From core referencing to data re-use: two French national initiatives to reinforce paleodata stewardship (National Cyber Core Repository and LTER France Retro-Observatory)
Managing paleoscience data is highly challenging to the multiplicity of actors in play, types of sampling, analysis, post-analysis treatments, statistics etc. However, a well-structured curating of data would permit innovative developments based on data and/or sample re-use, such as meta-analysis or the development of new proxies on previously studied cores. In this paper, we will present two recent initiatives that allowed us tackling this objective at a French national level: the “National Cyber Core Repository” (NCCR) and the “LTER-France retro-observatory” (ROZA).NCCR was developed under the umbrella of the French National Center fo Coring and Drilling (C2FN) thanks to the national excellence equipment project CLIMCOR. It aims at gathering on a unique website the locations and metadata of any scientific coring/drilling performed by French teams or using French facilities, whatever the type of archive it is (lake/marine sediment; ice etc.). It uses international standard, notably IGSN (for samples), ORCID (for persons) and DOI (for campaigns). NCC follows the INSPIRE ISO 19115 standard in order to catalogue the data. For continental sediment, NCCR may be fed directly on the field through a specifically developed mobile application.Based on NCCR, further initiatives may be led. In particular, under the umbrella of LTER-France (Long Term Ecological Research), we developed ROZA in order to facilitate the re-use of data and samples. Here the idea is to capitalise the knowledge on a given lake from which several sediment cores can be taken through time. In that aim we selected at least one lake from each of the 13 areas composing the network LTER-France. To enter the database, a set of mandatory data must be provided under a pre-determined format. In that case, the insertion of ROZA within the network LTER will favor to use of paleodata by non-paleodata scientists, in particular ecologists.
(01/05/2017)
EDYTEM, USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry], CNRS, Fédération OSUG, LTSER-ZAA, RZA, INEE-CNRS, CNRS, RZA, INEE-CNRS, CNRS, LGP, UP1, UPEC UP12, CNRS, LTSER-ZABrI, RZA, INEE-CNRS, CNRS, LTSER-ZAS, RZA, INEE-CNRS, CNRS, LTSER-ZABR, RZA, INEE-CNRS, CNRS, LTSER-ZAL, RZA, INEE-CNRS, CNRS, LETG, UNICAEN, NU, UA, EPHE, PSL, UBO EPE, UR2, CNRS, IGARUN, UN, DTI, INSU - CNRS, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Two and three-dimensional shoreline behaviour at a MESO-MACROTIDAL barred beach
(Journal of Coastal Conservation: planning and management. vol. 21, n° 1400-0350, pp. 381-392, 28/04/2017)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Estimating groundwater discharge in the coastal lagoons of La Palme and Salses-Leucate along the French Mediterranean coastline by using radium isotopes
Although submarine groundwater discharge (SGD) has been investigated in many places of the world, very few studies were conducted along the French Mediterranean coastline, despite presence of several well-known karstic springs. Almost no information is available on the fluxes of water and chemical elements associated with these systems and on their potential impact on the geochemical cycling and ecosystems of the coastal zones. In this study, we report airborne thermal infrared (TIR) images that allowed us to locate fresh groundwater inputs in the coastal lagoons of La Palme and Salses-Leucate. The four radium isotopes (223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra) were analyzed in these coastal lagoons and along transects conducted on board RV NEREIS II between the coast and offshore (between 200 m and 8 km). We also analyzed major elements, nutrients (nitrates, phosphates and silicates), DIC, DOC, DON, DOP, as well as several trace elements in these water samples. A mass balance of radium isotopes was used to quantify SGD fluxes and to determine the fluxes of nutrients and other chemical species associated with SGD. Ra isotopes were also used to estimate the residence time of the waters in the lagoons.
(23/04/2017)
LEGOS, IRD, UT3, Comue de Toulouse, INSU - CNRS, CNES, CNRS, CEREGE, IRD, INRA, AMU, CdF (institution), INSU - CNRS, CNRS, LOMIC, OOB, UPMC, CNRS, UPMC, CNRS, LOMIC, INSU - CNRS, SU, CNRS, OOB, SU, CNRS, GET, IRD, UT3, Comue de Toulouse, INSU - CNRS, CNES, CNRS, HSM, IRD, INSU - CNRS, UM, CNRS, Karst, HSM, IRD, INSU - CNRS, UM, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Recent marine deposits reconstruction of two depositional environments of the French Atlantic coast
This work provides a 300-yr high-resolution record of past storm and/or tsunami events using a multi-proxy analysis (137Cs and 210Pb dating, chemical composition and grain size) of sedimentary deposits from two coastal depositional environments of the French Atlantic coast. We analyse two wetland areas situated just behind a narrow coastal sand strip: 1) the Mer Blanche and 2) the Turballe. Evidence for strong extratropical storms and /or tsunamis events can be identified in this central part of the Bay of Biscay from the XIXth to the XXth century. Nine short sediment cores were collected in August 2016 using gravity type corer of 10 inner diameter and 100 cm length. Each core was longitudinally sliced, each half section photographed and described. High-resolution elemental analyses of split sediment cores were done using an Avaatech XRF core scanner. Then sediment cores were sampled every 0.5 cm. Grain size analysis was done using a Malvern 2600 laser beam grain sizer; organic carbon was measured by Leco induction furnace. 137Cs, 210Pb and 226Ra activities were measured on about 2 g dried sediment using a low background, well-type micro- spectrometer (Canberra). The 210Pb in excess, which is used for dating, was calculated as the difference of measured 210Pb and of its supported activities (226Ra). The history information is performed using historical documents including narrative sources, ancient maps, records of cities repairs, surveys conducted after a disaster, newspaper from different departmental and national archives, and meteorological data. Coastal depositional environments were affected hardest by extreme environmental and climatological events during the last century. In the Mer Blanche core, three extreme episodes can be observed: i) at 36 cm, sediment is characterized by coarser sand and higher Sr/Al ratio, this episode coincides with a high tidal wave in spring 1937; ii) at 55 cm, we observe the presence of many gravels, they dates back to the high tidal wave of 1924 and iii) at 65 cm, the presence of another coarse pebble layer is attributed to a series of severe storms associated with coastal flooding episodes between 1910 and 1913.
(. vol. 19, pp. EGU2017-14341, 23/04/2017)
LETG - Nantes, UNICAEN, NU, EPHE, PSL, UBO EPE, UR2, CNRS, IGARUN, UN, UN, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Rôle de l'espèce ingénieure Upogebia pusilla dans le fonctionnement biogéochimique des écosystèmes intertidaux à herbier (Zostera noltei) du bassin d'Arcachon
Dans le bassin d’Arcachon, le crustacé thalassinidé Upogebia pusilla habite préférentiellement les vasières intertidales colonisées par les zostères naines (Zostera noltei) où il trouve la stabilité sédimentaire indispensable à l’établissement durable de son terrier. Du fait de la profondeur de ce dernier (> 30 cm) et de sa grande mobilité, cette espèce ingénieure a souvent été négligée dans les études antérieures ayant pour objectif de mieux comprendre le rôle des communautés macro-benthiques dans le fonctionnement des herbiers de phanérogames et les conséquences de leur régression rapide. Ce manuscrit présente une étude intégrée du rôle d’U. pusilla dans le fonctionnement de son écosystème en s’attachant particulièrement à caractériser et quantifier les relations entre (1) ses différentes activités (fouissage, ventilation, locomotion, …), (2) les modes de bioturbation qui en résultent et (3)leurs impacts respectifs sur la dynamique biogéochimique sédimentaire. Ce travail montre qu’U. pusilla engendre un remaniement et une bioirrigation intenses de la matrice sédimentaire qui l’entoure. Sa présence stimule ainsi fortement la reminéralisation de la matière organique sédimentée et les échanges de solutés à travers l’interface eau-sédiment.Bien que l’influence d’U. pusilla sur ces processus écologiques et biogéochimiques soit très dépendante des conditions environnementales (e.g., saisonnalité, prévalence parasitaire),l’ensemble de mes résultats suggère que le déclin progressif de ses populations, conséquence directe de la dégradation de son habitat, est susceptible de fortement altérer le fonctionnement global des écosystèmes du bassin d’Arcachon.
(19/04/2017)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Etude des réponses de la moule Mytilus spp exposée à des stress métallique et thermique durant les stades embryo-larvaires
Les écosystèmes marins côtiers sont soumis à des pressions anthropiques et naturelles qui placent les organismes aquatiques dans des situations de multi-stress.Ce travail doctoral avait pour objectif d’évaluer l’impact et de mieux comprendre les mécanismes d’adaptation des premiers stades de vie de moule exposés à deux facteurs environnementaux majeurs : la pollution métallique et l’accroissement des températures des eaux marines côtières. Les effets induits par l’exposition à deux polluants métalliques modèles (Cu et Ag) et à un stress thermique modéré seuls ou en combinaison ont été évalués sur les stades précoces de développement de deux espèces de moule : Mytilus galloprovincialis et Mytilus edulis ainsi que leurs hybrides. Nos résultats montrent une augmentation significative du pourcentage de larves D ma lformées avec l’augmentation de la température. Par ailleurs, l’Ag apparaît significativement plus toxique que le Cu pour les larves. De plus,la toxicité des métaux s’accroit avec l’augmentation de la température. La coexposition aux métaux et à une température modérée augmente les activités enzymatiques antioxydantes de la catalase (CAT), de la superoxyde dismutase (SOD)et de la glutathion-S-transférase (GST) et accroît le contenu cellulaire en métallothionéines et la peroxydation lipidique. A une température plus élevée de 22 °C,une diminution significative des activités des enzymes antioxydantes est observée.Les dommages à l’ADN chez les larves-D de moule M. gallo provincialis ont été évalués à l’aide du test des comètes avec et sans traitement par la Formamidopyrimidine ADN glycosylase. L’exposition aux métaux et/ou à la température aaugmenté de manière significative les lésions de l’ADN sur les larves de moule,avec un effet plus accentué sur les dommages oxydatifs. Il a été montré également que le Cu et l’Ag sont accumulés différentiellement dans les larves en fonction de la température d’exposition. L’étude de l’expression par RT-qPCR de 18 gènes impliqués dans les défenses antioxydantes, la réparation de l’ADN, l’apoptose,la protéolyse, la transcription, les réponses au stress thermique et la détoxification métallique a été conduite chez les larves-D de moule M. galloprovincialis.En cas d’un stress thermique modéré, une tendance à la surexpression des gènes impliqués dans les défenses cellulaires est observée. Toutefois, en cas d’une coexposition métallique et thermique, les voies d’apoptose et d’altération cellulaires sont activées.Un plugin et une macro ont été développés pour le logiciel ImageJ afin d’évaluer et de caractériser le comportement de nage des larves D de M. galloprovincialis.Une augmentation significative de la vitesse maximale des larves-Davec l’augmentation de la température est observée sans que la vitesse moyenne soit affectée. En revanche, l’exposition au Cu et à l’Ag à 22 °C augmente significativement les vitesses moyenne et maximale des larves. En condition contrôle à18 °C, les larves suivent principalement des trajectoires rectilignes (88 %). Avec l’augmentation de la température et/ou l’exposition aux métaux, les trajectoires circulaires augmentent considérablement au détriment des trajectoires rectilignes.Ces modifications de comportement pourraient être liées d’une part à l’induction de malformations mais aussi à la modulation de l’activité neuronale. Ainsi, une augmentation significative de l’activité acétylcholine estérase (AChE) des larves a été observée suite à l’exposition à un gradient de températures et/ou aux métaux.Des larves D viables et normalement développées ont été obtenues par hybridation de M. galloprovincialis et M. edulis. Les larves de M. edulis apparaissent plus sensibles à la température que les larves de M. galloprovincialis. Aucune différence significative de sensibilité n’a été observée entre les moules hybrides et pures quelque soit le métal testé. (...)
(10/04/2017)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Sulfur diagenesis under rapid accumulation of organic-rich sediments in a marine mangrove from Guadeloupe (French West Indies)
The biogeochemistry of sulfur and carbon during early-diagenetic processes within organic-rich marine mangrove sediments was studied in the “Manche à Eau” lagoon, Guadeloupe, West Indies. These sediments are characterized by a total organic carbon content (TOC) mostly above 11 wt%, δ13CTOC below − 25‰ VPDB and C/Nmolar ratios exceeding 15. Rates of mangrove-derived organic carbon accumulation vary between ~ 200 and 400 gOC·m− 2·yr− 1, with highest rates at the shore of the lagoon. On the lagoon border, where colorless filamentous sulfur-oxidizing bacteria colonize the sediments, active sulfate reduction within the upper 20 cm, with a net removal rate of ~ 0.5 μmol·cm− 3·d− 1, is assumed to be essentially driven by organic carbon oxidation. This is expressed by relatively low apparent sulfur isotope fractionation (34εnet = − 33‰) and a gentle δ18O/δ34Ssulfate apparent slope of 0.36 ± 0.03 (2s). Further inside the lagoon, in the absence of sulfur-oxidizing bacteria, higher apparent sulfur isotope fractionation and a steeper δ18O/δ34Ssulfate slope (0.67 ± 0.20) suggest an overall lower sulfate removal rate that may be coupled to minor sulfur disproportionation. Spatial and vertical variation in sulfur cycling, reflected by oxygen and sulfur isotopic characteristics, seem to be mainly controlled by unsteady to relatively steady organic matter deposition and its reactivity. In all sediments, δ34S values of pyrite are positively correlated with the TOC/TS ratio and negatively correlated with δ13CTOC; suggesting a primary control of the quantity and quality of organic matter on the pyrite isotope records, despite potential iron-limiting conditions for the most active sites. Our results provide insights into the role of organic carbon input on sulfur cycling; stimulating sulfate reduction and in turn the presence of sulfur-oxidizing microbial mats, resulting in an intense cycling of both carbon and sulfur in these marine mangrove sediments.
(Chemical Geology. vol. 454, n° 0009-2541, pp. 67-79, 05/04/2017)
UiT, iEES, INRA, UPMC, UPEC UP12, CNRS, NGU, WWU, BM, UAG, UPMC, UNS, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LOG, INSU - CNRS, ULCO, CNRS, IRD [Ile-de-France], ULCO, ECOBIO, UR, INEE-CNRS, CNRS, CNRS
Updating modern pollen rain from southern Africa as a tool for the reconstruction of past vegetation and climate change
(03/04/2017)
WITS, EPHE, PSL, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Early and efficient induction of antioxidant defense system in Mytilus galloprovincialis embryos exposed to metals and heat stress
(Ecotoxicology and Environmental Safety. vol. 138, n° 0147-6513, pp. 105-112, 01/04/2017)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Abrupt cooling over the North Atlantic in modern climate models
Observations over the 20th century evidence no long-term warming in the subpolar North Atlantic (SPG). This region even experienced a rapid cooling around 1970, raising a debate over its potential reoccurrence. Here we assess the risk of future abrupt SPG cooling in 40 climate models from the fifth Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5). Contrary to the long-term SPG warming trend evidenced by most of the models, 17.5% of the models (7/40) project a rapid SPG cooling, consistent with a collapse of the local deep-ocean convection. Uncertainty in projections is associated with the models' varying capability in simulating the present-day SPG stratification, whose realistic reproduction appears a necessary condition for the onset of a convection collapse. This event occurs in 45.5% of the 11 models best able to simulate the observed SPG stratification. Thus, due to systematic model biases, the CMIP5 ensemble as a whole underestimates the chance of future abrupt SPG cooling, entailing crucial implications for observation and adaptation policy.
(Nature Communications. vol. 8, n° 2041-1723, pp. 14375, 01/04/2017)
LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, KNMI, I2M-BX, UB, CNRS, INRAE