Description du sujet de thèse

Malgré des décennies de recherche et des centaines de carottes de glace étudiées, ce que l'on appelle communément la chimie des carottes de glace a fourni très peu d'informations sur le fonctionnement chimique de l'atmosphère. Cela est dû au fait que la concentration et la composition isotopique globale des composés ciblés dans la glace ne font pas la différence entre les effets de source, de transformation ou de puits tout en supposant par ailleurs qu'ils n'ont pas été influencés par des effets post-dépôts (alors qu'ils l'ont souvent été). Avec le orbitrap-iso, il est possible d'augmenter quantitativement et qualitativement le nombre de proxies isotopiques à un niveau tel où des informations spécifiques liées à la transformation des composés dans l’atmosphère deviennent accessibles.
L'objectif de cette thèse est de documenter la composition isotopique du sulfate et du nitrate à différentes échelles spatiales et temporelles dans les carottes de glace, y compris les compositions isotopiques poly-substituées encore jamais mesurées. Les carottes de glace des hautes latitudes seront particulièrement intéressantes pour la capacité d'oxydation passée de l'atmosphère car elles permettent l’étude des processus sur le temps long en lien avec les grandes transitions climatiques, chaque carotte présentant son propre intérêt scientifique par sa position et l'échelle de temps couverte. Ces carottes de glace des hautes latitudes proviennent de différents projets internationaux (EPICA, Vostok, EGRIP, etc.) et couvrent plusieurs transitions glaciaire-interglaciaire qu’il conviendra d’étudier avec ce nouvel outil analytique.
L’hypothèse centrale de l’étude est que les rapports des isotopologues du nitrate et du sulfate que l’on trouve dans la glace sont caractéristiques des mécanismes d’oxydation les ayant produits. Comme cette information mécanistique de leur formation est inaccessible par les seules mesures de concentration et les rapports isotopiques élémentaires, il conviendra de développer de nouveaux outils isotopiques basée sur les molécules poly-substituées tout en documentant la variabilité naturelle observée dans les carottes de glace polaires sur des périodes cibles et d’intérêts climatiques (transitions glaciaire-interglaciaire et révolution industrielle).
Grâce à DOC-PAST, nous avons l'opportunité d’ouvrir un nouveau champ disciplinaire afin d’attaquer une des questions fondamentales du paléoclimat encore non résolue, le lien entre chimie de l’atmosphère et le climat.
Tâches à entreprendre :
Tâche 1 : Couper et préparer les échantillons des carottes de glace en chambre froide.
Tâche 2 : Analyser les échantillons sur la plateforme d'analyse des carottes de glace PANDA pour extraire les profils de concentration de base.
Tâche 3 : Acquérir les connaissances pour exécuter et traiter les échantillons pour le nouvel analyseur isotopique Orbitrap.
Tâche 4 : Documenter les isotopologues de sulfate et de nitrate pendant les transitions glaciaires/interglaciaires et préindustrielles/industrielles dans les carottes de EPICA/Vostok et EGRIP avec l'analyseur d'isotopes Orbitrap.
Tâche 5 : Analyse à haute résolution dans les carottes des événements spécifiques sélectionnés (volcaniques, feux de forêts, révolution industrielle) et établissement de la variabilité naturelle pour chaque carotte.
Tâche 6 : Interpréter, présenter et publier les données obtenues.

La personne recrutée devra posséder les capacités à assimiler de vastes champs disciplinaires (chimie des traces, spectrométrie de masse, optique et d’autres techniques analytiques (GC, LC), cryosphère, aptitude au terrain). Elle devra se sentir à l’aise dans un laboratoire où une instrumentation de pointe domine. Avec des acquis dans le domaine de la chimie réactive et analytique, elle connaîtra au minimum les grandes lignes de la chimie de l’atmosphère et la science des carottes de glace. Elle maitrisera des langages de programmation d'analyse des données (de préférence Python). Elle sera prête à s’investir au travail en conditions parfois difficiles (chambres froides, travail sur le terrain en Antarctique). Elle pratiquera l’anglais scientifique sans difficulté. Formée par la recherche, elle développera en autonomie des méthodes de travail permettant de rationaliser les données obtenues et de construire une analyse critique de celles-ci.

Contexte de travail

L’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) est un laboratoire public de recherche sous les tutelles du CNRS/INSU, l’IRD, l’Université Grenoble Alpes (UGA) INRAE et Grenoble-INP.
Il rassemble environ 330 personnes dont 190 membres permanents (chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs) et environ 140 doctorants, post-doctorants et personnels en contrat à durée déterminée. Le laboratoire accueille aussi chaque année plusieurs dizaines de stagiaires et visiteurs scientifiques. Le laboratoire est installé sur trois sites du Campus universitaire de Grenoble (sites Glagiologie, OSUG-B/Maison Climat Planète, et INRAE Grenoble Saint Martin d’Hères).
L’IGE constitue l’un des principaux laboratoires de l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble (OSUG) qui est une structure fédérative de l’INSU.
La personne recrutée effectuera sa mission au sein de l’équipe ICE3 de l’IGE et sera placée sous la responsabilité de Joël Savarino, directeur de recherche et Nicolas Caillon Ingénieur de recherche.

Dans le cadre de l'ERC Doc-Past, la personne recrutée aura pour mission d'analyser la composition isotopique du nitrate et du sulfate de plusieurs carottes de glace prélevées dans les régions polaires régions (Antarctique et Groenland) dans le but de connecter l'évolution chimique de l'atmosphère avec le climat

Contraintes et risques

Travail en chambre froide
Travail en milieu extrême (altitude, zones polaires)
Manipulation de produits chimiques