Sea surface temperature reconstruction for sediment core M35003-4 in the western tropical North Atlantic

Planktonic foraminiferal census counts are used to construct high-resolution sea surface temperature (SST) and subsurface (thermocline) temperature records at a core site in the Tobago Basin, Lesser Antilles. The record is used to document climatic variability at this tropical site in comparison to middle- and high-latitude sites and to test current concepts of cross-equatorial heat transports as a major player in interhemispheric climate variability. Temperatures are estimated using transfer function and modern analog techniques. Glacial - maximum cooling of 2.5°-3°C is indicated; maximum cooling by 4°C is inferred for isotope stage 3. The SST record displays millennial-scale variability with temperature jumps of up to 3°C and closely tracks the structure of ice-core Dansgaard/Oeschger cycles. SST variations in part of the record run opposite to the SST evolution at high northern latitude sites, pointing to thermohaline circulation and marine heat transport as an important factor driving SST in the tropical and high-latitude Atlantic, both on orbital and suborbital timescales.

Geochemistry of crustal formation and evolution

Terrestrial planets produce crusts as they differentiate. The Earth’s bi-modal crust, with a high-standing granitic continental crust and a low-standing basaltic oceanic crust, is unique in our solar system and links the evolution of the interior and exterior of this planet. Here I present geochemical observations to constrain processes accompanying crustal formation and evolution. My approach includes geochemical analyses, quantitative modeling, and experimental studies. The Archean crustal evolution project represents my perspective on when Earth’s continental crust began forming. In this project, I utilized critical element ratios in sedimentary records to track the evolution of the MgO content in the upper continental crust as a function time. The early Archean subaerial crust had >11 wt. % MgO, whereas by the end of Archean its composition had evolved to about 4 wt. % MgO, suggesting a transition of the upper crust from a basalt-like to a more granite-like bulk composition. Driving this fundamental change of the upper crustal composition is the widespread operation of subduction processes, suggesting the onset of global plate tectonics at ~ 3 Ga (Abstract figure). Three of the chapters in this dissertation leverage the use of Eu anomalies to track the recycling of crustal materials back into the mantle, where Eu anomaly is a sensitive measure of the element’s behavior relative to neighboring lanthanoids (Sm and Gd) during crustal differentiation. My compilation of Sm-Eu-Gd data for the continental crust shows that the average crust has a net negative Eu anomaly. This result requires recycling of Eu-enriched lower continental crust to the mantle. Mass balance calculations require that about three times the mass of the modern continental crust was returned into the mantle over Earth history, possibly via density-driven recycling. High precision measurements of Eu/Eu* in selected primitive glasses of mid-ocean ridge basalt (MORB) from global MORs, combined with numerical modeling, suggests that the recycled lower crustal materials are not found within the MORB source and may have at least partially sank into the lower mantle where they can be sampled by hot spot volcanoes. The Lesser Antilles Li isotope project provides insights into the Li systematics of this young island arc, a representative section of proto-continental crust. Martinique Island lavas, to my knowledge, represent the only clear case in which crustal Li is recycled back into their mantle source, as documented by the isotopically light Li isotopes in Lesser Antilles sediments that feed into the fore arc subduction trench. By corollary, the mantle-like Li signal in global arc lavas is likely the result of broadly similar Li isotopic compositions between the upper mantle and bulk subducting sediments in most arcs. My PhD project on Li diffusion mechanism in zircon is being carried out in extensive collaboration with multiple institutes and employs analytical, experimental and modeling studies. This ongoing project, finds that REE and Y play an important role in controlling Li diffusion in natural zircons, with Li partially coupling to REE and Y to maintain charge balance. Access to state-of-art instrumentation presented critical opportunities to identify the mechanisms that cause elemental fractionation during laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) analysis. My work here elucidates the elemental fractionation associated with plasma plume condensation during laser ablation and particle-ion conversion in the ICP.

GuiaTreeKey, a multi-access electronic key to identify tree genera in French Guiana

International audience

Biodiversité halieutique : impacts de la pêche et des changements climatiques - Conséquences économiques pour les pêcheries

Les actions de recherche synthétisées dans ce document ont été menées en partenariat avec des halieutes, écologues marins, statisticiens, modélisateurs et économistes ; partenaires au sein de l’Ifremer, d’organismes de recherche - IRD, CNRS, Institut National de Recherche Halieutique du Maroc - , et d’Enseignement Supérieur - Université de Bretagne Occidentale, Université du Littoral Côte d’Opale, Ecole Nationale d’Ingénieur de Brest, Université des Antilles et de la Guyane. Ces actions ont permis de consolider une communauté pluri-disciplinaire nationale pour aborder les questions de l’analyse intégrée et de la modélisation à l’échelle écosystémique de la durabilité écologique et économique de l’exploitation des ressources halieutiques dans un contexte climatique changeant. Elles ont permis par ailleurs une première application formelle significative au sein de l’Ifremer, de l’approche écosystémique des pêches en contexte tropical (Guyane) et la formalisation du concept de "Biodiversité Halieutique". Les méthodes d’analyse utilisées ont en premier lieu été développées pour le cas du plateau continental du Golfe de Gascogne. Ces méthodes ont ensuite été étendues et appliquées à d’autres plateaux continentaux dont les caractéristiques étaient très différentes en termes climatique, de fonctionnement physique, bio-géographique, d’exploitation halieutique, économique et de gestion de la pêche : au Maroc dans la zone sous influence d’un up-welling, et en Guyane sous l’influence de l’estuaire de l’Amazone. Des actions lancées en 2009 et en 2010, reprennent ces méthodes pour des cas d’application à un autre plateau continental, dans la région tropicale du nord de l’Australie, et pour des cas en zones littorales, en Guyane et aux îles Salomon. Les principaux résultats obtenus sont i) l’identification de changements dans la structure des peuplements de poissons de fond : l’analyse de l’évolution temporelle des caractéristiques des peuplements de fond notamment en terme de taille individuelle, de niveau trophique, d’affinité thermique des espèces (origine biogéographique) a montré l’existence d’effets conjoints de la pêche (sur-exploitation et effets écosystémiques) et des changements climatiques, en région tempérée comme en région tropicale ; ii) l’identification de changements dans la structure en espèce des débarquements des pêcheries à l’échelle des dernières décennies, ainsi que la diminution de leur valeur économique totale, à la fois conséquence des changements dans les peuplements mais conséquence aussi des changements intervenus dans les marchés internationaux des produits de la mer ; iii) Le poids des différents facteurs (pêche, climat, marchés…) est variable selon les cas d’étude, mais ceux qui sont décrits ici sont ceux, communs aux différents systèmes, qui semblent prépondérants ; iv) l’adaptation de modèles existants ainsi que le développement de nouveaux modèles maintenant opérationnels, depuis des échelles permettant une utilisation en terme d’expertise et de recommandation de gestion des pêcheries à court terme, jusqu’à des échelles permettant des projections exploratoires à long terme visant à comprendre les effets conjoints du climat, de la pêche et des marchés.

Drinking water disinfection by-products, genetic polymorphisms, and birth outcomes in a european mother-child cohort study

International audience