La composition isotopique du dioxygène piégé dans les bulles d’air des carottes de glace est utilisée pour reconstituer la productivité globale de la biosphère dans le passé et son lien avec l’évolution de la concentration atmosphérique en dioxyde de carbone ainsi que pour documenter l’évolution du cycle de l’eau aux basses latitudes. Pour une quantification de la productivité passée de la biosphère, il est néanmoins important de déterminer les différents coefficients de fractionnement associés aux processus de respiration et de photosynthèse. Actuellement, très peu de déterminations renseignent ces coefficients. Les quelques déterminations existantes sont basées soit sur des expériences en laboratoire à l’échelle de la cellule (Eisenstadt et al., 2010), soit sur des mesures in-situ de bulk pendant des campagnes océanographiques dans des conditions particulières de bloom photosynthétique.

Afin de quantifier les fractionnements isotopiques du dioxygène lors de la respiration et photosynthèse marine sur plusieurs espèces végétales marines, un dispositif expérimental innovant a été développé dans le cadre du projet AQUA-OXY et de la thèse de Nicolas Bienville. Nous avons ainsi développé un système multiplexé de chambres biologiques aquatiques fermées dans lesquelles tous les paramètres environnementaux sont contrôlés et mesurés. En parallèle, la composition isotopique du dioxygène est mesurée avec un instrument de spectroscopie optique en ligne et des prélèvements sont effectués pour des mesures en spectrométrie de masse.

Ce système est maintenant fonctionnel, et plusieurs campagnes de mesures ont été menées sur des algues d’eau douce. Nous cherchons maintenant à étendre ces travaux pour quantifier les fractionnements isotopiques du dioxygène chez des espèces végétales marines (en particulier les diatomées) qui jouent un rôle majeur dans la productivité océanique. L’objectif principal de ce stage est d’effectuer de nouvelles campagnes de mesure sur ces dernières.

Le ou la stagiaire sera responsable de la mise en œuvre de campagnes de mesures dans le dispositif AQUA-OXY sur différentes espèces d’algues et dans des conditions expérimentales variées (lumière, température, nutriments). Le stage consistera en une première partie centrée sur du travail expérimental et d’instrumentation et une seconde partie consacrée à l’interprétation. Finalement, les résultats obtenus pourront ensuite être appliqués à l’interprétation des enregistrements du δ¹⁸O de O₂ et du ∆¹⁷O de O₂ présents dans la carotte de glace d’EPICA Dome C, enrichissant ainsi notre compréhension de la productivité passée de la biosphère