Titre / Title : Définir les profondeurs d’habitat des foraminifères planctoniques tropicaux dans un monde (passé) à haut CO2 / Constraining tropical planktonic foraminifera depth habitats in a (past) high-CO2 world
Profil recherché / Candidate profile : Etudiante·e en M2 à vocation recherche ou professionnalisante avec connaissances de base en géochimie, la paléocéanographie et-ou océanographie et la micropaléontologie / Master’s student (M2 level) with a background in geochemistry, paleaoceanography and/or oceanography, micropalaeontology. Both research-oriented and professional master’s programs are welcome.
Structure d’accueil et localisation du stage / Internship location :
CEREGE, Technopôle de l’Arbois, Aix-en-Provence, France.
Durée / Duration : 5-6 mois / 5-6 months.
Démarrage / Starting date : Janvier-Mars 2026 / January-March 2026.
Date limite de candidature / Application deadline : 15 Novembre, 2025 / 15th November, 2025.
Indemnité : gratification selon la réglementation en vigueur au 1er janvier 2026.
Compensation: gratification according to regulations in force on January 1, 2026.
Encadrement et contact / Supervision :
Jaime Y. Suárez-Ibarra, Matthieu Paulhac Buisson et Thomas B. Chalk (CEREGE, France)
suarez@cerege.fr, buisson@cerege.fr, chalk@cerege.fr
Collaborateur.es / collaborators :
Sonia Chaabane, Thibaut de Garidel-Thoron (CEREGE, France)
chaabane@cerege.fr, garidel@cerege.fr
Contexte / Context :
Les foraminifères planctoniques sont des micro-organismes marins unicellulaires jouant un rôle crucial dans les écosystèmes marins. Leurs tests calcaires sont bien préservés dans les sédiments et enregistrent les paramètres physico-chimiques (tels que la salinité, la température ou le pH) de l’eau de mer dans laquelle ils vivaient. L’étude de ces signatures géochimiques permet ainsi de reconstituer les conditions océaniques passées.
La période du Piacenzien moyen, constitue l’un des meilleurs analogues pour notre futur climat. A cette époque, et en particulier au stade isotopique marin KM5c (~3,2 millions d’années), la configuration orbitale, et les concentrations en CO₂ atmosphérique étaient comparables au niveau actuel1. Le climat global était alors plus chaud, avec des températures moyennes supérieures d’environ 2 à 3 °C à celles d’aujourd’hui et des niveaux élevés de CO₂ atmosphérique (~391±29 ppm)2. Étudier cette période permet donc de mieux comprendre et de mieux prévoir l’évolution du climat à venir.
Cependant, l’interprétation des données géochimiques passées et des paléothermomètres, repose souvent sur l’hypothèse centrale de la stabilité de l’habitat (e.g. la profondeur de vie) de chaque espèce fossile au cours du temps. Mais si leurs profondeurs de vie ont changé au cours du temps, ce qui pourrait être attendu en raison de leur nature évolutive, cela pourrait conduire à des interprétations biaisées des données paléoenvironnementales.
Ce projet de stage vise à déterminer si les profondeurs de vie des foraminifères planctoniques tropicaux (Figure 1), lors du Pliocène (KM5c, ~3,2 millions d’années), étaient similaires à celles de leurs homologues modernes. En comparant les niches réalisées au Pliocène, estimées de la composition en isotopes stables d’échantillons fossiles avec celles modernes, issues de la base de données FORCIS3, nous pourrons évaluer si leurs préférences écologiques et distributions verticales sont restées stables ou ont évolué au fil du temps, et comment ces changements impactent autres données géochimiques.
Planktonic foraminifera are marine single-celled microorganisms that both form a crucial part of the marine ecosystem and preserve past oceanic conditions (such as temperature, salinity, and pH) in geochemical signals recorded on their calcareous tests. However, the interpretation of these geochemical proxy data often relies on a key assumption: that the depth habitats of fossil species remain stable over geological time. If their depth habitats have shifted, which could be expected due to their evolutionary nature, it could lead to misinterpretations of palaeoenvironmental data.
As the Earth was in a modern orbit and atmospheric CO2 levels were similar to today, one of the best analogues for the near future climate is the marine isotope stage KM5c (~3.2 million years ago), during the Mid-Piacenzian warm period1. This period was characterised by sustained global warmth (mean global temperatures ~2–3 °C higher than today) and high atmospheric CO2 (~391±29 ppm)2. Thus, understanding the actual conditions present at this time is crucial for refining our projections of future climate states.
This internship project aims to determine whether the life depth habitats of tropical planktonic foraminifera (Figure 1) during a key point of the Pliocene (KM5c, ~3.2 million years ago) were similar to those of their modern counterparts. By comparing stable isotopes from fossil specimens with modern depth distributions obtained from the FORCIS database3, we can assess whether their ecological niches have remained stable or shifted through time and how those changes impact on other important proxy data.
Figure 1. Quelques morphoespèces de foraminifères planctoniques du Pliocène à analyser. Leurs coquilles mesurent entre 200–500 µm, redimensionnées à des fins de représentativité.
Figure 1. Some of the Pliocene planktonic foraminifera morphospecies to potentially analyse. Their shells measure between 200–500 µm, rescaled for representative purposes.
Missions du/de la stagiaire / Tasks :
Au cours de ce projet de M2, l’étudiant·e préparera (laver, sécher et peser) des échantillons de sédiments marins issus d’une carotte du programme Ocean Drilling Program (ODP) prélevée en mer des Caraïbes. Il/elle les traitera à l’aide du MiSo (Microfossil Sorter, rebot prototype d’imagerie et tri automatisé) et de réseaux de neurones convolutifs (machine learning) pour classer et sélectionner automatiquement différentes classes de taille de coquilles de foraminifères planctoniques au sein de la plateforme MANTA du CEREGE.
L’étudiant·e choisira les meilleurs microfossiles, qui seront par la suite pesé et préparé pour les analyses des isotopes δ¹⁸O et δ¹³C à la plateforme PANISS au CEREGE. L’étudiant·e établira un modèle conceptuel et schématique des habitats en profondeur pour les morpho-espèces de foraminifères planctoniques du Pliocène, et le comparera aux profondeurs de vie dans l’océan moderne (FORCIS) et préindustrielles (littérature). Ce travail s’inscrira dans le cadre du projet ERC ForCry et l’étudiant·e aura également l’opportunité d’interagir et de collaborer avec les membres du laboratoire exoCean et de l’équipe Climat du CEREGE.
L’étudiant·e de master pourra participer à une campagne d’échantillonnage de plancton en mer Méditerranée à bord d’un navire océanographique de l’INSU (Antédon ou Téthys), organisée par le laboratoire exoCean, afin d’acquérir une expérience pratique sur la manière dont les profondeurs de vie des foraminifères planctoniques sont déterminées dans les environnements modernes.
During this M2 project, the student will prepare (sieve wash, dry and weight) marine sediment samples from an Ocean Drilling Program (ODP) core drilled on the Caribbean Sea, and processes them with MiSo (Microfossil Sorter, and automated picking machine) and convolutional neural networks (machine learning) to automatically classify and pick different size classes of planktonic foraminiferal shells at CEREGE’s MANTA platform.
The student will also select, weight and prepare the best planktonic foraminiferal shells and analyse them for δ¹⁸O and δ¹³C in the PANISS platform at CEREGE. They will establish a vertical depth habitat model (conceptual and schematic) for Pliocene planktonic foraminifera morphospecies and to compare it with modern (FORCIS) and pre-industrial depth ranges (literature). The work will be part of the ForCry ERC project which aims to refine the calibration of boron isotopes, and the student will have the possibility to interact and collaborate with members of the exoCean laboratory and the Climate team at CEREGE.
Possibly, the master student could participate in a plankton sampling campaign aboard an INSU research vessel (Antédon or Téthys) on the Mediterranean Sea, organised by the exoCean laboratory, to gain hands-on experience in determining how planktonic foraminiferal depth habitats are calculated in modern environments.
Compétences souhaitées (ou prérequis) / Required skills :
Connaissances de base en géochimie, la paléocéanographie et-ou océanographie, la micropaléontologie, des compétences de base en programmation, une maîtrise de la langue anglaise, ainsi qu’un sens de l’organisation et de l’esprit d’équipe.
Basic knowledge on geochemistry, palaeoceanography and/or oceanography, micropalaeontology, basic coding skills, experience or interest in micropalaeontology, proficiency in the English language, organisational skills and ability to work in a team.
Conditions de travail et autres informations / Working conditions :
Au sein du CEREGE, le/la stagiaire intégrera l’équipe Climat. Il/elle interagira quotidiennement avec ses encadrants et régulièrement avec les responsables scientifiques et techniques des plateformes impliquées, rattachées à l’équipe Climat. Il/elle collaborera avec la plateforme MANTA pour la séparation automatisée des foraminifères planctoniques, ainsi qu’avec la plateforme d’analyse des isotopes stables (PANISS) pour les mesures de δ¹⁸O et δ¹³C.
Within CEREGE, the intern will be part of the Climate team. They will interact on a daily basis with their supervisors and regularly with the scientific and technical managers of the platforms involved, which are attached to the Climate team. They will work in collaboration with the MANTA (Microfossil Analyses: New Technologies and Applications) platform for the automated separation of planktonic foraminifera and the Stable Isotope Analysis platform (PANISS) for their δ18O and δ13C analysis.
Déposer sa candidature : Envoyer CV et lettre de motivation aux encadrants
Application : Send CV and cover letter to supervisors
1. McClymont EL, Ford HL, Ling Ho S, et al. Lessons from a high-CO2 world: An ocean view from ∼3 million years ago. Climate of the Past. 2020;16(4):1599-1615. doi:10.5194/cp-16-1599-2020
2. de la Vega E, Chalk TB, Wilson PA, Bysani RP, Foster GL. Atmospheric CO2 during the Mid-Piacenzian Warm Period and the M2 glaciation. Sci Rep. 2020;10(1):14-21. doi:10.1038/s41598-020-67154-8
3. Chaabane S, de Garidel-Thoron T, Giraud X, et al. The FORCIS database: A global census of planktonic Foraminifera from ocean waters. Sci Data. 2023;10(1). doi:10.1038/s41597-023-02264-2
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