Thèse d'Un Monde Chaud à un Monde Glaciaire Évolution des Gradients Thermiques de l'Océan Indien au Paléogène H/F - Doctorat_Gouv

Établissement : Université Paris-Saclay GS Géosciences, climat, environnement et planètes
École doctorale : Sciences de l'Environnement d'Ile-de-France
Laboratoire de recherche : Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement - DRF
Direction de la thèse : Mathieu DAERON ORCID 0000000312109786
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59

Les conditions climatiques et les circulations océaniques actuelles se sont mises en place au cours du Cénozoïque, une ère marquée par d'importants changements climatiques, identifiés notamment grâce à l'étude multi-bassin des foraminifères benthiques. Au cours de cette évolution climatique, le Paléogène (~66-23,3 Ma) constitue une période critique. Cette période enregistre la dernière transition entre un état climatique de type « greenhouse », caractérisé par des concentrations atmosphériques en CO2 et des températures élevées, et un état climatique de type « icehouse » caractérisé par des concentrations atmosphériques en CO2 plus faibles et par la présence permanente de glace aux pôles. Au cours du Paléogène, l'Éocène a été identifié comme un bon analogue pour l'étude des climats futurs, avec des températures de fond océanique supérieures de 6 à 13°C par rapport à l'actuel, comparables aux projections du scénario RCP8.5 de l'IPCC pour 2150-2300. L'océan Indien, un acteur clé dans la dynamique climatique mondiale, et le 5 rapport du GIEC ont classé cette région parmi les principaux « points chauds » climatiques. La reconstitution des températures océaniques de l'océan Indien au cours des périodes chaudes, telles que le Paléogène, est donc primordiale pour notre compréhension des changements climatiques actuels. De plus, le Paléogène constitue une période charnière dans l'histoire de ce bassin océanique. La collision indo-asiatique a entraîné d'importantes perturbations climatiques à l'échelle globale (diminution de la pCO2 globale) et à l'échelle eurasiatique (aridification et refroidissement en Asie, et intensification des moussons). L'ouverture d'une connexion profonde entre l'océan Indien et le Pacifique Sud pourrait également avoir joué un rôle clé dans l'évolution du climat global et dans la formation de la calotte antarctique au passage Eo-Oligocène. Cependant, malgré l'importance de cette région dans la régulation du climat depuis le début du Cénozoïque, peu de reconstructions de températures sont disponibles pour cet océan au cours du Paléogène. Ce manque de données s'explique par les nombreux défis méthodologiques qui compliquent la reconstitution de températures océaniques fiables pendant les périodes 'greenhouse'. Ainsi, au cours du Paléogène, les températures océaniques décrites dans la bibliographie sont souvent contradictoires et les écarts entre les différentes estimations peuvent être supérieurs à 10°C. De plus, les modélisations climatiques n'arrivent pas à reproduire la distribution des températures mesurées par les proxies traditionnels. Cette difficulté des modèles à reproduire les résultats obtenus à partir des différents marqueurs géochimiques continue de constituer l'un des noeuds du problème de la reconstitution climatique du Paléogène. Ce projet de thèse vise donc à reconstituer l'évolution thermique à long terme de toute la colonne d'eau de l'Océan Indien au cours du Paléogène à partir d'une analyse multi-proxies (18O, Mg/Ca et 47) et multi-taxons (coccolithes, foraminifères planctoniques et benthiques). Trois sites de l'Océan Indien seront étudiés : un site de basses latitudes (ODP 707, 15°S, au Paléogène), un site de moyennes latitudes (ODP 763, entre 45°S et 30°S, au Paléogène) et un site de hautes latitudes (ODP 738, 60°S, au Paléogène). Collectivement, les résultats de cette thèse permettront de reconstituer les différents gradients de température océanique (stratification thermique, gradient latitudinal et longitudinal de température), d'estimer le degré d'évaporation de l'océan et de discuter des mécanismes de transfert de chaleur au cours de la dernière période « greenhouse » du Cénozoïque. Ces résultats pourront ensuite être intégrés dans le cadre d'études données-modèles et permettront de mieux comprendre les processus responsables des changements reconstruits, tout en affinant les conditions aux limites et la performance des modèles climatiques pour un monde plus chaud.

Au cours du Paléogène, les températures océaniques décrites dans la bibliographie sont très hétérogènes et contradictoires, et les écarts entre les différentes estimations peuvent atteindre 10 °C. Ce manque de données s'explique par les nombreux défis méthodologiques qui compliquent la reconstitution de températures océaniques fiables pendant les périodes greenhouse. De plus, les modélisations climatiques n'arrivent pas à reproduire la distribution des températures disponibles dans la bibliographie. Cette difficulté des modèles à reproduire les résultats obtenus à partir des différents marqueurs géochimiques constitue l'un des principaux obstacles à notre compréhension des climats chauds du Paléogène. Ces nouveaux résultats permettront donc de mieux comprendre les processus responsables du passage d'un monde greenhouse à icehouse, tout en affinant les conditions aux limites et la performance des modèles climatiques pour un monde plus chaud.

Lever les doutes sur la distribution spatiale des températures océaniques au cours de la période chaude qui précède l'englacement de l'Antacrtique, un facteur clé dans la controverse actuelle sur les états climatiques de la Terre.

Le ou la doctorant(e) aura de préférence une formation en géosciences, paléontologie ou sciences du climat. L'étudiant(e) devra posséder des bases en paléoclimatologie et en géochimie. Il ou elle devra apprécier le travail expérimental en laboratoire et avoir de bonnes capacités de synthèse bibliographique. Une grande rigueur ainsi qu'un sens de la méticulosité seront essentiels dans la préparation des échantillons. Un intérêt avéré pour la paléoclimatologie sera également apprécié.