Sulfur cycle through the ages, from rivers to sedimentary carbonates - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2023

Sulfur cycle through the ages, from rivers to sedimentary carbonates

Le cycle du soufre à travers les âges, des rivières aux carbonates sédimentaires

Résumé

The carbon and oxygen cycles have controlled the composition of the ocean-atmosphere system throughout Earth’s history. They are linked by widely studied processes: (1) photosynthesis and its associated opposed flux, the oxidation of organic matter, and (2) carbonate precipitation coupled with weathering and its counter-flux, reversed weathering. The third flux/counter flux, less well characterized, is the formation and burial of pyrite, which releases oxygen and CO2 on geological timescales and its counter-flux, the oxidation of pyrite at the surface of continents, which disrupts weathering and lead to atmospheric oxygen consumption. This memoire presents how I helped develop measurements of sulfur isotope ratios in rivers to improve our understanding of the modern carbon, oxygen and sulfur cycles and how I improved the use of carbonate associated sulfate as an archive for past sulfur isotope ratios of seawater. Additionally, I contributed to a better understanding of biomineralization, and paved the way to extract multiple paleoenvironmental signals from carbonate rocks. Not only can we now reliably reconstruct past sulfur isotope ratios of seawater from carbonates, but we can also use isotopes to unpack the various steps of diagenetic alteration and thus collect key information about the activity of microorganisms in deep ocean sediments. Collectively, my work has enhanced our understanding of the relationships between past and modern sulfur, carbon and oxygen cycles.
Les cycles du carbone et de l’oxygène ont contrôlé la composition du système océan-atmosphère tout au long de l’histoire de la Terre. Ils sont liés par des processus amplement étudiés : (1) la photosynthèse et la respiration, et (2) la précipitation carbonatée couplée à l'altération. Le troisième flux/contre-flux essentiel est la formation et l'enfouissement de la pyrite, qui libère de l'oxygène et du CO2 aux échelles de temps géologiques et son contre-flux, l'oxydation de la pyrite à la surface des continents, qui perturbe l'altération et entraîne une consommation d’O2. Les rapports isotopiques du soufre sont un outil essentiel pour étudier le cycle du soufre actuel ou ancien. Ce mémoire présente comment j'ai contribué au développement des rapports isotopiques du soufre mesurés dans les rivières pour améliorer notre compréhension des cycles du carbone, de l'oxygène et du soufre actuels et comment j'ai contribué à améliorer l'utilisation du sulfate associé au carbonate comme archive des rapports isotopiques du soufre passés de l'eau de mer. Ces travaux ont non seulement contribué à une meilleure compréhension de la biominéralisation, mais ils ouvrent la voie à l’extraction de signaux paléoenvironnementaux multiples à partir des roches carbonatées. Il est ainsi non seulement possible de désormais reconstruire de manière fiable les rapports isotopiques du soufre de l’eau de mer au cours des temps géologiques, mais également d'accéder à des informations clés sur la diagenèse et l’activité des micro-organismes dans les sédiments des océans profonds et ainsi commencer à ouvrir cette partie jusque-là cachée des cycles anciens et actuels du soufre, du carbone et de l’oxygène.
Fichier principal
Vignette du fichier
HDR_Guillaume_Paris.pdf (8.63 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04516698 , version 1 (22-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04516698 , version 1

Citer

Guillaume Paris. Sulfur cycle through the ages, from rivers to sedimentary carbonates. Geochemistry. Université de Lorraine, 2023. ⟨tel-04516698⟩
1 Consultations
0 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More