Évolution à long terme de l'écosystème estuarien de la Gironde
Les estuaires font partie des écosystèmes les plus productifs de la planète. Ils constituent une zone d'importants échanges de matières et jouent à ce titre un rôle capital pour les cycles biogéochimiques. Du fait de leur position à l'interface entre domaines continental et marin, ils sont également un lieu de passage obligatoire pour de nombreuses espèces de poissons migrateurs ou encore de nourricerie et de refuge. Ces systèmes sont contraints par de nombreuses pressions de natures diverses dont certaines en lien avec les activités humaines locales (p. ex. pêcheries, transport maritime, dragages, pollutions accrues, etc.). Ces altérations viennent s'ajouter à la variabilité intrinsèque de ces systèmes naturellement complexes (variabilité spatio-temporelle de différents facteurs environnementaux ; c.-à-d. température, salinité, turbidité, etc.). Toutefois, une intensification de ces d'altérations, dont une partie est associée à la composante climatique des changements globaux, est observée depuis ces dernières décennies. Ces modifications avérées et leurs incidences sur les communautés biologiques constituent un enjeu en matière de gestion des écosystèmes estuariens. Cependant, par manque de chroniques de données continues suffisamment longues, peu d'études sur l’évolution à long terme de systèmes estuariens ont été réalisées à ce jour. Pour mes travaux, j'ai eu à ma disposition un ensemble de chroniques uniques - acquises depuis 35 ans - associées à plusieurs suivis écologiques de l'estuaire de la Gironde (notre site atelier). L'objectif général de cette thèse est de caractériser l’évolution globale du système dans son ensemble (physico-chimie et biologie) et d'identifier les forçages impliqués. L’originalité de ces travaux, par rapport aux études spécifiques déjà menées, consiste à analyser l’évolution de l’ensemble des descripteurs caractéristiques du fonctionnement d'un système modèle et de qualifier la part relative aux forçages globaux. L'étude des séries chronologiques, via une approche end-to-end basée sur des analyses multivariées, permet d'identifier deux changements abrupts d'état de l'écosystème de l'estuaire de la Gironde, associés à des fluctuations hydroclimatiques à large échelle (bassin Atlantique nord) mais aussi à une échelle plus locale (estuaire). Des hypothèses relatives aux possibles mécanismes impliqués, reliant les altérations climatiques à large échelle aux altérations observées à l'échelle des communautés biologiques estuariennes, sont discutées. Un deuxième volet de la thèse, au travers d’une approche modélisatrice basée sur le concept de niche d'Hutchinson, permet d'identifier un changement de répartition spatiale, longitudinale, des populations de copépodes estuariennes en réponse au réchauffement des masses d'eau et à la marinisation de l'estuaire. Enfin un troisième volet de mes travaux s'est consacré à l'étude spécifique d'une espèce de copépode invasive : Acartia tonsa. Suivant une double approche modélisatrice permettant d'estimer à la fois les niches fondamentale et réalisée de l'espèce, ces travaux illustrent l'importance relative des changements climatiques qui ont facilité la colonisation et l'essor de cette espèce dans l'estuaire.
(14/06/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Southern Hemisphere imprint for Indo-Asian summer monsoons during the last glacial period as revealed by Arabian Sea productivity records
Abstract. The monsoon is one of the most important climatic phenomena: it promotes inter-hemispheric exchange of energy and affects the economical prosperity of several countries exposed to its seasonal seesaw. Previous studies in both the Indian and Asian monsoon systems have generally suggested a dominant northern hemispheric (NH) control on summer monsoon dynamics at the scale of suborbital–millennial climatic changes, while the forcing/response of Indian and Asian monsoons at the orbital scale remains a matter of debate. Here, six marine sediment cores distributed across the whole Arabian Sea are used to build a regional surface marine productivity signal. The productivity signal is driven by the intensity of Indian summer monsoon winds. Our results demonstrate the existence of an imprint of suborbital southern hemispheric (SH) temperature changes (i.e. Antarctica) on the Indian summer monsoon during the last glacial period that is generally not recognized. During the last deglaciation, the NH played a more significant role. This suggests that fluctuations in the Indian monsoon are better explained in a bipolar context. The δ18O signal recorded in the Asian monsoon speleothem records could be exported by winds from the Indian summer monsoon region, as recently proposed in modelling exercise, explaining the SH signature observed in Asian cave speleothems. Contrary to the view of a passive response of Indian and Asian monsoons to NH anomalies, the present results appear to suggest that the Indo-Asian summer monsoon plays an active role in amplifying millennial inter-hemispheric asymmetric patterns. Additionally, this study confirms previously observed differences between Indian and Asian speleothem monsoonal records at the orbital-precession scale.
(Biogeosciences. vol. 10, n° 1726-4170, pp. 7347–7359, 11/06/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, UWA, SHOM, IFPEN, IFPEN
Morphological evolution of Cap Lopez Canyon (Gabon): Illustration of lateral migration processes of a submarine canyon
Comparison of bathymetric data on short time scales (1959-2008) is used to provide new insights into the modem sedimentary dynamics of the Cap Lopez Canyon (Gabon, West Africa). The canyon head evolution is characterized by a north-eastward lateral migration of similar to 180 m between 1959 and 2008. The evolution of the coastline position over the same period highlights the strong relationship between the probable increase of the longshore transport related to the smoothing of the coast and the morphological evolution of the canyon head. Lateral migration of the thalweg from the inner bend to the outer bend is estimated between 77 and 190 m (or between 1.6 and 3.8 m/year), leading to an increase of the sinuosity (from 1-1.5 in 1959 to 13-3.6 in 2008). The migration of the thalweg is associated with strong erosion on the outer bends (up to 60 m) and sediment deposition on the inner bends (up to 25 m). Both the absence of overbank deposits and the developing point-bar morphology may reflect that equilibrium flows are the most frequent flows encountered in the Cap Lopez Canyon. Although erosion of the outer bends is the result of slope failures and steady erosional processes, our study suggests that erosion related to the transit of sediment gravity flows would be the predominant process.
(Marine Geology. vol. 340, n° 0025-3227, pp. 49-56, 01/06/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Climate mediated size variability of diatom Fragilariopsis kerguelensis in the Southern Ocean
(Quaternary Science Reviews. vol. 69, n° 0277-3791, pp. 49-58, 01/06/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Étude des effets et du rôle des herbiers à Zostera noltii sur la biogéochimie des sédiments intertidaux
Cette étude a été menée afin de mieux comprendre l’influence de l’herbier à Zosteranoltii du Bassin d’Arcachon, herbier affecté par une sévère régression depuis les années2000, sur la dynamique biogéochimique des sédiments intertidaux de cette lagune. Dans cet environnement côtier dynamique, il s’agissait de caractériser cette influence sur demultiples échelles spatiales (i.e. de la racine à l'écosystème) et temporelles (i.e. tidale, diurne, saisonnière et interannuelle). Des mesures par voltammétrie in situ de la composition des eaux porales des sédiments intertidaux non végétalisés ont montré que (i) les distributions verticales des espèces réduites variaient avec les marées et que (ii) la dynamique de l’oxygène dissous en réponse aux cycles tidaux et diurnes était contrôlée par l’activité photosynthétique et les migrations verticales du microphytobenthos. L’étude de l’influence de l’herbier sur cette dynamique via des pertes d’oxygène au niveau des racines a été initiée en mesurant les variations des concentrations en oxygène à l’intérieur des lacunes aérifères de ces plantes. L’organisation des lacunes de Zostera noltii est présentée pour la première fois dans cette étude. La distribution verticale de nutriments dans les eaux porales de sédiments végétalisés et de sédiments nus a été caractérisée pendant la période de croissance de l’herbier. La présence de Zostera noltii a induit une zonation verticale marquée de cette distribution qui reflète l’évolution avec la profondeur de l’équilibre entre la production de nutriments résultant de l’exsudation de matière organique labile par les parties souterraines de la plante (source) et le pompage de ces nutriments par les racines (puits). L’existence d’un pompage de carbone inorganique dissous et de silice dissoute par les racines de l’herbier a été mise en évidence. Des mesures d’échanges benthiques d’oxygène dissous sur des sédiments nus et colonisés par Zostera noltii ont permis de caractériser la saisonnalité et l’hétérogénéité spatiale du métabolisme benthique (respiration et production primaire brute) en relation avec les distributions d’herbier et/ou de macrofaune benthique. Dans les sédiments végétalisés, la forte variabilité spatio-temporelle de ce métabolisme benthique était largement contrôlée par la biomasse de feuilles d’herbier. A l’échelle de la lagune, nos calculs ont montré que la regression de l’herbier à Zostera noltii entre 2005 et 2007 a induit une diminution significative des taux de respiration et de production de la zone intertidal de la lagune. L’évolution interannuelle de la biogéochimie de sédiments colonisés par Zostera noltii a été étudiée en 2006 et en 2010/2011 sur une zone située dans une partie du Bassin d’Arcachon particulièrement affectée par le déclin des herbiers (secteur de Cassy). Contrairement aux observations réalisées sur l’herbier bien portant en 2006, l’herbier en déclin augmenterait le relargage de nutriments dans les sédiments via la stimulation de la production d’ammonium ou de la dissolution du phosphore particulaire. La régression des herbiers fournirait un apport significatif de phosphore vers la colonne d’eau de la lagune, d’une magnitude comparable aux apports par les rivières ou à ceux liés au pompage tidal.
(21/05/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Environmental concentrations of irgarol, diuron and S-metolachlor induce deleterious effects on gametes and embryos of the Pacific oyster, Crassostrea gigas
Irgarol and diuron are the most representative "organic booster biocides" that replace organotin compounds in antifouling paints, and metolachlor is one of the most extensively used chloroacetamide herbicides in agriculture. The toxicity of S-metolachlor, irgarol and diuron was evaluated in Pacific oyster (Crassostrea gigas) gametes or embryos exposed to concentrations of pesticides ranging from 0.1× to 1000×, with 1× corresponding to environmental concentrations of the three studied pesticides in Arcachon Bay (France). Exposures were performed on (1) spermatozoa alone (2) oocytes alone and (3) both spermatozoa and oocytes, and adverse effects on fertilization success and offspring development were recorded. The results showed that the fertilizing capacity of spermatozoa was significantly affected after gamete exposure to pesticide concentrations as low as 1× of irgarol and diuron and 10× of metolachlor. The offspring obtained from pesticide-exposed spermatozoa displayed a dose-dependent increase in developmental abnormalities. In contrast, treating oocytes with pesticide concentrations up to 10× did not alter fertilization rate and offspring quality. However, a significant decline in fertilization success and increase in abnormal D-larvae prevalence were observed at higher concentrations 10× (0.1 μg L(-1)) for S-metolachlor and 100× for irgarol (1.0 μg L(-1)) and diuron (4.0 μg L(-1)). Irgarol, diuron and S-metolachlor also induced a dose-dependent increase in abnormal D-larvae prevalence when freshly fertilized embryos were treated with pesticide concentrations as low as concentration of 1× (0.01 μg L(-1) for irgarol or S-metolachlor, and 0.04 μg L(-1) for diuron). The two bioassays on C. gigas spermatozoa and embryos displayed similar sensitivities to the studied pesticides while oocytes were less sensitive. Diuron, irgarol and S-metolachlor induced spermiotoxicity and embryotoxicity at environmentally relevant concentrations and therefore might be a threat to oyster recruitment in coastal areas facing chronic inputs of pesticides.
(Marine Environmental Research. vol. 89, n° 0141-1136, pp. 1-8, 09/05/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Design and validation of an automated method to detect known adverse drug reactions in MEDLINE: a contribution from the EU-ADR project
(Journal of the American Medical Informatics Association. vol. 20, n° 1067-5027, pp. 446-452, 01/05/2013)
GReD, INSERM, UCA [2017-2020], CNRS, GReD, INSERM, UCA [2017-2020], CNRS, GEQA, INRA, INSERM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, CHU Nantes, CHU Bordeaux, INSERM, LERTIM
High resolution Holocene record in the southeastern Bay of Biscay: Global versus regional climate signals
(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. vol. 377, n° 0031-0182, pp. 28-44, 01/05/2013)
BIAF, UA, LAM, AMU, INSU - CNRS, CNES, CNRS, MPIC, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, PALEOCEAN, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, MPE
Sea-surface hydrographical conditions off South Faeroes and within the North-Eastern North Atlantic through MIS 2: the response of dinocysts
The last glacial period, showing the progressive development of large boreal ice sheets, was punctuated by large climatic excursions. These excursions were triggered mainly by atmosphere-ocean-ice coupled dynamics and are thus exemplary case studies of natural climate variability. To characterize the sea-surface palaeohydrographical changes accompanying these oscillations along the European margin, we have integrated new palynological data (dinocysts) acquired on core MD99-2281 (60°N, Faeroe Margin) during Marine Isotope Stage 2 in a latitudinal transect including published cores MD95-2002 (47°N, Celtic Margin) and MD95-2010 (66°N, Vöring Plateau). This transect is superimposed on the modern North Atlantic Drift pathway, but also at the outskirts of glacial European ice sheets, thus ideally located to track sea-ice extent and ice-sheet instabilities through time. The results show a coherent and sensitive response of sea-surface environments to the complex chain of abrupt events that punctuated the end of the last glacial period. The Last Glacial Maximum was marked by large seasonal contrasts of temperatures, whereas Heinrich events (HE) were characterized by a sharp cooling and sea-ice development. A tripartite structure is identified within HE1, with indices of melting at 19k cal a BP, followed by a temperate phase synchronous of a relative stability of ice sheets, and a terminal phase (17.5-15k cal a BP) characteristic of the 'conventional Laurentian' HE1.
(Journal of Quaternary Science. vol. 28, n° 0267-8179, pp. 217-228, 11/04/2013)
LDO, INSU - CNRS, UBO EPE, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, VU, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, CLIM, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, PALEOCEAN, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, NIOZ
Inferring denudation variations from the sediment record; an example of the last glacial cycle record of the Golo Basin and watershed, East Corsica, western Mediterranean sea
Geophysical data and sampling of the Golo Basin (East Corsica margin) provide the opportunity to study mass balance in a single drainage system over the last 130 kyr, by comparing deposited sediments in the sink and the maximum eroded volume in the source using total denudation proxies. Evaluation of the solid sediments deposited offshore and careful integration of uncertainties from the age model and physical properties allow us to constrain three periods of sedimentation during the last climatic cycle. The peak of sedimentation initiated during Marine Isotopic Stage (MIS) 3 (ca. 45 ka) and lasted until late in MIS 2 (ca. 18 ka). This correlates with Mediterranean Sea palaeoclimatic records and the glaciation in high altitude Corsica. The yield of solid sediment into the Golo Basin drops in the observed present day Mediterranean basins (gauging stations), whereas the palaeo-denudation estimate derived from the sediments over the last glacial period is one to ten times higher than that predicted using cosmogenic or thermochronometer estimates of exhumation. The catchment-wide denudation rate calculated from deposited solid sediment ranges from 47 to 219 mm kyr−1, which is higher than the estimate from palaeosurface ablation in the proximal part of the source (9-140 mm kyr−1) and lower than the distal, narrow, incised channel of the Golo River (160-475 mm kyr−1). This mismatch raises questions about the investigation of denudation at millennial-time scale (kyr) and at higher integrating times (Myr) as a reliable tool for determining the effect of climate change on mountain building and on sedimentary basin models.
(Basin Research. vol. 25, n° 0950-091X, pp. 197-218, 04/04/2013)
GET, IRD, UT3, Comue de Toulouse, INSU - CNRS, CNES, CNRS, GM, IFREMER, LDO, INSU - CNRS, UBO EPE, CNRS, [Total Energies. Anciennement : Total, TotalFina, TotalFinaElf], EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS