Sujet de thèse_Gardin

L'émergence et le succès écologique des calcifiants pélagiques (nannofossiles calcaires,
coccolithophores…) au Trias supérieur.
Emergence and spreading of pelagic calcifiers in the late Triassic
Ecole Doctorale 398 Géosciences et Ressources Naturelles
Nom, label de l'unité de recherche (ainsi que l'équipe interne s'il y a lieu) : «CR2P» UMR-CNRS 7207
Localisation (adresse) : Université Pierre et Marie Curie, 4 Place Jussieu 75252 paris
Nom du directeur de thèse (et du co-directeur s'il y a lieu) : Silvia GARDIN
Nom, prénom et affiliation des co-encadrants éventuels : Sylvain Richoz (Univ de Graz, Autriche), Bruno
Galbrun (ISTeP), Annachiara Bartolini (CR2P)
Adresse courriel du contact scientifique : [email protected]
Description du projet/sujet de thèse :
La fin du Trias est marquée par une révolution évolutive majeure: l’essor de la sédimentation carbonatée pélagique par
les nannofossiles calcaires et l'apparition des coccolithophores, avec des répercussions majeures sur le chimisme des
océans et sur le climat. Le projet cible les étapes évolutives de ce groupe depuis son origine au Carnien (~230 my)
jusqu’à sa première grande extinction au passage Trias-Jurassique (~201 my). L’évolution, le rôle écologique des
nannofossiles calcaires et l’impact de leur apparition sur la chimie des océans seront étudiés en synergie avec d’autres
fossiles et en utilisant des approches géochimiques intégrées. Pour la première fois, un cadre temporel obtenu par
«calibration astronomique» sera appliqué pour estimer le rythme des bio- événements observés. Les résultats
permettront d’établir s’il y a eu une interaction entre l'émergence et le succès écologique des nannofossiles calcaires et
les événements paléoenvironnementaux et géodynamiques majeurs de l’époque (volcanisme du CAMP, ouverture de
l’océan Atlantique).
The late Triassic is marked by a major evolutive revolution : the development of pelagic carbonate sedimentation
through calcareous nannofossils and the emergence of coccolithophores, with vitally important consequences for seawater chemistry and climate on Earth. This Phd proposal targets the evolutionary steps of calcareous nannofossils from
the Carnian (~230 my) till the mass extinction at the Triassic-Jurassic boundary (~201 my). The evolution, the ecology
of the first calcareous nannofossils and their possible influence on the oceanic geochemistry will be investigated in
synergy with other fossil groups, integrating paleontologic as well as geochemical approaches. For the first time, a
temporal frame obtained by astronomical tuning will be applied to calibrate the succession of bio-events and to
estimate the temporal duration of each evolutionary steps. Results will allow to verify if a link exists between the origin
and the successful spreading of calcareous nannoplankton in the late Triassic and major paleoenvironmental (seewater
chemistry, climate) and geodynamic events (CAMP volcanism and the opening of the Atlantic ocean)
Argumentaire scientifique présentant les enjeux de la thèse
L’émergence et les premières étapes évolutives des nannofossiles calcaires se situent au Trias supérieur de ~236 à 201
Ma, un intervalle de temps ponctué par des événements biologiques, géodynamiques et climatiques majeurs. Cet
intervalle débute par une crise importante au Carnien moyen avec un renouvellement de la faune pélagique et une
brusque disparition des plates-formes récifales. C’est durant cette période que sont probablement apparus les premiers
nannofossiles calcaires «incertae sedis». Au passage Norien-Rhétien on observe l'apparition des premiers
coccolithophores, en coïncidence avec le pullulement d’autres nannofossiles calcaires dans les bassins pélagiques et le
développement spectaculaire de barrières corallines dans les plates-formes. Cette période est aussi caractérisée par la
fragmentation du super-continent Pangée avec la mise en place du volcanisme du CAMP, invoqué comme le
responsable d’une des plus grandes crises biologiques et de la biocalcification à la fin du Trias.
Trois questions majeures seront explorées :
1. L'émergence et le rôle des nannofossiles calcaires comme producteurs de carbonates pélagiques. Il s’agit de
retracer le niveau d’apparition de ces organismes, leur répartition géographique et leur rôle fonctionnel. Quand et
pourquoi deviennent-ils si abondants et acquièrent un rôle lithogénétique par la sédimentation de carbonates pélagiques
?
2. L’apparition des coccolithophores au Trias supérieur. Une étude biostratigraphique récente (Gardin et al 2012) a
montré que, dans la Téthys septentrionale (Alpes autrichiennes), cet événement se situe à travers la limite NorienRhétien et qu’il est accompagné par une forte augmentation de tous les producteurs carbonatés pélagiques, soulignant
ainsi une période favorable à la bio-calcification. La datation de cet événement paléobiologique majeur doit être
confirmée dans d’autres bassins pour tester le synchronisme de cette apparition sous diverses latitudes afin d’en
localiser le «berceau».
3. Les interactions entre l'émergence des nannofossiles calcaires et la chimie des océans. Nous souhaitons
comprendre si l’émergence et le développement des nannofossiles calcaires se corrèlent avec des intervalles de crise des
organismes bioconstructeurs des plates-formes carbonatées, comme au Carnien moyen, ou à des phases de
développement spectaculaire comme au Rhétien. Une corrélation fine de ces événements biotiques avec les signaux
géochimiques est essentielle pour comprendre ces interactions.
Programme de rattachement/Financement : financement PICS CNRS demandé.
Connaissances et compétences requises : sédimentologie, micropaléontologie, stratigraphie, géochimie sédimentaire.