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L’engagement des scientifiques en débats
21/05/2024 13:00
Rencontre-débat organisée par le Comité d’éthique du CNRS (COMETS) et le comité Éthique en Commun INRAE-Cirad-Ifremer-IRD en distanciel.
Lunes glacées et mondes océans autour de Jupiter et Saturne
14/05/2024 14:30
Longtemps considérées comme des astres stériles et inertes, les lunes de Jupiter et Saturne se révèlent être des mondes fascinants et divers, souvent dotés d’océans d’eau liquide sous leur surface glacée. Elles sont le siège de phénomènes géophysiques riches et exotiques.
En cas de doute, foncez !
26/04/2024 18:30
Anne Mangeney et Nobuaki Fuji, sismologues à l’Institut de physique du globe de Paris (IPGP) et membres de l’Institut Universitaire de France (IUF), proposent une soirée Art & Science autour d’une spectacle musical « En cas de doute », foncez ! » du Teatru di u Cumunu, suivi du table ronde où seront évoqués les icebergs, la sismologie, le Titanic et le changement climatique !
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Observation par satellite des nuages de glace perturbés
19/07/2023 14:00
L’exposé de Johannes Quaas combine des études sur les perturbations des nuages de glace en analysant les observations par satellite. The talk combines studies of perturbations to ice clouds by analysing satellite observations.
The art of climate model evaluation : example of ENSO
18/07/2023 11:00
Climate models help us understand the complexity of Earth’s climate, forecast the next seasons and predict the influence of anthropogenic forcings. It is therefore important to evaluate the performance of these models relative to observational datasets, to build confidence and to improve them.
Sea level extremes and compounding marine heatwaves in coastal Indonesia
18/07/2023 11:00
Low-lying island nations like Indonesia are vulnerable to sea level Height EXtremes (HEXs). When compounded by marine heatwaves, HEXs have larger ecological and societal impact. Here we combine observations with model simulations, to investigate the HEXs and Compound Height-Heat Extremes (CHHEXs) along the Indian Ocean coast of Indonesia in recent decades.
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Organic and inorganic carbon dynamics at the soil-roots interface
21/05/2025 13:00
To mitigate climate change, increasing soil organic carbon (C) stocks and enhancing chemical weathering in croplands have been proposed as CO2 removal strategies. Here, we investigate the role of belowground organic C inputs, namely roots and rhizodeposition, in these approaches. First, we quantified the rhizodeposition of 12 crop species and assessed its decomposition in soil. We found that rhizodeposition accounts for a significant C pool (42% of root inputs) and decomposes more slowly than roots, making it a relevant C input to consider.
Next, we examined its role in regulating the chemical weathering of crushed basalt using a new experimental setup with 15 lysimeters in a climate chamber. Our results showed that while plants enhanced solute release, they also reduced seepage, limiting dissolved inorganic C export. Altogether, this highlights the need for a thorough understanding of belowground C inputs to optimize CO2 removal strategies.
Terrestrial ecosystems contain vast amounts of carbon (C) and are a hub for C exchanges. They remove CO2 from the atmosphere by sequestrating organic C in biomass and soils via photosynthesis. They also consume CO2 through chemical weathering of minerals. To mitigate climate change, it has been proposed to increase these 2 fluxes in agricultural ecosystems. Belowground organic C inputs, namely roots and rhizodepostion, represent around 46% of net primary production, and greatly contribute to shape their surroundings and to drive the processes controlling organic C sequestration and chemical weathering. This thesis explores how belowground carbon inputs should be considered when addressing CO2 removal through increased plant inputs and weathering.
We carried out a first 13C-CO2 labelling mesocosm experiment in a climate chamber to quantify the C inputs attributed to aboveground biomass, roots and net rhizodeposition for 12 crop species. We highlighted a positive correlation between rhizodeposition and aboveground biomass and found no negative correlation among any of the 3 pools. This suggests that increasing inputs by targeting a specific C source will not be at the extent of the others. We then assessed root decomposition and net rhizodeposition through a litterbags incubation experiment in the field over a year. We found that rhizodeposition had a decomposition rate slightly smaller to that of roots. These 2 experiments suggest that net rhizodeposition, that accounted for 22 to 38% of the C allocated belowground, is a significant C input to consider for soil organic carbon increase. We conducted a second experiment designed to facilitate the simultaneous study of the organic and inorganic C cycles. For this purpose, we constructed a new experimental platform composed of 15 instrumented lysimeters in a climate chamber. This notably enabled the monitoring of water flow, which connects most biogeochemical processes in the critical zone. We used this setup to study the chemical weathering of a crushed basalt substrate, on which we grew different genotypes of alfalfa. We found that plants, mostly by increasing the pore CO2 concentration, increased the concentration of solutes in the discharge water.
However, through evapotranspiration, they significantly reduced seepage, thereby limiting the export of dissolved inorganic carbon from chemical weathering. This highlighted a duality between C storage strategies and water management. Altogether, our results confirm that belowground C inputs are a major lever for sequestering organic carbon and that their interaction with the inorganic carbon cycle should also be considered.
Les isotopes de l’eau pour l’étude du climat dans les régions polaires
14/05/2025 10:00
Mes travaux se concentrent sur la mesure et l’utilisation des isotopes de l’eau comme proxy de la variabilité climatique pour la reconstruction du climat du passé.
Une partie de mon projet est d’obtenir de nouvelles séries temporelles d’isotopes de l’eau dans des carottes de glace pour reconstruire la variabilité climatique à haute fréquence (inter-annuelle). Du coté analytique, ce travail se base sur l’implémentation de nouvelles techniques de spectroscopie infrarouge pour la mesure de la composition isotopique triple de l’eau (H218O, H217O, et HDO). Sur la ligne d’analyse des carottes de glace, le but est de repousser les limites de la mesure des isotopes de l’eau afin de pouvoir mesurer de manière précise et rapide les échantillons de carotte de glace. En effet, mes travaux ont montré qu’une limite de la résolution effective à laquelle les isotopes de l’eau dans les carottes de glace peuvent être interprété est la précision de mesure.
L’interprétation de ces carottes de glace utilise des techniques statistiques et spectrales avancées afin de pouvoir relier un maximum du signal isotopique archivé à la variabilité climatique sous-jacente, en évaluant les impacts des différents processus d’archivage sur le signal isotopique. Cette approche est complétée par une approche mécanistique basée sur des mesures sur le terrain des isotopes dans la vapeur, dans la précipitation et dans la neige de surface afin de comprendre comment les échanges locaux affectent le signal par rapport aux apports lointains.
Tout ce travail est complété par des études fondamentales de la physique des isotopes en laboratoire, en évaluant les propriétés thermodynamiques des isotopes, par exemple les coefficients du fractionnement isotopiques, la diffusivité, ou la fonction de la partition de chaque type de molécules d’eau. L’évaluation de ces grandeurs physiques de manière précise est clef pour améliorer les paramétrisations des isotopes de l’eau dans les modèles climatiques, aussi bien de grande échelle (GCM) que conceptuels.
De la distribution de la matière organique dans le système solaire
12/05/2025 14:00
La présence de matière organique est une condition nécessaire à l’habitabilité des corps du système solaire. Comprendre sa distribution, et par là-même ses sources et ses puits, est l’enquête que je mène. Cette enquête pourrait in fine mener à la détection de biosignatures. Dans cette soutenance je décris mes travaux passés qui ont abouti à la première détection de molécules organiques sur Mars. Pour cela, je travaille autant à l’analyse de données in situ (rover Curiosity) qu’à des analyses en laboratoire sur des échantillons simples ou complexes. La forme initiale des molécules détectées sur Mars commence à être élucidée, mais leur origine est inconnue : apport météoritique ou formation sur Mars par des sources atmosphériques, hydrothermales ou biologiques.
Si de nombreux exobiologistes ont leurs yeux rivés vers Mars et que de nombreuses missions continuent à étudier la planète rouge, aujourd’hui, Jupiter et Saturne sont sous le feu des projecteurs : leurs satellites glacés comme Europe, Encelade ou Titan ont un potentiel qui ne cesse de s’accroître quant à leur possibilité d’abriter des formes de vie. La mission Dragonfly explorera des environnements variés de Titan dès 2034 et je suis responsable scientifique de la fourniture hardware française à cette mission. De cette expertise, nous préparons des prochaines missions d’exploration des mondes-océans, Europe, Encelade. À l’instar des études martiennes, je recherche et analyse des environnements terrestres analogues pour préparer la science et la technique des futures missions d’exploration de l’habitabilité de ces satellites glacés.
Mots clés : molécules, biosignatures, Mars, mondes-océans, chimie analytique, instrumentation
