l'importance de traiter séparément les procaryotes libres et les procaryotes associés aux particules au lieu de les fusionner dans une seule boîte noire. Dans une revue, nous soulignons l'avantage d'inclure l'hétérogénéité des particules individuelles (ex. composition, vitesse de chute, origine) pour mieux comprendre les communautés microbiennes associées. En parallèle, de nombreux paramètres interviennent dans le calcul du bilan de C mésopélagique. En l'absence d'évaluations correctes, des valeurs théoriques ou moyennes sont utilisées. Nous montrons que la sensibilité du bilan C à ces valeurs est trop élevée pour négliger leur estimation précise. Pour ces deux derniers points, nous avons développé deux méthodes qui seront utilisées dans le futur.

Thesis resume

The scientific community is seeking to quantify the current and future capacity of the ocean to sequester CO2. The magnitude of carbon (C) export through sinking of particles controls the C sequestration. C export is the main source of organic C for organisms in the mesopelagic zone and deeper layers. The mesopelagic zone is therefore characterized by an intense flux feeding that leads to a strong remineralization of C sinking fluxes with depth. However, a discrepancy is constantly observed between biological C demand exceeding C supply. This thesis evidenced key improvements enabling a decrease of the uncertainties that still obstruct our understanding. For instance, we demonstrate the crucial need to sample particles using dedicated sampling devices instead of unadapted procedures currently in use. We show the importance to treat free livings and particles associated prokaryotes separately instead of merging them in one black box. In a literature review, we highlight the importance to include individual particles heterogeneity (e.g. composition, motion, origin) to gain mechanistic understanding on associated microbial communities. In parallel, many parameters are involved in the calculation of mesopelagic C budget. In the absence of correct evaluations, theoretical values or broad averages are commonly used. We show that the sensitivity of the C budget to these values is too high to neglect their accurate estimation. For both, particle heterogeneity and estimation of key parameters, we developed two new methods that will be used in future cruises. These works will thus strongly influence new research approaches and should thus generate a new wave in the field.