Дисертації: "Hydrothermal and continental sources"

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Aquila, Quentin. "Explorer la géochimie des océans archéens avec les Formations de fer rubanées (BIF) : apport des compositions isotopiques Hf-Nd-Pb." Electronic Thesis or Diss., Université Clermont Auvergne (2021-...), 2024. http://www.theses.fr/2024UCFA0054.

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Анотація:

Les Formations de fer Rubanées (BIF) sont des archives sédimentaires uniques pour étudier les océans primitifs de l'Archéen. Cependant, l'environnement de formation et les mécanismes en jeu dans la formation de ces sédiments chimiques riches en fer et en silicium sont peu contraints. Les BIF ont été très peu étudiés pour leurs compositions isotopiques en Nd-Hf alors qu'elles pourraient permettre d'apporter de nouvelles contraintes sur les sources hydrothermales et continentales alimentant les anciens océans. Pour mieux contraindre l'environnement de formation des BIF, j'ai combiné des aspects de terrains et une étude pétro-géochimique sur une succession sédimentaire de la ceinture de Barberton (3,25 Ga, Afrique du Sud). Le modèle de dépôt des BIF de Barberton implique un milieu de dépôt profond, au bas d'une pente et distal du continent. Cet environnement est perturbé ponctuellement par des dépôts gravitaires terrigènes (mafiques) caractéristiques d'un système sédimentaire d'éventail sous-marin profond. J'ai évalué si la signature géochimique de l'eau de mer (REE+Y, faibles HFSE) permettait d'indiquer la préservation des compositions isotopiques Hf-Nd-Pb primaires sur un BIF de la ceinture de Isua (3,7 Ga, Groenland). Le BIF de Isua montre des perturbations post-dépôts des compositions isotopiques Hf-Nd attribués à la présence d'apatites secondaires. Il a cependant préservé un âge 207Pb-206Pb de 3810 ± 7 Ma hérité de zircons détritiques. Le spectre REE+Y typique de l'eau de mer ne garantit donc ni la préservation des compositions isotopiques Hf-Nd primaires de l'eau de mer, ni de l'absence de toute contamination terrigène. Enfin, j'ai exploré l'origine et la source du Nd et de l'Hf dans les BIF à l'échelle des bandes sur des échantillons provenant de la ceinture de Témagami (2,7 Ga, Canada). Les compositions isotopiques initiales en Nd-Hf des bandes de BIF de Témagami riches en Si montrent un découplage des deux systèmes isotopiques. A l'inverse, celles des bandes riches en Fe demeurent couplées en Nd-Hf. Les bandes riches en Si enregistrent une composition isotopique en Hf radiogénique provenant des eaux d'altérations des continents felsiques. A l'inverse, l'Hf et le Nd des bandes riches en Fe pourrait provenir principalement de l'hydrothermalisme sous-marin
The Banded Iron Formations (BIF) are unique sedimentary archives for studying the primitive oceans of the Archean. However, the environment of formation and the mechanisms involved in the formation of these iron- and silicon-rich chemical sediments are poorly constrained. The BIFs have been little studied for their Nd-Hf isotopic compositions, although they could provide new constraints on the hydrothermal and continental sources feeding the ancient oceans. To better constrain the BIFs environment of formation, I combined field observations with a petro-geochemical study on a sedimentary succession from the Barberton belt (3.25 Ga, South Africa). The deposition model of the Barberton BIFs involves a deep depositional environment, at the base of a slope and distal from the continent. This environment is occasionally disturbed by gravity-driven terrigenous deposits (mafic) characteristics of a deep-sea fan system. I evaluated whether the seawater geochemical signature (REE+Y, low HFSE) indicated the preservation of the primary Hf-Nd-Pb isotopic compositions in a BIF from the Isua belt (3.7 Ga, Greenland). The Isua BIF shows post-depositional disturbances in the Hf-Nd isotopic compositions attributed to the presence of secondary apatites. However, it preserved a 207Pb-206Pb age of 3810 ± 7 Ma inherited from detrital zircons. Therefore, the REE+Y spectrum typical of seawater does not guarantee the preservation of the primary Hf-Nd isotopic compositions of seawater, nor the absence of any terrigenous contamination. Finally, I explored the origin and source of Nd and Hf in the BIFs at the scale of the bands on samples from the Témagami belt (2.7 Ga, Canada). The initial Nd-Hf isotopic compositions of the Si-rich bands of the Témagami BIFs show a decoupling of the two isotopic systems. Conversely, those of the Fe-rich bands remain coupled in Nd-Hf. The Si-rich bands record a radiogenic Hf isotopic composition originating from the weathering waters of felsic continents. Conversely, the Hf and Nd in the Fe-rich bands could mainly originate from submarine hydrothermalism

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Lopez, Benjamin. "Architecture et distribution des systemes carbonatés se développant autour des sources hydrothermales : cas d’étude du basin de Denizli (Turquie), de la region de Rapolano (Italie) et de Mammoth Hot Springs (Wyoming, USA)." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4326.

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Les carbonates de sources hydrothermales (ou Geothermal Spring Carbonate, GSC) sont des systèmes carbonatés qui se développent autour de sources dont les eaux ont circulé en profondeur et sont remontées le long de failles perméables. Leur développement est contrôlé en tout premier lieu par la nature des eaux souterraines auxquelles ils sont liés. La formation de ces carbonates dépend d’interactions complexes entre les processus hydrologiques, tectoniques et structuraux se produisant avant l’émergence. Par la suite, la sédimentation est régie par de nombreux processus résultant des variations hydrologiques et chimiques de l’eau ainsi que par l’activité biologique. Du fait des interactions complexes entre ces facteurs, la sédimentation est sensible à de faible variations environnementales et il en résulte ainsi un grand nombre d’environnement de dépôts et de lithofacies.Le but de cette étude est d’améliorer les connaissances et les concepts fondamentaux propres au développement des carbonates de sources hydrothermales (GSC). Pour cela, elle s’appuie principalement sur l’examen des faciès que ce soit à petite échelle, comme l’observation des microstructures (microfabrics), ou à grande échelle, comme leur agencement en trois dimensions. De tels examens ont été effectués dans des sites hydrothermaux où ces carbonates se sont développés au cours du Quaternaire (région de Rapolano en Italie, bassin de Denizli en Turquie ou encore le Parc du Yellowstone dans le Wyoming, USA)
Geothermal spring carbonate (GSC) corresponds to a complex carbonate system formed around carbonate-rich springs fed by rising groundwaters along permeable fault zones. Their development is mainly controlled by the nature of springwaters emerging above water table. Therefore carbonate deposition is, in this setting, intimately related to complex interactions between hydrological, tectonic and structural processes occurring prior to water emergence. Moreover, carbonate sedimentation from springwater results from sedimentary processes controlled by complex interactions between hydrological, chemical characteristics and biological activity. Such processes are sensitive to slight environmental variations and thus lead to a large spectrum of lithofacies and ecosystems.The aim of this study is to improve knowledge and fundamental concepts regarding development of geothermal spring carbonates. For that purpose, lithofacies investigation, from microfabrics at micro-scale to 3-dimensional configuration at field-scale, is considered as an essential tool. Such investigations had been carried out in sites where Quaternary and actively forming GSCs were abundant (e.g. Rapolano region, Italy, Denizli Basin, Turkey and Yellowstone National Park, Wyoming, USA)

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Mercer, Celestine Nicole. "Mineralogical indicators of magmatic and hydrothermal processes in continental arc crust /." Connect to title online (Scholars' Bank) Connect to title online (ProQuest), 2009. http://hdl.handle.net/1794/10250.

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Mercer, Celestine Nicole 1979. "Mineralogical indicators of magmatic and hydrothermal processes in continental arc crust." Thesis, University of Oregon, 2009. http://hdl.handle.net/1794/10250.

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xviii, 177 p. : ill., maps. A print copy of this thesis is available through the UO Libraries. Search the library catalog for the location and call number.
This dissertation explores several important consequences of H 2 O-rich fluids in magmatic and ore-forming systems within continental arc crust. North Sister, a stratovolcano in the Oregon High Cascades, provides a window into magma generation processes in the deep crust. Eruption of a remarkably limited basaltic andesite composition over the lifespan of this volcano may reflect last equilibration of mantle derived magma within a deep crustal hot zone. High pressure, water-undersaturated phase equilibrium experiments show that an anhydrous, augite-rich gabbro at ∼12 kbar (40 km depth) and ∼ 1175°C is the most probable lithology with which North Sister basaltic andesite with ∼3.5 wt% H 2 O last equilibrated within the deep crust before erupting. While magma often erupts at the planets surface as at North Sister, a greater volume never reaches the surface and solidifies within the upper crust. Exsolution of magmatic fluids is an inevitable consequence of crystallization of hydrous crustal magmas. The fate of these fluids is the focus of the remainder of this dissertation. Modeling of CO 2 and H 2 O variations during crystallization of granitic magma reveals that exsolution of a large mass of fluid occurs only after CO 2 is largely degassed, creating ideal conditions for hydrofracturing and formation of porphyry copper deposits. CO 2 and H 2 O solubility relations suggest that H 2 O-rich magma was required to produce the porphyry-Cu-Mo deposit at Butte, Montana, which may explain its distinctively deep generation. Electron microprobe analyses of Ti in quartz and Zr in rutile in samples from Butte yield porphyry magma temperatures (630-770°C) that overlap substantially with hydrothermal vein temperatures (<430-750°C). Veins display large temperature ranges (50-250°C) that signify variable degrees of cooling of hot magmatic fluids upon contact with cooler wall rock during vein growth. Modeling of Ti diffusion in quartz suggests that individual dikes and veins likely cooled over short timescales (10s-1000s years), indicating that porphyry systems may evolve by episodic magmatic fluid injections with discrete thermal spikes. Modeling of Ti diffusion in quartz combined with electron backscatter diffraction maps show that small hydrothermal quartz veins likely formed by epitaxial growth. This dissertation includes co-authored material both previously published and in preparation for submission.
Committee in charge: A. Dana Johnston, Chairperson, Geological Sciences; Mark Reed, Member, Geological Sciences; Paul Wallace, Member, Geological Sciences; Richard P. Taylor, Outside Member, Physics

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Le, Gal Virginie. "Traçage thermique et géochimique des systèmes hydrothermaux : exemple d'un domaine océanique jeune et d'une marge continentale." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. https://theses.hal.science/tel-01886790.

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Résumé Les processus hydrothermaux affectent l'ensemble des domaines océaniques et contrôlent efficacement leur régime thermique. Cependant, les études de flux de chaleur à l'échelle globale conduisent à des interprétations parfois en contradiction avec les études locales. Il est donc essentiel de comparer les effets de l'hydrothermalisme dans différents contextes régionaux. Dans cette optique, nous avons étudié le rôle de l'hydrothermalisme sur le régime thermique d'un domaine océanique jeune (en Atlantique) et d'une marge continentale jeune (Sud Baléares). Pour cela, nous avons quantifié les transferts et pertes de chaleur et de matière en utilisant des traceurs thermiques (mesures du flux de chaleur) et des traceurs chimiques (analyse des fluides interstitiels). Le domaine océanique jeune se situe dans l'océan Atlantique sur le premier segment au sud de la faille transformante Oceanographer. Les faibles valeurs du flux de chaleur indiquent que les circulations hydrothermales, induites par les nombreux affleurements, extraient d'importantes quantités de chaleur de la croûte. La composition de l'eau interstitielle est similaire à l'eau de mer, indiquant un temps de résidence faible de l'eau dans le socle. Nous avons identifié que la rugosité du plancher océanique est un des paramètres majeurs qui contrôlent l'efficacité de ces circulations de fluides. Ce relief à petite échelle a été comparé à d'autres régions où l'efficacité des processus hydrothermaux avait préalablement été discutée. Nous en avons déduis une relation empirique qui relie la fraction du flux de chaleur à ce relief. Sur la marge Sud des Baléares, les processus hydrothermaux semblent plus restreints car leur impact thermique est plus local. Sur la pente continentale, des contrastes importants du flux de chaleur ont été mis en évidence. Ils suggèrent des circulations hydrothermales controlées par la présence de nombreux monts volcaniques. Cependant, la chimie des fluides reste proche de celle de l’eau de mer et ne permet pas de confirmer ces observations. En revanche, les processus hydrothermaux sont limités dans le bassin par les épais dépôts de sédiments. La chimie des fluides indique la présence de saumures résiduelles et leur simple diffusion vers la surface. Les valeurs du flux de chaleur sont perturbées par les contrastes de conductivité thermique induits par la présence de diapirs de sel ou du socle. Dans les deux zones d’étude, les circulations de fluides sont liées à la présence de structures basaltiques fracturées dont la perméabilité est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle des sédiments alentours. La rugosité initiale du plancher océanique et le taux de sédimentation contrôlent la tranche d’âge durant laquelle la croûte reste connectée à l’océan. En revanche, les circulations sont rapidement inhibées sur les marges par les apports importants de sédiments venant du continent proche. Cette conclusion est contrebalancée par d’autres événements pouvant survenir sur les marges telles que le volcanisme ou la tectonique active
Hydrothermal processes affect all oceanic domains therby controlling their thermal regime. At global scale, heat flow studies may lead to different interpretations than local studies. Comparing hydrothermal effects in different local contexts is essential to overcome this scale- issues. To do so, we studied the hydrothermal impact on the thermal regimes of a young oceanic domain (Atlantic Ocean) and a young margin (South Balearic). We quantified heat and matter transfers and heat losses with heat flow measurements and pore water chemical analyses. The young oceanic domain is situated on the first segment south of Oceanographer transform fault in the Atlantic Ocean. The low heat flow values indicate that hydrothermal circulations, conveyed by numerous outcrops, extract a lot of crustal heat. The composition of water in pores is similar to that of seawater. This points to a short residence time of water in the basement. We identified that the ruggedness of the seabed is one of the key parameters that control the fluid circulation efficiency. This small scale relief was compared to others regions where hydrothermal processes have already been debated. We deduced an empirical relation which links the fraction of the conductive heat flow to this relief. On the Southern Balearic margin, hydrothermal processes appear to be more limited because of their more local thermal impact. On the continental slope, great heat flow contrasts are highlighted. They suggest that hydrothermal circulation is controlled by numerous volcanic mounts. On one hand, pore fluid chemistry remains close to seawater composition and does not allow confirming these observations. On the other hand, hydrothermal processes in the basin are limited by thick sediment deposits and pore fluid chemistry indicates residual brines and their diffusion towards the surface. Heat flow values along the Southern Balearic margins are perturbed by thermal conductivity contrasts induced by salt diapirs or basement topography. In both study areas, fluid circulations are linked to fractured basaltic structures with a much larger permeability than the surrounding sediments. The seabed’s initial ruggedness and the sedimentation rate control the age range during which the crust is connected to ocean. Nevertheless, fluid circulations cease quickly due to important sediment flows from the nearby continent. This conclusion is partially offset by other events that may occur on the margins such as volcanism or active tectonic

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Cook, James Matthew. "Mid-fifteenth-century English mass cycles in continental sources." Thesis, University of Nottingham, 2014. http://eprints.nottingham.ac.uk/30778/.

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Fifteenth-century English music had a profound impact on mainland Europe, with several important innovations (e.g. the cyclic cantus firmus Mass) credited as English in origin. However, the turbulent history of the Church in England has left few English sources for this deeply influential repertory. The developing narrative surrounding apparently English technical innovations has therefore often focussed on the recognition of English works in continental manuscripts, with these efforts most recently crystallised in Curtis and Wathey's 'Fifteenth-Century English Liturgical Music: A List of the Surviving Repertory'. The focus of discussion until now has generally been on a dichotomy between English and continental origin. However, as more details emerge of the opportunities for cultural cross-fertilisation, it becomes increasingly clear that this may be a false dichotomy. This thesis re-evaluates the complex issues of provenance and diffusion affecting the mid-fifteenth-century cyclic Mass. By breaking down the polarization between English and continental origins, it offers a new understanding of the provenance and subsequent use of many Mass cycles. Contact between England and the continent was frequent, multifarious and quite possibly reciprocal and, despite strong national trends, there exists a body of work that can best be understood in relation to international cultural exchange. This thesis helps to clarify the provenance of a number of Mass cycles, but also suggests that, for Masses such as the anonymous Thomas cesus and Du cuer je souspier, Le Rouge's So ys emprentid, and even perhaps Bedyngham's Sine nomine, cultural exchange is key to our understanding. This thesis also offers a more detailed overview of the chronology of fifteenth-century English Mass cycles and defines their various structural norms, as well as those Masses which depart from these.

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Le, Gal Virginie. "Traçage thermique et géochimique des systèmes hydrothermaux : exemple d'un domaine océanique jeune et d'une marge continentale." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066530/document.

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Résumé Les processus hydrothermaux affectent l'ensemble des domaines océaniques et contrôlent efficacement leur régime thermique. Cependant, les études de flux de chaleur à l'échelle globale conduisent à des interprétations parfois en contradiction avec les études locales. Il est donc essentiel de comparer les effets de l'hydrothermalisme dans différents contextes régionaux. Dans cette optique, nous avons étudié le rôle de l'hydrothermalisme sur le régime thermique d'un domaine océanique jeune (en Atlantique) et d'une marge continentale jeune (Sud Baléares). Pour cela, nous avons quantifié les transferts et pertes de chaleur et de matière en utilisant des traceurs thermiques (mesures du flux de chaleur) et des traceurs chimiques (analyse des fluides interstitiels). Le domaine océanique jeune se situe dans l'océan Atlantique sur le premier segment au sud de la faille transformante Oceanographer. Les faibles valeurs du flux de chaleur indiquent que les circulations hydrothermales, induites par les nombreux affleurements, extraient d'importantes quantités de chaleur de la croûte. La composition de l'eau interstitielle est similaire à l'eau de mer, indiquant un temps de résidence faible de l'eau dans le socle. Nous avons identifié que la rugosité du plancher océanique est un des paramètres majeurs qui contrôlent l'efficacité de ces circulations de fluides. Ce relief à petite échelle a été comparé à d'autres régions où l'efficacité des processus hydrothermaux avait préalablement été discutée. Nous en avons déduis une relation empirique qui relie la fraction du flux de chaleur à ce relief. Sur la marge Sud des Baléares, les processus hydrothermaux semblent plus restreints car leur impact thermique est plus local. Sur la pente continentale, des contrastes importants du flux de chaleur ont été mis en évidence. Ils suggèrent des circulations hydrothermales controlées par la présence de nombreux monts volcaniques. Cependant, la chimie des fluides reste proche de celle de l’eau de mer et ne permet pas de confirmer ces observations. En revanche, les processus hydrothermaux sont limités dans le bassin par les épais dépôts de sédiments. La chimie des fluides indique la présence de saumures résiduelles et leur simple diffusion vers la surface. Les valeurs du flux de chaleur sont perturbées par les contrastes de conductivité thermique induits par la présence de diapirs de sel ou du socle. Dans les deux zones d’étude, les circulations de fluides sont liées à la présence de structures basaltiques fracturées dont la perméabilité est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle des sédiments alentours. La rugosité initiale du plancher océanique et le taux de sédimentation contrôlent la tranche d’âge durant laquelle la croûte reste connectée à l’océan. En revanche, les circulations sont rapidement inhibées sur les marges par les apports importants de sédiments venant du continent proche. Cette conclusion est contrebalancée par d’autres événements pouvant survenir sur les marges telles que le volcanisme ou la tectonique active
Hydrothermal processes affect all oceanic domains therby controlling their thermal regime. At global scale, heat flow studies may lead to different interpretations than local studies. Comparing hydrothermal effects in different local contexts is essential to overcome this scale- issues. To do so, we studied the hydrothermal impact on the thermal regimes of a young oceanic domain (Atlantic Ocean) and a young margin (South Balearic). We quantified heat and matter transfers and heat losses with heat flow measurements and pore water chemical analyses. The young oceanic domain is situated on the first segment south of Oceanographer transform fault in the Atlantic Ocean. The low heat flow values indicate that hydrothermal circulations, conveyed by numerous outcrops, extract a lot of crustal heat. The composition of water in pores is similar to that of seawater. This points to a short residence time of water in the basement. We identified that the ruggedness of the seabed is one of the key parameters that control the fluid circulation efficiency. This small scale relief was compared to others regions where hydrothermal processes have already been debated. We deduced an empirical relation which links the fraction of the conductive heat flow to this relief. On the Southern Balearic margin, hydrothermal processes appear to be more limited because of their more local thermal impact. On the continental slope, great heat flow contrasts are highlighted. They suggest that hydrothermal circulation is controlled by numerous volcanic mounts. On one hand, pore fluid chemistry remains close to seawater composition and does not allow confirming these observations. On the other hand, hydrothermal processes in the basin are limited by thick sediment deposits and pore fluid chemistry indicates residual brines and their diffusion towards the surface. Heat flow values along the Southern Balearic margins are perturbed by thermal conductivity contrasts induced by salt diapirs or basement topography. In both study areas, fluid circulations are linked to fractured basaltic structures with a much larger permeability than the surrounding sediments. The seabed’s initial ruggedness and the sedimentation rate control the age range during which the crust is connected to ocean. Nevertheless, fluid circulations cease quickly due to important sediment flows from the nearby continent. This conclusion is partially offset by other events that may occur on the margins such as volcanism or active tectonic

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Tizzard, Louise Helen. "The Contribution to atmospheric methane from sub-seabed sources in the UK continental shelf." Thesis, University of Newcastle upon Tyne, 2008. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.445613.

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Qu, Zihan. "Chemical properties of continental aerosol transported over the Southern Ocean : Patagonian and Namibian sources." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066002/document.

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Patagonie et la Namibie sont deux sources importantes d'aérosol minéral qui alimente la section Atlantique Sud de l'océan Austral avec les micronutriments.L'objet de ma thèse est d'étudier 1) la concentration atmosphérique et la variation temporel de la poussière en Patagonie, 2) l'hétérogénéité spatiale de composition élémentaire de poussière en Patagonie et en Namibie, et 3) la solubilité élémentaire de poussière en Patagonie et en Namibie. Ces trois aspects sont les principaux enjeux pour modéliser les inventaires des émissions de micronutriments biodisponibles à partir de sources de poussière.La concentration en poussière mesurée en Patagonie montre une variation saisonnière avec un niveau plus bas en hiver. Les données météorologiques suggèrent que cette variation saisonnière est associée à la variation de l'humidité du sol dans les zones source plutôt qu'à la vitesse du vent. Des échantillons d'aérosol minéral ont été générés à partir des sols de Patagonie et de Namibie. La composition élémentaire des poussières diffère de celles des sols parents, en particulier en Namibie en raison de l'effet de dilution par le quartz dans les sols. Des compositions élémentaires varient spatialement aux échelles continentale et régionale en Patagonie et Namibie. Les variations de Ca et Mg sont les principales raisons conduisant à l'hétérogénéité spatiale de la composition élémentaire des poussières. Les solubilités élémentaires des aérosols minéraux de Patagonie et de Namibie augmentent avec l'acidité de la solution altérante. Les poussières riches en calcium présentent une solubilité plus élevée pour les éléments les plus solubles (Ca, etc.) en raison de la présence de carbonate. Le suivi de la concentration en poussières obtenu en Patagonie peut aider à mieux en quantifier les émissions dans la région subantarctique et ainsi à mieux contraindre les modèles. La base de données que nous avons obtenue sur les poussières et leur solubilité contribue également à l'évaluation des émissions d'éléments solubles dans la région Australe
Mineral dust is considered to be an important supplier of micronutrient for the Southern Ocean where the primary production is limited by insufficient supply of micronutrients. Patagonia (South America) and Namibia (Southern Africa) are two main dust sources for the South Atlantic section of the Southern Ocean. Emission inventories of bioavailable micronutrients from these two regions regulate the final biological impact on marine ecosystem in the South Atlantic Ocean. This thesis is mainly focused on the investigation of 1) the atmospheric dust concentration and its temporal pattern in Patagonia, 2) the spatial heterogeneity of dust elemental composition in Patagonia and Namibia, and 3) the pH dependence of elemental solubility in Patagonian and Namibian dust. These three aspects are the key issues to model the emission inventories of bioavailable micronutrients from dust sources. Dust concentration measurements were conducted in Patagonia-Atlantic Coast and revealed a seasonal pattern of dust concentration with lower dust level in winter than the other three seasons. Meteorological records suggest that this seasonal pattern is associated with the variation of soil moisture in source areas rather than the recurrently high wind speed. Dust samples were generated from Patagonian and Namibian soils to investigate the elemental composition and the elemental solubility of source dust. Dust elemental composition differs to different degrees from their parents soils, particularly in Namibia due to the dilution effect of quartz in soil. Spatial variability of dust elemental composition was observed at both continental scale and regional scale in Patagonia and Namibia. Variations in Ca and Mg content are the main reasons for the spatial heterogeneity of dust elemental composition. Elemental solubility of Patagonian and Namibian dust increased with acidity of leaching solution. More soluble elements namely Ca, K, Mg, Mn, Sr and Ba showed much higher solubility in calcium-rich dust due to the presence of carbonate. The dust concentration record obtained in Patagonia may help to better quantify the dust emission in subantarctic region and to constrain dust models. Database of dust elemental composition and elemental solubility in Patagonia and Namibia also contributes to the evaluation of emission inventories of soluble elements from dust sources to the Southern Ocean

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Qu, Zihan. "Chemical properties of continental aerosol transported over the Southern Ocean : Patagonian and Namibian sources." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066002.pdf.

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Patagonie et la Namibie sont deux sources importantes d'aérosol minéral qui alimente la section Atlantique Sud de l'océan Austral avec les micronutriments.L'objet de ma thèse est d'étudier 1) la concentration atmosphérique et la variation temporel de la poussière en Patagonie, 2) l'hétérogénéité spatiale de composition élémentaire de poussière en Patagonie et en Namibie, et 3) la solubilité élémentaire de poussière en Patagonie et en Namibie. Ces trois aspects sont les principaux enjeux pour modéliser les inventaires des émissions de micronutriments biodisponibles à partir de sources de poussière.La concentration en poussière mesurée en Patagonie montre une variation saisonnière avec un niveau plus bas en hiver. Les données météorologiques suggèrent que cette variation saisonnière est associée à la variation de l'humidité du sol dans les zones source plutôt qu'à la vitesse du vent. Des échantillons d'aérosol minéral ont été générés à partir des sols de Patagonie et de Namibie. La composition élémentaire des poussières diffère de celles des sols parents, en particulier en Namibie en raison de l'effet de dilution par le quartz dans les sols. Des compositions élémentaires varient spatialement aux échelles continentale et régionale en Patagonie et Namibie. Les variations de Ca et Mg sont les principales raisons conduisant à l'hétérogénéité spatiale de la composition élémentaire des poussières. Les solubilités élémentaires des aérosols minéraux de Patagonie et de Namibie augmentent avec l'acidité de la solution altérante. Les poussières riches en calcium présentent une solubilité plus élevée pour les éléments les plus solubles (Ca, etc.) en raison de la présence de carbonate. Le suivi de la concentration en poussières obtenu en Patagonie peut aider à mieux en quantifier les émissions dans la région subantarctique et ainsi à mieux contraindre les modèles. La base de données que nous avons obtenue sur les poussières et leur solubilité contribue également à l'évaluation des émissions d'éléments solubles dans la région Australe
Mineral dust is considered to be an important supplier of micronutrient for the Southern Ocean where the primary production is limited by insufficient supply of micronutrients. Patagonia (South America) and Namibia (Southern Africa) are two main dust sources for the South Atlantic section of the Southern Ocean. Emission inventories of bioavailable micronutrients from these two regions regulate the final biological impact on marine ecosystem in the South Atlantic Ocean. This thesis is mainly focused on the investigation of 1) the atmospheric dust concentration and its temporal pattern in Patagonia, 2) the spatial heterogeneity of dust elemental composition in Patagonia and Namibia, and 3) the pH dependence of elemental solubility in Patagonian and Namibian dust. These three aspects are the key issues to model the emission inventories of bioavailable micronutrients from dust sources. Dust concentration measurements were conducted in Patagonia-Atlantic Coast and revealed a seasonal pattern of dust concentration with lower dust level in winter than the other three seasons. Meteorological records suggest that this seasonal pattern is associated with the variation of soil moisture in source areas rather than the recurrently high wind speed. Dust samples were generated from Patagonian and Namibian soils to investigate the elemental composition and the elemental solubility of source dust. Dust elemental composition differs to different degrees from their parents soils, particularly in Namibia due to the dilution effect of quartz in soil. Spatial variability of dust elemental composition was observed at both continental scale and regional scale in Patagonia and Namibia. Variations in Ca and Mg content are the main reasons for the spatial heterogeneity of dust elemental composition. Elemental solubility of Patagonian and Namibian dust increased with acidity of leaching solution. More soluble elements namely Ca, K, Mg, Mn, Sr and Ba showed much higher solubility in calcium-rich dust due to the presence of carbonate. The dust concentration record obtained in Patagonia may help to better quantify the dust emission in subantarctic region and to constrain dust models. Database of dust elemental composition and elemental solubility in Patagonia and Namibia also contributes to the evaluation of emission inventories of soluble elements from dust sources to the Southern Ocean

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White, Sheri N. 1971. "An investigation into the characteristics and sources of light emission at deep-sea hydrothermal vents." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2000. http://hdl.handle.net/1721.1/59093.

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Thesis (Ph.D.)--Joint Program in Oceanography (Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences and the Woods Hole Oceanographic Institution), 2000.
Vita.
Includes bibliographical references (leaves 179-187).
A spectral camera (ALISS - Ambient Light Imaging and Spectral System) was used to image ambient light from high-temperature vents at 9°N East Pacific Rise and the Juan de Fuca Ridge during 1997 and 1998 Alvin dive cruises. ALISS is a low-light digital camera with custom-designed optics. A set of nine lenses, each covered by an individual bandpass filter (50 and 100 nm nominal bandwidths), allows vents to be imaged in nine wavelength bands simultaneously spanning the range of 400-1000 nm. Thus, both spatial and spectral information are obtained. ALISS was used to image three types of vents: black smokers, flange pools, and beehives. The primary source of light is thermal radiation due to the high temperature of the hydrothermal fluid (~350°C). This light is dominant at wavelengths greater than 700 nm. At flange pools, where the fluid is relatively stable, only thermal radiation is present. Black smokers and beehives, however, are subject to mixing with ambient seawater (2°C) leading to mineral precipitation. Data from these types of vents show the existence of non-thermal, temporally varying light in the 400-700 nm region. This light is probably caused by mechanisms related to mixing and precipitation, such as chemiluminescence, crystalloluminescence and triboluminescence.
by Sheri N. White.
Ph.D.

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Garcia, Joana Cristina. "Evolution of respiratory adaptations in hydrothermal vent scale-worms (Polynoidae)." Paris 6, 2009. http://hal.upmc.fr/tel-01112539.

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Hydrothermal vents (HV) are deep-sea ecosystems where hypoxia/anoxia is one of the major constraints. Respiratory pigments play a key function in the adaptation to hypoxia. HV polynoids are abundant, diverse and widely distributed and are the only ones to possess hemoglobins (Hb), and these are unique among annelids. The goal of this work was to know their evolutionary history. There are 2 types of Hb in HV polynoids: 1- and 4-domains. While they are extracellular, they are more related to intracellular globins that to annelid extracellular ones, indicating a distinct origin. We studied the evolutionary history of the 4-domain gene Hb and found that originated from the tandem duplication of a myoglobin-like ancestral. Both globin types possess residues in the heme pocket that are responsible for the high oxygen affinity in other organisms' Hb. But the adaptive value of these Hb probably resides in their expression at high levels. Plus, some amino acid sites were shown to be under positive selection (PS). Some are located in the heme pocket where they might affect functional properties. Others are in areas where they can affect interactions between subunits and domains.

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Gorlas, Aurore. "Caractérisation de nouveaux systèmes hôtes-virus associés aux sources hydrothermales océaniques profondes." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2053.

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Les virus représentent un énorme réservoir en termes de biodiversité. Parmi les 5550 virus de procaryotes connus à ce jour, seulement une soixantaine de virus d’Archaea ont été isolés et décrits. Ces derniers sont répartis en 8 nouvelles familles. A ce jour, une seule particule de type viral a été isolée d’une euryarchée hyperthermophile marine, il s’agit de PAVI isolé de Pyrococcus abyssi. Mon travail de thèse a consisté à rechercher et à caractériser de nouveaux virus isolés deuryarchées hyperthermophiles appartenant à l’ordre des Thermococcales. Cet ordre est composé de micro-organismes anaérobies et hétérotrophes métabolisant le soufre. Nous avons ainsi pu mettre en évidence un nouveau virus dont l’hôte est une nouvelle espèce de Thermococcus, isolée d’une cheminée hydrothermale collectée sur la dorsale Est-Pacifique à 2700 mètres de profondeur. Une première étude a conduit à la caractérisation de cette nouvelle souche: T. Prieurii sp. Nov (article soumis). Le virus porté par T. Prieurii, TPV1, a la forme d’un citron (140 nm x 80 nm) et ressemble aux Fusellovirus. Par la mise au point d’une méthode originale, dérivée des «spots tests », nous avons prouvé le caractère infectieux de TPV1 et mis en évidence une gamme d’h6tes. Le génome de TPV1 est constitué d’un ADN double brin circulaire de 21,5 kb. également présent sous une forme extra- chromosomique (20 copies par cellule). 12 ORFs ont pu être annotés. Ce virus qui n’est pas encore classé pourrait nécessiter la création d’une nouvelle famille virale
Recent studies have revealed that viruses represent a large part of the biodiversity in natural environments suggesting that they participate to the diversity within organisms. Viruses infecting prokaryotes (Bacteria and Archaea) constitute the largest & ail viral groups. However, our knowledge of viruses of Archaea is rather limited with less than 60 archaeal viruses well described to date. Viruses of Archaea are classified in 8 new viral familles. To date, only one virus like-particle was isolated from a hyperthermophilic marine euryarchaeote: PAV1 isolated from Pyrococcus abyssi. During my PhD work, I have screened and characterized new viruses from the Thermococcales order. We found a new virus in a strain of Thermococcus sp, isolated from a hydrothermal chimney sample collected from the East pacific Rise at 2700 m depth. The first study led to the characterization of Thermococcus prieurii sp. Nov which is hyperthermophile, strictly anaerobe, and chemoorganotroph. The virus isolated from Thermococcus prieurii, named TPV1, is lemon-shaped (140 nm x 80 nm) and resembles to members of the Fuselloviridae family. The infectious character of TPV1 was proved by using an original method derived from the spot tests, and its host range was established. TPVI particles contain a double-stranded circular DNA of 21. 5 kb which is present in a free form in the host cytoplasm, at approximately 20 copies per chromosome. This genome was totally sequenced and 26 ORFs were identified. 12 ORFs were annotated. This virus s not yet classified and should be attached to a novel viral family

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Engle, Mark Alan. "The influence of tropospheric ozone, hydrothermal systems, and fires on atmospheric mercury emissions from natural sources /." abstract and full text PDF (free order & download UNR users only), 2005. http://0-wwwlib.umi.com.innopac.library.unr.edu/dissertations/fullcit/3209132.

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Анотація:

Thesis (Ph. D.)--University of Nevada, Reno, 2005.
"December 2005." Includes bibliographical references. Online version available on the World Wide Web. Library also has microfilm. Ann Arbor, Mich. : ProQuest Information and Learning Company, [2005]. 1 microfilm reel ; 35 mm.

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Fuenzalida, Del Rio Gonzalo. "Transcriptomic approach of the response to metals in the hydrothermal mussel Bathymodiolus azoricus." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066487/document.

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Bathymodiolus azoricus est un bivalve endémique des sources hydrothermales de la dorsale Médio Atlantique qui présente une forte capacité à accumuler différents métaux dans ses tissus, la qualifiant comme espèce modèle en écotoxicologie. L’objectif de ce travail a consisté à décrire les mécanismes moléculaires de tolérance et de détoxication des métaux, que ce soit au sein des populations naturelles ou durant des expositions expérimentales, par le biais d’approches chimiques (quantification des métaux) et transcriptomiques (PCR quantitative et puces à ADN), afin de comprendre comment les facteurs environnementaux pouvaient influencer l’expression des gènes de B. azoricus et d’identifier des biomarqueurs potentiels utiles pour des études écotoxicologiques en environnement extrême. Les mesures de bioaccumulation de différents métaux (Cd, Cu, Fe, Pb,…) sur des individus provenant de sites aux caractéristiques contrastées ont révélé des patrons spécifiques aux populations et aux tissus examinés chez cette espèce, suggérant des phénomènes d’organotropisme. Nos résultats suggèrent également que les bactéries symbiotiques des branchies pourraient participer à la tolérance aux métaux et aux processus de détoxication. Des tendances comparables sont observées pour l’expression relative de certains gènes candidats impliqués dans la réponse au stress métallique, par exemple les métallothionéines, les superoxyde dismutases, les ferritines et les phytochélatines. Les réponses distinctes observées pour certaines populations ou certains tissus traduisent des différences d’état physiologique qui ne seraient pas directement reliées avec l’accumulation de métaux. En outre, l’analyse des puces à ADN à une échelle globale nous a permis d’identifier les réseaux métaboliques principaux pour chaque population et chaque tissu
Bathymodiolus azoricus is an endemic bivalve from hydrothermal vents in the Mid-Atlantic ridge, which is known to accumulate different types of metals in various tissues at high concentrations, and has therefore been granted model species for exotoxicology. The objective of this work is to describe the mechanisms of metal tolerance and detoxification as they occur in natural populations and during experimental exposures, using both chemical (metal quantification) and transcriptomic (qPCR and microarrays) approaches to understand how environmental factors influence gene expression response in B. azoricus and to identify potential biomarkers useful for ecotoxicological studies in extreme environments. Bioaccumulation of different metals (Cd, Cu, Fe, Pb,…) was measured on individuals from contrasted vent sites, revealing specific population patterns and tissue differences for this species that could be related to processes of organotropism. Our results also suggest that the symbiotic bacteria in gills may be involved in metal tolerance and detoxification. Similar variation trends are observed in the relative expression of candidate genes involved in response to metal stress, e.g. metallothioneins, superoxide dismutase, ferritin, and phytochelatin, revealing contrasted responses at population and tissue level, and reflecting differences in physiological status not directly correlated with the accumulation of metals. In addition, global scale microarray analysis allowed us to identify the principal biological pathways representative of each population and tissues

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Duriez, Alban. "Origine et processus de minéralisation d'eaux thermales en milieu continental méditerranéen : Cas du système géothermal des thermopyles (Grèce)." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112356.

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Tran, lu y. Adrien. "La phylogéographie comparée d'espèces hydrothermales du Pacifique Ouest à l'heure de la génomique des populations." Thesis, Université de Montpellier (2022-….), 2022. http://www.theses.fr/2022UMONG017.

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Анотація:

Cette thèse a pour objectif principal d’explorer les patrons de différenciation phylogéographique de plusieurs espèces inféodées aux sources hydrothermales profondes des bassins d’arrière-arc du Pacifique Ouest. Ces sources constituent un habitat discontinu car entrecoupé par des arcs volcaniques, des fosses de subduction et des plaines abyssales. Les écosystèmes associés à ces sources sont composés d’une faune abondante d’espèces dépendant entièrement de la chimiosynthèse bactérienne. Dans ce contexte très fragmenté se pose la question du degré de connectivité des peuplements des différentes espèces hydrothermales ainsi que leur histoire phylogéographique. Peu étudiées jusqu’à présent, nous abordons ici ces questions avec les méthodologies de la génomique des populations qui permettent de s’affranchir des principales limites liées à l’utilisation d’un faible nombre de marqueurs et apportent une meilleure résolution des processus démo-génétiques.Le premier chapitre s’intéresse à un gastéropode emblématique de ces écosystèmes, Ifremeria nautilei (Provannidae) échantillonné sur l’ensemble de son aire de répartition. L’obtention de 10 500 marqueurs génomiques (ddRad) indépendants a permis d’identifier une structure en deux métapopulations séparées par les Iles Salomon et Vanuatu et quasi-homogènes génétiquement de part et d’autre. Les reconstructions démo-génétiques indiquent que ces métapopulations sont actuellement connectées par un flux génique faible, bi-directionnel et légèrement asymétrique et qu’elles auraient divergé il y a environ 70 000 générations. Cependant une analyse détaillée des locus ne se conformant pas à la distribution neutre attendue (« outliers ») montre une limite de connectivité démographique à l’échelle des bassins au sein de chaque métapopulation. Ceci peut avoir des conséquences pour la recolonisation des sites en cas de destruction massive.Le chapitre 2 compare les patrons phylogéographiques de quatre espèces (I. nautilei, Alviniconcha kojimai, Shinkailepas tollmanni et Eochionelasmus ohtai) avec la même méthodologie que pour le chapitre 1. Comme pour I. nautilei, les trois autres espèces montrent une structure en deux métapopulations avec un faible flux génique bidirectionnel légèrement asymétrique vers l’ouest. Cette bi-directionnalité pourrait suggérer que les stratégies de dispersion larvaire ne sont pas unimodales et donc plus complexes que celles proposées jusqu’à présent. Les reconstructions démo-génétiques montrent que la plupart des espèces auraient divergé sous un modèle de contact secondaire avec une séparation entre métapopulations estimée à 70 000 - 100 000 générations à l’exception du gastéropode A. kojimai dont la divergence est très récente. Les temporalités de remise en contact secondaire et de niveau de flux génique varient cependant d’une espèce à l’autre, des différences probablement attribuables à l’interaction entre l’histoire géologique de la région et leurs traits d’histoires de vie qui eux-mêmes conditionnent leur distribution biogéographique
The main objective of this thesis is to explore the phylogeographic differentiation patterns of several species that inhabit deep hydrothermal vents in the back-arc basins of the western Pacific. These vents constitute a discontinuous habitat as they are interspersed with volcanic arcs, subduction trenches and abyssal plains. The ecosystems associated with these sources are composed of an abundant fauna of species entirely dependent on bacterial chemosynthesis. In this highly fragmented context, the question arises as to the degree of connectivity of the populations of the different hydrothermal species as well as their phylogeographic history. Little studied until now, we approach these questions here with the methodologies of population genomics which allow us to get rid of the main limitations linked to the use of a small number of markers and bring a better resolution of the demo-genetic processes.The first chapter focuses on a gastropod emblematic of these ecosystems, Ifremeria nautilei (Provannidae) sampled throughout its range. By obtaining 10,500 independent genomic markers (ddRad), we identified a structure in two metapopulations separated by the Solomon Islands and Vanuatu and genetically almost homogenous on both sides. Demo-genetic reconstructions indicate that these metapopulations are currently connected by a weak, bi-directional and slightly asymmetric gene flow and that they would have diverged about 70,000 generations ago. However, a detailed analysis of loci that do not conform to the expected neutral distribution ("outliers") shows a limit of demographic connectivity at the basin scale within each metapopulation. This may have implications for site recolonization in the event of mass destruction.Chapter 2 compares the phylogeographic patterns of four species (I. nautilei, Alviniconcha kojimai, Shinkailepas tollmanni, and Eochionelasmus ohtai) using the same methodology as Chapter 1. As with I. nautilei, the other three species show a two-metapopulation structure with weak bi-directional gene flow slightly asymmetrically to the west. This bi-directionality might suggest that larval dispersal strategies are not unimodal and thus more complex than those proposed so far. Demo-genetic reconstructions show that most species would have diverged under a secondary contact pattern with a separation between metapopulations estimated at 70 000 - 100 000 generations with the exception of the gastropod A. kojimai whose divergence is very recent. However, the timing of secondary contact and gene flow levels vary from species to species, differences that are probably attributable to the interaction between the geological history of the region and their life history traits, which themselves condition their biogeographic distribution

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Pillot, Guillaume. "Biodiversités électroactives issues de sources hydrothermales profondes." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0503/document.

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Анотація:

Les sources hydrothermales profondes sont des édifices géologiques formés par l’infiltration d’eau de mer dans la croûte océanique, formant un fluide chaud (>400 °C), riche en métaux qui précipite pour former des cheminées dans lesquelles circulent un courant électrique. Les travaux de recherche présentés ici avaient pour objectif de révéler la présence de microorganismes capable de participer à la production de ce courant électrique ou d’utiliser cette électricité pour vivre au sein de ces cheminées électriquement conductrices. Nous nous sommes focalisés sur les microorganismes capables de survivre à haute température (entre 60 et 95°C). Différentes communautés microbienne en interaction et électroactives ont pu être cultivées permettant de poser des hypothèses crédibles quant à la colonisation primaire de ces environnements extrêmes. Ces hypothèses pourraient également s’appliquer aux théories d’origine de la vie en contexte hydrothermal
Deep hydrothermal vents are geologic structures formed by the infiltration of seawater into the oceanic crust, forming a hot metal-rich fluid (> 400 ° C) that precipitates to form chimneys in which an electric current flows. The purpose of the research presented here was to reveal the presence of microorganisms capable of participating in the production of this electric current or of using this electricity to live within these electrically conductive chimneys. We focused on microorganisms able to survive at high temperatures (between 60 and 95 ° C). Different interacting and electroactive microbial communities have been cultivated, allowing the building of credible hypotheses about the primary colonization of these extreme environments. These hypotheses could also be applied to theories of origin of life in a hydrothermal context

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Nedoncelle, Karine. "Processus de croissance des coquilles de bivalves en milieu extrême : le cas des espèces symbiotiques Bathymodiolus azoricus, et Bahymodiolus thermophilus en environnement hydrothermal contrasté." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066537.

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Анотація:

Bathymodiolus thermophilus et B. Azoricus sont des espèces de bivalves fondatrices des écosystèmes chimiosynthétiques profonds sur les dorsales est-Pacifique et médio-Atlantique. Afin de caractériser la croissance de ces organismes modèles en réponse à la variabilité de l’environnement hydrothermal, cette thèse combine l’étude géochimique et sclérochronologique des coquilles à celle de la variabilité temporelle de l’habitat à différentes échelles. L’approche interdisciplinaire développée associe marquages chimiques in situ des coquilles et analyse à haute résolution des incréments de croissance et des profils isotopiques le long des coquilles. La présence de cyclicités tidales dans la formation des incréments de croissance de B. Thermophilus et B. Azoricus comparée aux mesures in situ suggère que ces deux espèces sont sensibles aux fluctuations environnementales et tend à montrer une croissance accrue des coquilles lorsque le milieu est très fluctuant. Les contraintes abiotiques potentielles sur la croissance sont multiples et se reflètent dans les variations à l’échelle du micro-habitat. Les données isotopiques soulignent aussi une forte variabilité à micro-échelle spatiale de la chimiosynthèse. L’utilisation de différentes ressources énergétiques chez B. Azoricus pourrait expliquer un fractionnement isotopique plus important lorsque la chemoautotrophie domine sur la méthanotrophie. Au-delà des connaissances fondamentales qu’elle apporte cette étude se révèle particulièrement pertinente dans un contexte d’exploration et d’exploitation des minéraux associés aux zones hydrothermales
The chemosynthetic bivalves Bathymodiolus thermophilus and B. Azoricus are engineer species living in contrasted hydrothermal vents located on the East-Pacific and Mid-Atlantic Ridges. The response of these model species to the variability of their environment was investigated by using various aspects of marine ecogeochemistry. For this, the combined use of in situ chemical shell labeling with high-resolution sclerochronological analysis allowed to establish a temporal framework in the rhythmicity of B. Thermophilus and B. Azoricus growth rate. The presence of tidal cycles in their shell increment width formation compared to the in situ measurements of abiotic parameters reveal that both species are sensitive to changes in physico-chemical conditions, with higher growth rate when environment is unstable. This relationship is particularly relevant at the micro-habitat scale. Isotopic data highlight also an important variability at the spatial micro-scale in the use of energetic resources for B. Azoricus with a major δ13Cshell fractionation when sulfoxydation is dominant compared to methanotrophy. This interdisciplinary approach is particularly relevant in a context where the exploration of hydrothermal areas in the aim of exploitation is constantly expanding

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Mercier, Coraline. "De nouveaux systèmes hôtes-virus associés aux sources hydrothermales océaniques profondes." Thesis, Brest, 2016. http://www.theses.fr/2016BRES0125/document.

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Анотація:

Nos connaissances sur la diversité virale associée aux micro-organismes présents dans les sources hydrothermales océaniques profondes restent encore limitées. Seules quelques études concernant l’abondance virale et l’impact de ceux-ci sur la mortalité microbienne dans ces écosystèmes sont disponibles. En effet, seuls 6 bactériovirus et 2 archéovirus provenant de ces écosystèmes ont été caractérisés à l’heure actuelle. Les deux archéovirus infectent des archées anaérobies hyperthermophiles appartenant à l’ordre des Thermococcales et ont été décrits au laboratoire.Afin d’étendre nos connaissances sur la diversité virale associée aux micro-organismes colonisant ces environnements, il a été décidé d’élargir les recherches à l’ordre bactérien des Thermotogales. Cet ordre bactérien est composé de bactéries chimio-organotrophes anaérobies en majorité thermophiles ou hyperthermophiles. De nombreux transferts latéraux de gènes ont contribué à l’histoire évolutive des Thermotogales supposant une forte implication des virus dans celle-ci. Ces travaux de thèse ont permis la caractérisation fonctionnelle et génomique de deux nouveaux siphovirus, MCV1 et MCV2, infectant deux souches de Marinitoga camini. Ces souches ont été isolées de deux sites hydrothermaux profonds (Menez Gwen et Lucky Strike) au niveau de la dorsale médio-atlantique. Ces virus mettent en oeuvre un cycle lysogénique avec une production basale sans induction relativement haute (>107 virions/ml). Une comparaison de ces deux génomes viraux à celui de MPV1, virus précédemment isolé de Marinitoga piezophila, a été réalisée, révélant la présence de nombreuses similarités. Un core genome de 35 ORFs partagé par ces trois génomes a été identifié, incluant des protéines impliquées dans le métabolisme de l’ADN, l’assemblage des virions et le cycle lysogénique. Des protéines hypothétiques ont aussi été identifiées parmi ces gènes communs, elles portent donc probablement des fonctions importantes pour ces bactériovirus. Par ailleurs, 60% des gènes de ces virus ayant une correspondance dans les bases de données, après exclusion des Thermotogales, partagent des similarités avec lesFirmicutes et les bactériovirus qui leurs sont associés. Le génome d’une autre Thermotogales, Thermosipho sp. AT1244-VC14 a été étudié ainsi que son système CRISPR-cas. Ces résultats indiquent que cette souche, qui porte un système CRISPR-cas qui semble complet et fonctionnel, a probablement déjà été infectée par MCV1, MCV2 ou un virus similaire. Ces travaux permettent d’étendre nos connaissances sur les virus portés par les bactéries du phylum Thermotogae, encore peu décrits à ce jour. Les éléments génétiques mobiles associés à ce phylum sont particulièrement intéressants car ils ont probablement eu un impact important dans l’évolution de ces communautés microbiennes ainsi que dans leur adaptation aux conditions physico-chimiques extrêmes et fluctuantes présentes dans les écosystèmes qu’elles colonisent
Our knowledge of the viral diversity associated to microorganisms inhabiting the deep-sea hydrothermal vents is still limited. Only a few studies have focused on viral abundance and impact on microbial mortality within these ecosystems. A limited number of viruses (6 bacterioviruses and 2 archaeoviruses) were isolated from these environments and characterized. Two viruses associated to hyperthermophilic anaerobic Archaea, from the Thermococcales order, have been described in our laboratory. In order to deepen our knowledge on the viral diversity of these extreme environments, we have extended our investigation to the bacterial order of Thermotogales. This order is composed of anaerobic chemoorganotrophic bacteria that are, for the most part, hyper/thermophilic. Numerous lateral gene transfers have contributed to the evolutionary history of the Thermotogales, implying the potential involvement of viruses. Here, we will report the characterization of two new siphoviruses MCV1 and MCV2 that infect two strains of Marinitoga camini. Those bacterial strains were isolated from two deep-sea hydrothermal vents sites (Menez Gwen and Lucky strike) in the Mid Atlantic Ridge. These viruses are temperate with a high basal production of virions (>107 virions/mL). Comparative genomics with MPV1, a virus isolated from M. piezophila, was performed and show that those bacterioviruses share numerous similarities. A set of “core genes” shared by all these three viruses was identified and includes proteins involved in DNA metabolism, head and tail assembly and lysogenic cycle. Shared hypothetical proteins were also identified, suggesting that these unknown proteins probably provide important functions for these viruses. Interestingly, for genes with blastp matches in Genbank, over 60% have their top matches, outside the Thermotoga, to genes from Firmicutes and bacterioviruses associated to Firmicutes. We also analyzed the genome of Thermosipho sp. 1244 and studied his CRISPR-cas system. Our results indicated that thisThermosipho strain, with a complete and functional CRISPR-cas system, had already been infected by MCV1, MCV2 or a similar virus. The analyses presented here extend our knowledges about these newly discovered viruses in the deeply branching bacterial phylum Thermotogae. This bacterial order and associated mobile genetic elements are significant for addressing long-term evolutionary adaptation to fluctuant and extreme physicochemical conditions

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Alfaro, Lucas Joan Manel. "Influence of hydrothermal activity and substrata nature on faunal colonization processes in the deep sea." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0089.

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Quatre décennies après leur découverte, nous savons maintenant que les sources hydrothermales sont répandues, diversifiées et dynamiques et qu’elles interagissent avec d’autres écosystèmes des grands fonds marins. Face aux potentiels impacts anthropiques qui pèsent sur les environnements hydrothermaux, il devient essentiel d’avoir une meilleure compréhension des processus qui façonnent la biodiversité de ces écosystèmes et de leurs interactions avec d’autres écosystèmes. Les processus structurant l'élaboration des communautés et contrôlant les interactions entre les habitats actifs, la périphérie et les communautés liées aux bois, ont été étudiés grâce à une vaste expérience de colonisation à 1700 m de profondeur sur le champ hydrothermal Lucky Strike (nord de la dorsale médio-Atlantique). Un cadre d’analyse moderne et multifacettes, basé sur la richesse spécifique, les traits fonctionnels et les isotopes stables, a été appliqué. Les résultats ont montré que les sites actifs supportent une richesse fonctionnelle plus élevée que les habitats périphériques.En outre, la diversité spécifique et fonctionnelle des habitats périphériques était très hétérogène, ce qui suggère qu’ils pourraient être particulièrement vulnérables aux impacts liés à l'exploitation minière. Les redondances fauniques et les liens énergétiques observés suggèrent que, plutôt que d'être des entités séparées, les habitats actifs et périphériques semblent être interconnectés. Les conditions environnementales et la présence de différentes ressources ont été identifiées comme étant les principaux facteurs influençant la biodiversité et la structure des communautés. Le rôle des bois en tant que potentielles « pierres de gué » pour la dispersion de la méio- et la macrofaune, non seulement pour les habitants des sources hydrothermales mais aussi pour ceux de la périphérie, est validé. Les résultats de cette thèse améliorent significativement notre compréhension des processus qui structurent les communautés associées aux sources hydrothermales et aux autres écosystèmes chimiosynthétiques dans les grands fonds marins et pourraient avoir des implications importantes dans l’élaboration de stratégies de protection dans le cadre d’éventuelles activités industrielles
Four decades after their discovery, we know now that deep-sea hydrothermal vents are widespread, diverse and dynamic, and interact with other chemosynthetic-based and background ecosystems. In the face of potential imminent anthropogenic impacts, more than ever the understanding of the processes that shape vent biodiversity, in its multiple facets, and the interactions with other systems is of paramount importance. The early processes driving community assembly and interactions between hydrothermally active habitats, vent periphery and cognate communities, namely wood falls, were investigated with an extensive colonizing experiment at 1700 m depth onthe Lucky Strike vent field (northern Mid-Atlantic Ridge). A modern multifaceted framework of community assembly based on species richness, functional traits and stable isotopes was applied. Results showed that vent ecosystems support higher functional richness that background peripheral habitats.The latter were highly heterogeneous and unique in species and functions suggesting that they may be especially vulnerable to impacts, such as deep-sea mining. The observed faunal overlap and energy links suggest that rather than being separate entities, active and peripheral habitats may be considered as interconnected. Environmental conditions and the presence of different resources at vent, periphery and wood habitats, were identified as main drivers of biodiversity patterns and community structure. The roleof woods in the deep-sea as potential stepping stones for meio- and macrofauna, not only for “vent” but for periphery inhabitants, is validated. The results of this thesis significantly improve our understanding of vent and chemosynthetic communities and may haveimplications for their protection from industrial activities

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Pillot, Guillaume. "Biodiversités électroactives issues de sources hydrothermales profondes." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0503.

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Les sources hydrothermales profondes sont des édifices géologiques formés par l’infiltration d’eau de mer dans la croûte océanique, formant un fluide chaud (>400 °C), riche en métaux qui précipite pour former des cheminées dans lesquelles circulent un courant électrique. Les travaux de recherche présentés ici avaient pour objectif de révéler la présence de microorganismes capable de participer à la production de ce courant électrique ou d’utiliser cette électricité pour vivre au sein de ces cheminées électriquement conductrices. Nous nous sommes focalisés sur les microorganismes capables de survivre à haute température (entre 60 et 95°C). Différentes communautés microbienne en interaction et électroactives ont pu être cultivées permettant de poser des hypothèses crédibles quant à la colonisation primaire de ces environnements extrêmes. Ces hypothèses pourraient également s’appliquer aux théories d’origine de la vie en contexte hydrothermal
Deep hydrothermal vents are geologic structures formed by the infiltration of seawater into the oceanic crust, forming a hot metal-rich fluid (> 400 ° C) that precipitates to form chimneys in which an electric current flows. The purpose of the research presented here was to reveal the presence of microorganisms capable of participating in the production of this electric current or of using this electricity to live within these electrically conductive chimneys. We focused on microorganisms able to survive at high temperatures (between 60 and 95 ° C). Different interacting and electroactive microbial communities have been cultivated, allowing the building of credible hypotheses about the primary colonization of these extreme environments. These hypotheses could also be applied to theories of origin of life in a hydrothermal context

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Jamieson, John William. "Tracing sulfur sources in an Archean hydrothermal system using sulfur multiple isotopes a case study from the Kidd Creek volcanogenic massive sulfide deposit /." College Park, Md. : University of Maryland, 2005. http://hdl.handle.net/1903/2697.

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Thesis (M.S.) -- University of Maryland, College Park, 2005
Thesis research directed by: Geology. Title from t.p. of PDF. Includes bibliographical references. Published by UMI Dissertation Services, Ann Arbor, Mich. Also available in paper.

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Détrée, Camille. "Mise en évidence des acteurs moléculaires de la symbiose chimiosynthetique chez Bathymodiolus azoricus : une approche OMIC." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066575/document.

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L'importance des symbioses dans l'évolution du vivant est désormais admise et les associations symbiotiques sont observées dans une grande diversité d'habitats. Notre étude porte sur une symbiose au sein d'un écosystème réduit, les sources hydrothermales de l'océan profond. Bathymodiolus azoricus est un bivalve hydrothermal vivant le long de la ride Médio-Atlantique, qui héberge dans des cellules branchiales spécialisées, deux types de γ-protéobactéries différentes : des méthanotrophes (MOX) et des sulfo-oxydantes (SOX). Ces dernières sont capables d'oxyder les composés réduits présents dans le fluide hydrothermal fournissant ainsi énergie et/ou source de carbone à leur hôte. Cette double endosymbiose est plastique ainsi, l'abondance relative du type de symbionte hébergé (SOX vs. MOX) varie en fonction des concentrations en composés réduits présent dans le milieu (H2S, CH4). L'objectif de ce travail de thèse est d'identifier les acteurs moléculaires impliqués dans l'acquisition, le maintien et la régulation des bactéries symbiotiques. Pour ce faire, une analyse OMICs globale (protéomique -nano LC-MS/MS- et transcriptomique -micro-array-) a été mise en ¿uvre sur des individus symbiotiques issus de population naturelle (site hydrothermal Lucky Strike, -1700m) et sur des individus ayant expérimentalement perdu ou maintenu leurs symbiotes. Suite à cette approche globale et exploratoire, une approche plus spécifique a été menée sur des familles de protéines impliquées dans des processus immunitaire et/ou d'interactions hôte/symbiotes. Cette thèse apporte un éclaircissement sur les mécanismes régissant les relations et la communication hôte/symbiote
Hydrothermal vents are located on the mid-ocean ridges, and are characterized by challenging physico-chemical conditions. Despite these conditions dense hydrothermal communities develop down around hydrothermal fluid emissions. The presence of marine invertebrates relies on their capacity to cope with these challenging factors, and, for those forming most of the biomass, on their ability to live in symbiosis with chemoautotrophic bacteria. Bathymodiolus azoricus is one of these symbiotic species that harbors two types of γ-proteobacteria, a sulfide-oxidizing bacterium (SOX) (using the oxidation of H2S as the source of energy and CO2 as source of carbon) and a methane-oxidizing bacterium (MOX) (that uses the oxidation of CH4 as both a source of energy and carbon). These bacteria are located in specific epithelial cells in the gill tissue of the mussel. The proportion and number of these symbiont types (SOX vs. MOX) in B.azoricus can change in response to environmental conditions, and especially on the relative concentration of reduced compounds. The aim of our study is to understand the molecular mechanisms of acquisition, regulation and maintenance of the symbiotic charge in B .azoricus gills. We therefore, performed a global OMICs analysis (proteomics –nano LC-MS/MS and transcriptomics- micro-array) on mussels from natural population (Lucky Strike, -1700m) and on mussels that experimentally loose or maintain their symbiotic rate. This exploratory approach was followed by a more specific approach on family of proteins involved in immunity process and/or in host/symbiont interactions. This PhD provides hypotheses on the mechanisms governing the relationship and communication between host and symbionts

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Bénard, Bhavani. "Caractérisation du système hydrothermal du Piton des Neiges par des méthodes géochimiques et isotopiques." Thesis, La Réunion, 2020. http://www.theses.fr/2020LARE0010.

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Le volcan Piton des Neiges (La Réunion) présente une activité hydrothermale qui pourrait potentiellement être utilisée pour générer de l'énergie géothermique. Les caractéristiques de ce système hydrothermal (température des fluides, source de chaleur, origine de la recharge, etc.) sont cependant trop mal connues pour en envisager l'exploitation à ce jour. Afin d’évaluer ce potentiel, nous avons réalisé une prospection étendue des indicateurs d'hydrothermalisme, effectué des analyses géochimiques (majeurs, traces, δ18O, δD, δ13C, 87Sr/86Sr, δ7Li, δ37Cl) sur 38 sources thermales (dont 21 nouvelles) et un suivi qualitatif de la ressource dans le temps. Nos résultats montrent que l’activité hydrothermale se concentre dans les cirques de Cilaos et de Salazie, le long de la rift zone N30° et à l'intérieur d'une caldera supposée. La recharge est météorique, locale, pluriannuelle et provient majoritairement de cyclones. Les deux cirques ne sont pas en connexion hydraulique entre eux, et quasiment pas avec l’océan. Les eaux thermales interagissent avec du CO2 d'origine mantellique, des gaz magmatiques plus superficiels (dans l'édifice ou à sa base) et avec les roches différenciées. Les géothermomètres chimiques indiquent une interaction eau-roche à plus de 210°C. Le système hydrothermal du Piton des Neiges atteint donc des températures calculées suffisantes pour la géothermie haute température. Nos travaux orientent les prochaines phases d'exploration vers les structures géologiques associées à la caldera supposée et à la rift zone. Leur géométrie, leurs propriétés hydrodynamiques et leur relation avec la source de chaleur seront déterminantes pour le choix d’un site de forage
Piton des Neiges volcano (Reunion Island) shows evidence of a hydrothermal activity that could potentially be used for geothermal energy generation. However, so far, the characteristics of this hydrothermal system (fluid temperature, heat source, recharge, etc.) remain too uncertain to consider exploiting it. To evaluate its geothermal potential, we carried out a vast prospecting campaign for markers of hydrothermal activity, performed geochemical analysis (major, trace elements, δ18O, δD, δ13C, 87Sr/86Sr, δ7Li, δ37Cl) on 38 thermal springs (including 21 new ones) and monitored the resource over time. Our results show that the hydrothermal activity is concentrated in the cirques of Cilaos and Salazie, along the N30 rift zone and inside a supposed caldera. Recharge is meteoric, local, plurennial and mainly comes from cyclones. There is no hydraulic connection between the two cirques, and barely with the ocean. Thermal waters interact with mantellic CO2, other more superficial magmatic gases (inside the edifice or at its base) and differentiated rocks. Geochemical geothermometers indicate a water-rock interaction temperature of above 210°C. The hydrothermal system of Piton des Neiges thus reaches computed temperatures compatible with high temperature geothermal use. Our work steers the next exploratory steps toward the geologic structures associated with the supposed caldera and the rift zone. Their geometry, their hydrodynamic property and their relation with the heat source will be decisive in the choice of a drilling site

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Taillefer, Audrey. "Interactions entre tectonique et hydrothermalisme : rôle de la faille normale de la Têt sur la circulation hydrothermale et la distribution des sources thermales des Pyrénées Orientales." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT118/document.

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Les systèmes hydrothermaux non-magmatiques en contexte orogénique sont peu étudiés. Les questions qui demeurent sont : 1) quelles sont les structures efficaces pour l'infiltration des fluides météoriques ? 2) quels sont les conduits permettant la remontée des fluides depuis la profondeur jusqu'aux sources, et comment sont-ils entretenus ? 3) quels sont les régimes thermiques, la géométrie et l'amplitude des anomalies thermiques, ainsi que les interactions eau-roche dans la zone profonde ? Dans les Pyrénées Orientales (France), l'alignement de 29 sources hydrothermales (29-73°C) le long de la faille cassante de la Têt et des reliefs associés, permet d'étudier ces processus.L'approche intégrée de l'analyse par télédetection, observations géologiques multi-échelles sur le terrain, et par la géochimie du fluide hydrothermal, permet de contraindre un modèle 3D consistant couplant écoulements et transferts de chaleur. Nos résultats montrent que :1. Les fluides hydrothermaux ont une origine météorique et s'infiltrent en haute altitude (2000 - 2600 m). Les trois familles de fractures associées à trois épisodes tectoniques successifs sont des structures efficaces pouvant assurer les transfers de fluides. L'ouverture de ces fractures (c.-à-d. la perméabilité) dépend de la lithologie.2. Les sources hydrothermales sont principalement localisées dans le mur de la faille, au pieds du large relief formé lors de son déplacement normal (massifs du Canigou, Carança, Puigmal). Elles émergent toujours dans des roches cristallines, à l'interface avec des métasediments. Ce contact peut être normal, ou lié à des failles fragiles ou encore d'anciennes failles ductiles exhumées.3. La géochimie des eaux indique des interactions eau-roche similaires pour toutes les sources, ce qui suggère une zone de transfert aux caractéristiques communes. Les différences de température au sein d'un même groupe de source ne sont pas liées à des mélanges avec des eaux superficielles, suggérant que des conduits secondaires dérivent d'une même anomalie thermique. Dans les modèles numériques, les écoulements proviennent des hauts reliefs essentiellement dans le mur de la faille, ou circulent le long de la faille. Les températures des sources dépendent de la température acquise en profondeur, qui elle même dépend de la profondeur des écoulements. La répartition et la profondeur des écoulements dans la croûte dépend de la topographie, à la fois de l'escarpement et le long de la faille. Les hauts topographiques sont des zones d'infiltration et les bas topographiques des zones de résurgence.La compréhension de ces systèmes a d'importantes implications pour l'exploration géothermique
Non-magmatic hydrothermal systems in mountain ranges are poorly studied compared to extensive ones. They likely involve similar processes than those highlighted for other hydro-geothermal continental systems, however questions remain about : 1) the water origin and the structures responsible for efficient infiltrations, 2) the type of pathways from depth to the hot springs, and the conservation of the draining capacity, 3) the geometry and amplitude of the thermal anomalies and subsequent fluid-rock interactions in the deep transfer zone.In Eastern Pyrénées (France), the alignment of 29 hot springs (29-73°C) along the brittle Têt fault and its related high topography allows studying these processes.The integrative analysis of remote sensing, multi-scale geological field observations and hydrothermal fluid geochemistry, provides strong constraints to establish a realistic 3D numerical model coupling heat transfers with fluid flows. From the infiltration areas to the springs at the surface, we show that :1. The hydrothermal fluids have a meteoric origin and infiltrate at high altitude (>2200 m). Three intersecting fracture sets, resulting from three consecutive tectonic stages, pervasively distribute on the infiltration areas. They probably are efficient structures to transfer fluids through the crust to the hot springs.2. Hot springs are mostly located close to the Têt fault, in its footwall, at the base of the most elevated topography. They always localize in crystalline rocks, at the interface with metasediments, related to unfaulted or faulted contacts by brittle or old ductile faults. Hot spring locations also match with intersections of brittle-fault damage zones.3. Geochemistry of hydrothermal fluids indicates similar rock-water interactions for all the springs, suggesting a transfer zone of similar lithology. There is no mixing with superficial water, suggesting that differences of temperatures between hot springs are related to multiple pathways deriving from a thermal anomaly. In numerical models, flows mainly come from high reliefs in the fault footwall, or circulate along the fault plane. Hot spring temperatures depend on the temperature reached at depth, which depends on the flow depth. Flow distribution in the crust depends on the topography, both of the fault scarp and along the fault. The tops of the topography are infiltration areas, while low elevations are resurgence areas.The understanding of fault and topography-related hydrothermal systems has strong implications for thermalism and for geothermal exploration

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Lossouarn, Julien. "Découverte et caractérisation des premiers virus de Thermotogales (bactéries thermophiles et anaérobies) issus de sources hydrothermales océaniques profondes." Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0058/document.

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Notre connaissance de la diversité virale associée aux microorganismes procaryotiques issus des sources hydrothermales océaniques profondes demeure encore limitée. Peu d’études se sont intéressées à l’abondance virale ou à l’impact des virus sur la mortalité microbienne au sein de ces écosystèmes. Le nombre de virus caractérisés, issus de ces environnements, reste faible. Deux virus, PAV1 et TPV1, associés à des archées hyperthermophiles anaérobies appartenant à l’ordre des Thermococcales ont été décrits dans notre laboratoire. Afin de poursuivre nos recherches sur la diversité virale infectant les microorganismes hydrothermaux marins, l’ordre bactérien des Thermotogales a été ciblé. Cet ordre est composé de bactéries chimioorganotrophes anaérobies pour la plupart hyper/thermophiles. Elles partagent la même niche écologique que les Thermococcales et sont métaboliquement proches. De nombreux transferts latéraux de gènes ont, par ailleurs, contribué à l’histoire évolutive des Thermotogales, subodorant l’implication potentielle de virus. La présence de séquences CRISPR a également été rapportée au sein de plusieurs génomes de Thermotogales, suggérant que les Thermotogales sont ou ont certainement déjà été exposées à des infections virales. Pour autant, à ce jour, les seuls éléments génétiques mobiles à avoir réellement été décrits chez les Thermotogales sont 3 miniplasmides et aucun virus. Une cinquantaine de souches de Thermotogales provenant majoritairement de la collection de notre laboratoire (Souchothèque de Bretagne et Collection Ifremer) a été passée au crible quant à la présence d’éventuels bactériovirus associés. A l’issue de ce criblage, des éléments à ADN extra-chromosomiques, incluant 2 plasmides et 7 bactériovirus (du type Siphoviridae) ont été découverts au sein de souches appartenant aux genres Thermosipho et Marnitoga. Des analyses préliminaires ont été réalisées sur ces différents éléments et l’un des nouveaux systèmes hôte/virus a été caractérisé en détail. MPV1 (Marinitoga piezophila virus 1) est un siphovirus-like tempéré isolé d’une bactérie piezophile, il constitue le premier bactériovirus associé à l’ordre des Thermotogales. La souche hôte est piezophile mais aisément cultivable à pression atmosphérique au terme de plusieurs repiquages. Si l’essentiel des analyses a été mené à pression atmosphérique, la production virale s’est avérée tout à fait effective à pression hydrostatique. Nous avons réalisé les analyses de la séquence complète du génome MPV1 (43,7 kb, extrait des capsides virales purifiées) et sa comparaison avec le provirus présent au sein du génome séquencé de Marinitoga piezophila KA3. Les analyses de ce génome viral ont suggéré une proximité évolutive de MPV1 avec les bactériovirus de Firmicutes. Nous avons également mis en évidence que le bactériovirus partage son hôte avec un élément génétique extra chromosomique circulaire de 13,3 kb (pMP1). Ce « ménage à 3 » est surprenant dans le sens où l’élément de 13,3 kb, contenant 13 ORF de fonctions majoritairement inconnues, utilise les capsides virales afin de se propager. Ceci pourrait, ainsi, illustrer un nouvel exemple de piratage moléculaire
Our knowledge of the viral diversity associated to procaryotic microorganisms inhabiting the deep sea hydrothermal vents is still limited. Only few studies have focused on viral abundance and impact on microbial mortality within these ecosystems. A limited number of viruses from these environments were isolated and characterized. Two viruses, PAV1 and TPV1, associated to hyperthermophilic anaerobic Archaea, Thermococcales order, have ever been described in our laboratory. The topic of this phD thesis was to extend our investigation to other deep sea vent microorganisms in order to deepen our knowledge on the marine hydrothermal virosphere. We decided to focus more precisely on the bacterial order of Thermotogales. This order is composed of anaerobic chemoorganotrophic bacteria that are, for almost, hyper/thermophilic. They share the same ecological niche as the Thermococcales and are metabolically close. Numerous lateral gene transfers have contributed to the evolutionary history of the Thermotogales, implying the potential involvement of viruses. The presence of CRISPRs has also been reported in many genomes, suggesting that Thermotogales certainly are or have been exposed to viral infections. However, up till now, only 3 miniplasmids have been described within Thermotogales and no viruses. Fifty strains of Thermotogales, mostly from the LM2E culture collection (Ifremer and “UBOCC”), were screened for the presence of potential bacteriovirus. Extrachromosomal DNA elements, including 2 plasmids and 7 bacterioviruses (siphovirus-like), were discovered amongst strains belonging to both Thermosipho and Marinitoga genera. Preliminary studies were performed on these elements and one of the new virus-host systems was characterized in details. MPV1 (Marinitoga piezophila virus 1) is a temperate siphovirus-like isolated from a piezophilic bacterium, it is the first bacteriovirus associated to the Thermotogales order. This host strain is piezophilic but easily cultivable at atmospheric pressure after several subcultures. Whether most experiments were performed at atmospheric pressure, the viral production appeared to be effective at hydrostatic pressure. We reported the analyses of the complete sequence of the MPV1 genome (43.7 kb, extracted from purified virions) and its comparison to the provirus present in the sequenced genome of Marinitoga piezophila KA3. Analyses of the viral genome suggested a close evolutionary relationship of MPV1 to Firmicutes bacterioviruses .We also reported that this bacteriovirus shares its host with a circular extrachromosomal genetic element of 13.3 kb (pMP1). This ‘ménage à trois’ is surprising in the sense where the 13.3kb element, that contains 13 ORFs of mostly unknown function, uses the viral capsid to propagate. Therefore, it would likely correspond to a new example of molecular piracy

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Llanos, Villarreal Jenny A. "Comportement vis-à-vis des métaux lourds de micro-organismes thermophiles isoles d'un site hydrothermal profond." Brest, 2000. http://www.theses.fr/2000BRES2021.

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La sensibilité aux métaux de 30 souches thermophiles isolées du site hydrothermal du bassin de Lau a été mesurée. Les 14 bactéries aérobies hétérotrophes sporulantes appartenant a genre bacillus, les 6 bactéries anaérobies fermentatives appartenant a l'ordre des thermotogales et les 10 archæbactéries anaérobies fermentatives réductrices de soufre appartenant a l'ordre des thermococcales ont pu être différenciées par leur sensibilité aux métaux. Les thermococcales étaient les plus résistantes au cadmium et au zinc alors que les thermotogales s'avéraient les plus sensibles. En revanche, les thermotogales s'avéraient les résistances au cobalt. Aucune différence significative n'a été mise en évidence entre les niveaux de résistance de ces organismes et sept organismes de référence ; ceci suggère que les concentrations en métaux mesurées dans les fluides hydrothermales ne sont pas présents sous des formes toxiques dans le site étudie. La résistance au cd s'est avérée inductible chez les souches de bacillus les plus résistantes à ce métal. Cette réponse n'est pas liée à la présence d'ADN extrachromosomique. L'analyse des profils électrophorétiques de b. Thermoleovorans souche sg1 montre que deux protéines sont surexprimées en présence de cd et de cu et qu'une troisième protéine est surexprimée en présence de cu. Ces 3 protéines ont été identifiées par séquençage partiel comme une superoxyde dismutase a manganèse (mn-sod), la sous-unité de l'atp synthase (-atpase) et une cystéine synthase (cysk). Les gènes soda, atpd et cysk codant respectivement pour la mn-sod, la -atpase et la cysk ont été amplifies par pcr, clones et séquences. Le rôle du superoxyde dismutases dans la réponse aux métaux a été étudié chez des souches mutantes d'escherichia coli et de bacillus subtilis. Chez E. Coli, l'absence de superoxyde dismutase est associée a une sensibilité accrue au cd, au co et au ni. Les mutants soda ou sodb ont démontré des niveaux de résistance aux métaux comparables a ceux de leur souche parentale. Chez b. Subtilis, la résistance au cd et au cu n'est pas affectée par la mutation du gène soda. Les résultats obtenus suggèrent que la production intracellulaire de superoxyde est induite par le cd, le ni et le co et qu'elle participe a la toxicité de ces métaux chez E. Coli. Le rôle possible des gènes atpd et cysk dans la résistance aux métaux est aussi évoquée.

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Geary, Ryan D. "A review of offshore wind technology and the development of the Virginia coastline and outer continental shelf /." Full-text of dissertation on the Internet (1.84 MB), 2009. http://www.lib.jmu.edu/general/etd/2009/Masters/Geary_RyanD/gearyrd_masters_12-10-2009_01.pdf.

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Wilson, Adelyn Lorraine McKenzie. "Sources and method of the Institutions of the law of Scotland by Sir James Dalrymple, 1st Viscount Stair, with specific reference to the law of obligations." Thesis, University of Edinburgh, 2011. http://hdl.handle.net/1842/6205.

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This thesis examines the sources and method used by Sir James Dalrymple, 1st Viscount Stair, when writing and revising his seminal work, the Institutions of the Law of Scotland (1681). In doing so, it focuses particularly on Stair’s titles on the law of obligations. The thesis shows how Stair used learned authority and continental legal treatises. It demonstrates that Stair relied particularly upon Hugo Grotius’ De jure belli ac pacis (1625), Petrus Gudelinus’ De jure novissimo (1620), and Arnoldus Vinnius’ Commentarius academicus et forensis (1642), and, to a lesser extent, Vinnius’ Jurisprudentia contracta (1624-1631) and Arnoldus Corvinus’ Digesta per aphorismos (1642). It establishes when, in the process of writing and later revising the Institutions, Stair first used and when he returned to these continental legal treatises. It explains Stair’s pattern of borrowing from these treatises, and shows how his method and pattern of borrowing changed as he revised the Institutions. It establishes Stair’s purpose in consulting each of these works and how he was influenced by them. Overall, the thesis explains Stair’s method of writing and his use of sources and authorities, places his work in the context of continental jurisprudence, and thus significantly enhances current understanding of Stair’s Institutions.

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Soltanmohammadi, Azam. "Sources du magmatisme alcaline dans le plateau turco-iranien : un lien avec la dynamique des lithosphères stagnantes dans la zone de transition du manteau." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30070/document.

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Les laves alcalines continentales dérivent de magmas mantelliques, riches en éléments volatils, et se sont mises en place, soit dans un environnement orogénique, à proximité des zones de subduction, soit dans un environnement intracontinental éloigné de toute zone de subduction active. Leur genèse implique la fusion partielle des sources mantelliques soit à des profondeurs relativement faibles (<150 km), soit à plus grandes profondeurs (> 150 km) pouvant même atteindre le sommet de la zone de transition du manteau. Au niveau du plateau turco-iranien, les laves alcalines d'âge inférieur à 80 Ma présentent des signatures géochimiques pointant vers deux types de sources, c'est-à-dire des sources influencées par la subduction et d'autres intra-plaques (" OIB-like basalts "). Sur la base de la teneur en SiO2 et de l'indice d'alcalinité, les laves peuvent être regroupées en trois types principaux, les groupes I, II et II. Les groupes I et II sont des laves potassiques/ultra-potassiques et alcalines sodiques avec des compositions chimiques soit influencés par la subduction soit de type OIB, alors que les laves du groupe III ont une composition transitoire entre les séries fortement potassiques calco-alcalines à alcalines dont la composition est influencée par les processus de subduction. En particulier, la chaîne de Salavat, située au nord-ouest de l'Iran, est caractérisée par des laves (coulées, "pillow-lavas") présentant une population abondante de macrocristaux de clinopyroxène zonés. La comparaison des variations de la composition chimiques de ces cristaux zonés avec les éléments majeurs et traces sur roche totale montre que les différentes populations de clinopyroxènes zonés sont représentatives des magmas du groupe I et / ou II. Notre synthèse des images les plus récentes de tomographie sismique montre la présence d'un grand ensemble de corps elliptiques à faible vitesse sismique, d'une taille d'environ 100 km, que nous avons appelés " Poche de compaction ", dispersés entre ~ 400 km et 100 km de profondeur. Un modèle est développé montrant que la faible vitesse sismique des " Poche de compaction " résulte de la percolation et de la concentration dans ces grandes poches, de magmas riches en éléments volatils libérées à environ 410 km de profondeur dans le "Big Mantle Wedge". Ces magmas riches en éléments volatils interagissent avec le manteau environnant à une température inférieure de ~ 100 à 200 ° C à celle de l'adiabat mantellique subcontinental habituel, ce qui entraîne finalement la précipitation de phases minérales hydratées et carbonatées à ~ 8 -6,5 GPa, la fusion partielle du manteau métasomatisé, entre 6,5 GPa et 4 GPa, et enfin la précipitation de phases minérales hydratées / carbonées en dessous de 4 GPa. L'extraction de ces magmas s'effectue par l'intermédiaire d'un essaim de dykes qui se déclenche lorsque le sommet du Poche de compaction traverse successivement ces profondeurs critiques: ~ 240 km (8 GPa), ~ 165 km (5,5 GPa) et ~ 135 km (4,5 GPa). Il est montré que les trois groupes de laves (groupe I, II et III) peuvent être liés à ces trois événements successifs d'extraction à l'état fondu. Il est frappant de constater que la zonation des cristaux de clinopyroxène dans les laves de Salavat peut être représentative d'un magma du groupe I transporté par un dyke généré à 240 km de profondeur, qui se met en place près de la transition spinelle-grenat dans le manteau supérieur où il cristallise partiellement. Environ 0,3 Ma plus tard, lorsqu'un filon produit à 135 km de profondeur transportant un magma du groupe II traverse cette interface, il piège un assemblage partiellement cristallisé du magma du groupe I. Par la suite, ces deux magmas mélangés peuvent se mettre en place dans les niveaux superficiels froids de la croute où ils se solidifient simultanément. Ceci explique pourquoi les cristaux zonés de clinopyroxènes sont en équilibre avec différents types de magmas alcalins
Continental alkaline lavas are volatile-rich mantle derived magmas erupted either in orogenic setting, close to subduction zones, or in intracontinental setting far away from any active subduction zone. Their genesis involves partial melting of mantle sources either at shallow depths (< 150 km) or either at greater depths (> 150 km) down to the top of the Mantle Transition Zone. In the Turkish-Iranian Plateau, alkaline lavas younger than 80 Ma have geochemical signatures pointing to both types, i.e. subduction-influenced and intraplate (Oceanic Island Basalt-like). Based on SiO2 content and alkalinity index, the lavas can be grouped into three main types, group I, II and II. Groups I and II are ultrapotassic-potassic and sodic alkaline lavas with subduction-influenced and Oceanic Island Basalt-like chemical patterns, respectively whereas group III lavas have a transient composition between high-K calc-alkaline to calc-alkaline series with subduction-influenced chemical patterns. Particularly the Salavat Range, located in NW Iran, is characterised by lavas (flow, pillow structures dykes) displaying an abundant population of zoned clinopyroxene macrocrysts. A combination of mineral chemistry of the zoning patterns with the bulk rock major and trace element features evidence that the different populations of zoned clinopyroxene are representative of melts of group I and/or II. Our synthesis of the most recent available seismic tomography images show the presence of a large set of elliptic, ~100 km size, low velocities bodies, we named "Compaction pockets", scattered from ~400 km up to ~ 100 km depth. A model is developed showing that the low velocity of the compaction pockets result from the percolation and concentration into large pockets of volatile-rich melt liberated at ~ 410 km depth in the "Big Mantle Wedge". It is shown to result from interaction of volatile-rich melts with the surrounding mantle at a temperature ~100-200 °C lower than the usual sub-continental mantle adiabat, which eventually results in the precipitation of hydrated and carbonated mineral phases at ~8-6.5 GPa, partial melting of metasomatized mantle at 6.5 down to 4 GPa and finally in the precipitation of hydrated/carbonated phases below 4 GPa. Melt extraction occurs via swarm of dykes triggered when the top of the compaction pocket successively crosses these critical depths: ~240 km (8GPa), ~165 km (5.5 GPa) and ~135 km (4.5 GPa). It is shown that the three groups of lavas (group I, II and III) may be linked to these three successive melt extraction events. Strikingly, the clinopyroxene zonings recorded in the Salavat Range lavas may be representative of group I melt transported by a dyke generated at 240 km depth which pond close to the spinel-garnet mantle transition and eventually partially crystalized there. About 0.3 Ma later, when a 135 km deep dyke transporting a group II melt crosses that last interface, it traps partially crystalized assemblage of group I melt. Thereafter, the couple of mantle-derived melts may pound in a cold horizon where they simultaneously solidify and can explain the formation of clinopyroxene zonings in equilibrium with different alkaline melts

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Husson, Bérengère. "Fonctionnement et dynamique des écosystèmes hydrothermaux : vers un premier modèle." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0008/document.

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En bientôt quarante ans de recherche, de nombreuses connaissances ont été acquises sur la géologie des champs hydrothermaux, la chimie des fluides qui en réchappent et l’écologie des communautés qui les habitent. Celles-ci s’organisent en assemblages denses, distribués le long de la zone de dilution du fluide hydrothermal dans l’eau de mer, et dominés visuellement par une poignée d’espèces. La forte variabilité spatio-temporelle du fluide hydrothermal a une forte influence sur la distribution des communautés. Cependant, les mécanismes à l’origine de la réponse de la faune à cette variabilité sont peu compris. Pour cela, une approche modélisatrice est présentée. Les données collectées pendant plus de 20 ans sur l’édifice Tour Eiffel, sur le champ hydrothermal Lucky Strike (ride médio-Atlantique) ont été intégrées afin d’en extraire les composantes principales. L’étude intégrative des biomasses sur l’édifice montre que celles-ci sont largement dominées par la modiole Bathymodiolus azoricus. Ce bivalve est susceptible d’avoir une influence importante sur le fonctionnement de l’écosystème, et fait donc l’objet d’un premier modèle. La recherche de données pour le contraindre ont mené à mesurer des taux métaboliques in situ. Une fois le modèle paramétré, le modèle a fourni des estimations de flux encore inconnu. La simulation d’interruption du flux hydrothermal a fourni des indices sur la réponse de la modiole à la variabilité de son environnement
In nearly forty years of research, significant insights have been gained on vent field geology, on the chemistry of emitted fluid and on the ecology of the communities inhabiting hydrothermal ecosystems. The fauna forms dense assemblages, distributed along the hydrothermal fluid/sea water mixing gradient, and visually dominated only by a few species. The high spatio-temporal variability of the hydrothermal fluid has a strong influence on species distribution. However, the mechanisms determining the species response to this variability is still poorly understood. In order to investigate this issue, a modelling approach is presented. Data collected for more than 20 years on the Eiffel Tower edifice, on the Lucky Strike vent filed (Mid-Atlantic Ridge) were integrated in order to identify meaningful elements for our problem. An integrative study of the faunal biomasses on the edifice showed that these are dominated by the mussel Bathymodiolus azoricus. This bivalve is likely to have a significant influence on the ecosystem functioning and is thus the object of a first model. The search for data to constrain it led to the measurement of in situ metabolic rates. Once parametrized, the model provided quantitative estimates of unknown fluxes. The simulation of hydrothermal flow interruption provided some insights on the mussel biomass response to its environment variability

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Liotard, Jean-Michel. "Contribution au problème de l'origine des basaltes alcalins fractionnement haute pression, caractérisation des zones sources, comparaison entre domaine océanique, Polynésie française, et domaine continental, Hoggar algérien, Massif central français /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376152815.

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Mandon, Perrine. "Origines et évolution de lignées hydrothermales." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS467.

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De par leur originalité, certains organismes de la faune hydrothermale ont été classés dans des nouveaux groupes taxonomiques de haut rang. De précédentes études moléculaires ont permis d’en réassigner certains dans des lignées connues, occasionnant parfois d’importantes réductions de rangs taxonomiques. Par ailleurs, en phylogénie moléculaire, il est difficile d’optimiser à la fois l’échantillonnage taxonomique et le nombre de marqueurs. Cette thèse illustre cette limitation, mais fournit des avancées sur la compréhension de l’origine et l’évolution de trois groupes hydrothermaux. Chez les vers Polynoidae, l’approche multigène appliquée sur un grand nombre d’espèces suggère au moins deux événements de colonisation de ce milieu. Toutefois, le manque de résolution des marqueurs pour les nœuds profonds entrave la compréhension de l’histoire de ces colonisations. Une limitation similaire avait empêché de replacer les familles de crevettes Alvinocarididae et de crabes Bythograeidae dans leur infra-ordre respectifs (Caridea et Brachyura). Deux approches de recherche et d’identification de marqueurs sont donc testées pour ces groupes. La première, basée sur le séquençage de génome mitochondrial (facilement généralisable), résout les relations profondes des Brachyura et place les espèces de Bythograeidae disponibles proches des Xanthidae. La seconde, basée sur le séquençage de transcriptomes permet d’identifier des marqueurs suffisamment conservés pour résoudre les relations inter-familles chez les Caridea. Cette approche est moins généralisable, mais les marqueurs identifiés pourront a posteriori être recherchés dans un échantillonnage large par capture à l’aide de sonde
The originality of the hydrothermal vents fauna led to the classification of some organisms under new high taxonomic ranks. However, previous molecular studies reassigned them to known lineages, leading to major reductions in such ranking. Classically in phylogenetic studies, optimizing both taxonomic sampling and molecular markers is challenging. This Ph.D project illustrates this limitation, but still provides breakthroughs in the understanding of the origin and evolution of three hydrothermal taxa. In Polynoidae worms, the multigenic approach, led on a large taxonomic and ecological sampling, indicates at least two colonization events of hydrothermal vents. However, the limited resolution of these markers for deep nodes prevented the clear understanding of such events. A similar limitation was previously encountered for Alvinocarididae shrimp and Bythograeidae crabs families in their respective infra-orders (Caridea and Brachyura). Here, two approaches aiming to search and identify markers were tested on these groups. The first one, based on the sequencing of the mitochondrial genome (easily generalizable), resolves deep nodes in Brachyura, and places the available Bythograeidae species near the Xanthidae. The second, based on transcriptome sequencing, allows the identification of molecular markers conserved enough to resolve inter-familial relationships in Caridea. Although this approach is less generalizable, the identified markers could be targeted a posteriori on a wide taxonomic scale using marker-specific probes

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Machon, Julia. "Sensory adaptations in shrimp from deep hydrothermal vents : Comparison of chemo‐ and thermo-sensory abilities in the vent species Mirocaris fortunata and the coastal species Palaemon elegans." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS145/document.

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Les crevettes Alvinocarididae sont emblématiques des sources hydrothermales de la Dorsale Médio-Atlantique, mais les mécanismes qui leur permettent de détecter leur habitat sont énigmatiques. Il est supposé que les signatures chimique et thermique du fluide hydrothermal leur servent de repères pour s’orienter. Les facultés chimio- et thermosensorielles de l’espèce hydrothermale Mirocaris fortunata et de l’espèce côtière Palaemon elegans ont été étudiées avec plusieurs approches. Des traits structuraux du système sensoriel périphérique et central ont été comparés pour inférer sur les facultés olfactives de chaque espèce. L’expression du récepteur ionotropique IR25a dans les organes chimiosensoriels a été mesurée. Une technique d’électroantennographie a été mise au point afin de tester la détection de composés chimiques de fluide hydrothermal par les crevettes. Plusieurs expériences à pression atmosphérique et in situ ont été réalisées afin d’étudier le comportement des espèces hydrothermale et côtière exposées à une odeur de nourriture, du sulfure ou des températures relativement chaudes. L’ensemble des résultats montre que M. fortunata présente un système chimio- et thermosensoriel fonctionnel et apporte des bases substantielles pour approfondir les connaissances sur les adaptations sensorielles en milieu hydrothermal profond
Alvinocaridid shrimp are an emblematic taxon at hydrothermal vents on the Mid-Atlantic Ridge, but how they locate active vents and detect their habitat is still enigmatic. They might use the chemical and thermal signatures of the hydrothermal fluid as orientation cues. The chemo- and thermosensory abilities of the hydrothermal species Mirocaris fortunata and the coastal species Palaemon elegans were investigated using various approaches. Structural features of the peripheral and central nervous system were used as rough estimates of their olfactory abilities. The co-ionotropic receptor IR25a, involved in chemodetection, was identified and located in the antennal appendages. A new electroantennography method was developed to test the detection of hydrothermal fluid chemicals. Several attraction tests were conducted at atmospheric and in situ pressure to investigate the behavior of the vent and shallow-water species when exposed to a food odor, sulfide and warm temperatures. Altogether, these results provide advances in the knowledge of the chemosensory biology of vent shrimp, and a substantial background for future researches on sensory adaptations to the hydrothermal environment

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Thiébaud, Emilie. "Fonctionnement d'un système hydrothermal associé à un contact tectonique alpin (La Léchère, Savoie) : apport de l'hydrogéologie, de la géochimie et de la modélisation hydrodynamique et thermique en vue de la gestion de la ressource." Chambéry, 2007. http://www.theses.fr/2008CHAMS004.

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Cette étude définit le fonctionnement du système hydrothermal de La Léchère, grâce à une approche interdisciplinaire associant géologie, hydrodynamique, hydrogéochimie et modélisation hydrodynamique/thermique. L'accident tectonique, marquant le contact entre la couverture carbonatée et les micaschistes du socle, est jalonné par des écailles discontinues d'évaporite triasiques. A l'intersection entre cet accident et la vallée de l'Isère, les eaux thermales se diffusent dans l'ombilic glaciaire par l'intermédiaire d'un écoulement ancien, identifié par la réinterprétation des descriptions de forages. Le système thermal est caractérisé par la présence d'une zone décomprimée dans laquelle ont lieu les circulations superficielles et qui sert également de trop-plein au système profond. L'ensemble est alimenté de façon diffuse par l'infiltration des eaux de pluie et de manière ponctuelle par deux pertes sur le réseau hydrographique. Dans la zone d'émergeance, les circulations resteront ascendantes tant que le niveau de l'aquifère thermal restera supérieur à celui de l'aquifère superficiel. Au début de leurs parcours, les eaux thermales interagissent dans les dolomies, cargneules et gypses (Ca, SO4, Mg), au même titre que les eaux triasiques superficielles. Elles se différencient ensuite par un parcours profond de plusieurs milliers d'années, leur permettant d'interagir avec la halite (CI), les roches métamorphiques (Si, K, échange Ca/Na), et les roches permo-carbonifères (matière organique, H2S), avant de se mélanger avec les eaux superficielles de la zone d'émergeance. La modélisation numérique couplée hydrodynamique/thermique a mis en évidence la chasse des eaux chaudes vers la vallée lors de la réactivation post-glaciaire des écoulements. La mise en exploitation de la ressource thermale accélère, toutefois de façon imperceptible à l'échelle d'observation, le refroidissement naturel de l'aquifère thermal
He La léchère hydrothermal system is studied with an interdisciplinary approach associating (1) geology, (2) hydrodynamic, (3) hydrogeochemistry and (4) hydrodynamic and thermic modeling. (1) The strike-slip thrust at the contact between the carbonated cover and micaschists of the crystalline basement, is underlined by discontinuous tectonic slices of Triassic evaporites. At the intersection between this contact and the Isere valley, thermal waters diffuse in a glacial basin through an old rock avalanche, identified by the re-interpretation of previous drilling descriptions. (2) The system is characterized by a decompressed zone where shallow circulations are located; this zone is considered to be an overflow of the deep system. The global system is recharged by diffuse meteoric infiltration and by losses along the Eau Rousse torrent. In the discharge area, flows will be ascending as long as the level of the deep aquifer will stay higher than that of the shallow aquifer. (3) During their flow path, thermal and triassic shallow waters interact with dolomite, cargneules and gypsum (Ca, S04 and Mg). Thermal waters differ from triassic waters due to a deep flow path of several thousands years and interaction with halite (CI), metamorphic (Si, K exchange Ca/Na) and Permocarboniferous rocks (organic matter, H2S) before mixing with shallow waters of the discharge area. (4) Hydrodynamic and thermic modeling shows that hot waters are flushed towards the valley by flow re-activation at the beginning of the last deglaciation. Thermal resource exploitation accelerates the natural cooling of the thermal aquifer. However, this acceleration is not observed during the last 10 years of monitoring

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Durand, Lucile. "Étude de la diversité des peuplements épibiontes associés au tractus digestif de la crevette hydrothermale Rimicaris exoculata : une possible association mutualiste." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2004.

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Dans les écosystèmes hydrothermaux profonds, la chimiosynthèse microbienne est à la base des réseaux trophiques. Les symbioses entre des invertébrés et des micro-organismes sont fréquentes et peuvent être de différente nature et jouer différents rôles. La crevette Rimicaris exoculata est une espèce endémique des sites hydrothermaux de la Ride medio-Atlantique (MAR) et représente l’espèce majoritaire de la macrofaune de certains d’entre eux. Elle présente deux zones de colonisation microbienne, au niveau du céphalothorax et du tube digestif, mais leur rôle n’est pas encore établi. Ce travail a mis en évidence par approche moléculaire la présence de différentes communautés microbiennes dont une partie serait résidente, spécifique à R. Exoculata et représentée par des Deferribacteres, des Mollicutes et des Epsilonproteobacteria. Les approches microscopiques montrent la dominance d’épibiontes filamenteux étroitement associés à l’épithélium intestinal dont la croissance et l’installation semblent être contrôlées par l’hôte. Les approches moléculaires ont montré que: (1) les épibiontes du site hydrothermal Rainbow présentent une originalité taxinomique supposant une histoire évolutive ancienne tandis que les sites hydrothermaux Logatche et Ashadzé semblent avoir été colonisés plus récemment, (2) les épibiontes, non retrouvés dans le milieux extérieur et monophylétiques le long de la MAR pourraient être transmis verticalement et (3) il s’agirait d’une association mutualiste à caractère obligatoire. Ce travail de recherche a donc permis de poser les bases dans la compréhension du modèle symbiotique digestif R. Exoculata
In the deep-sea hydrothermal vents ecosystems, the driving energy comes from the microbial chemosynthesis. Symbioses between invertebrates and micro-organisms are common. They could be associations such as parasitism, commensalism or mutualism or even obligate symbioses and they could play distinct roles. The caridean shrimp Rimicaris exoculata is an endemic species of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) hydrothermal sites. It is the main specie of the megafauna of some MAR sites. This crustacean harbors two microbial colonization regions, in the gill chamber and in the gut, but their roles are still unknown. Using various approaches, this work showed that there were distinct microbial communities among which a part would be resident and specific to R. Exoculata. This community is composed of Deferribacteres, Mollicutes and Epsilonproteobacteria. The microscopic approaches revealed the dominance of a single filamentous morphotype closely associated with the gut epithelium. Its settlement and growth seemed to be managed by the host. The molecular approaches showed that: (1) the Rainbow site epibionts harbored a phylogenetic particularity suggesting an ancient evolutionnary history whereas the Logatchev and Ashadzé seemed to have been colonized more recently by the association host-epibionts, (2) the epibionts, not retrieved in the surrounding environment and clustering i a monophyletic group along the MAR, could be vertically-transmitted, and (3) the association between R. Exoculata and the epibionts could be mutualistic and obligate. So, this research study gave the bases to understand the R. Exoculata symbiotic model

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Thiroux, Sarah. "Etudes des interactions entre virus et hôtes archéens hydrothermaux hyperthermophiles Two viruses, MCV1 and MCV2, which infect Marinitoga bacteria isolated from deep‐sea hydrothermal vents: functional and genomic analysis, in Environmental microbiology 20(2), 2018." Thesis, Brest, 2019. http://theses-scd.univ-brest.fr/2019/These-2019-SML-Microbiologie-THIROUX_Sarah.pdf.

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Malgré l’importance des virus dans la diversité, l’adaptation et l’évolution des communautés microbiennes, la virosphère des sources hydrothermales océaniques, reste peu caractérisée.Seulement 10 virus, dont 8 bacteriovirus et 2 virus d’archées, ont été décrits à ce jour. C’est dans ce contexte que ce travail de thèse s’inscrit avec pour objectif de caractériser des archaeovirus isolés de la composante microbienne abyssale. Les études ont porté sur des virus de méthanogènes, des producteurs primaires abondants dans ces environnements hydrothermaux. MFV1, premier virus tête-queue hyperthermophile décrit, a été isolé de Methanocaldococcus fervens une méthanogènehyperthermophile issue de sédiments marins profonds. Une caractérisation fonctionnelle et génomique de ce nouveau siphovirus a été conduite.Le caractère infectieux des virions a été démontré sur des Methanocaldococcus. Le plasmide pMEFER01, porté par M. fervens, peut également être empaqueté dans les capsides virales. L’étude d’autres virus de méthanogènes hyperthermophiles hydrothermales a été amorcée. M. vulcanius produit des virions tête-queue tandis que ceux isolés de M.jannaschii ont une morphologie particulière (tigeboucles).En parallèle, l’étude d’un virus en forme de citron, infectant Thermococcus thioreducens, a permis de s’intéresser à un autre ordre archéen, bien représenté au sein des systèmes hydrothermaux marins. De façon surprenante, ce virus semble capable d’infecter des méthanogènes. La mise en évidence de nouveaux systèmes hôtes-virus mais également d’interactions avec différents éléments génétiques mobiles (plasmides, vésicules) a permis d’élargir les connaissances sur le mobilome abyssal
Despite the importance of viruses in the diversity, adaptation, and evolution of microbial communities, the virosphere of deep-sea hydrothermal vents remains poorly characterized. To date, only 10 viruses isolated from deep sea hydrothermal vents, including 8 bacterial viruses and 2 archaeal viruses, have been described. In this context, this thesis work focused on gaining insights into the viral interactions with deep-sea autotrophic archaeal component. We aimed to characterize viruses of methanogens, which are abundant primary producers in these hydrothermal environments. MFV1, the first hyperthermophilic head-tail virus described, was isolated from Methanocaldococcus fervens, a hyperthermophilic methanogen from hydrothermal sediments. A functional and genomic characterization of this new siphovirus was conducted.The infectivity of MFV1 was demonstrated on Methanocaldococcus species. The plasmid pMEFER01, carried by M. fervens, can also be packaged in viral capsids. The study of other viruses of hyperthermophilic and hydrothermal methanogens was initiated. M. vulcanius produced head-tailed virions whereas those isolated from M. jannaschii had a particular morphology (stem-loops). In parallel, the study of a lemon-shaped virus, infecting Thermococcus thioreducens, permits to take an interest on another archaeal order, which is wellrepresented in marine hydrothermal systems.Surprisingly, this virus seemed capable of infecting hyperthermophilic methanogens. The characterization of new host-virus systems but also of interactions with different mobile genetic elements (plasmids, vesicles) expanding knowledge about the abyssal mobilome

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Birien, Tiphaine. "Génétique et génomique des microorganismes piézophiles des sources hydrothermales océaniques profondes : adaptation aux hautes pressions hydrostatiques chez l'archée piézo-hyperthermophile : Thermococcus barophilus, apport de la génétique et impact des hydrogénases." Thesis, Brest, 2018. http://www.theses.fr/2018BRES0018.

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Dans cette étude, les adaptations physiologiques aux hautes pressions hydrostatiques ont été étudiées après délétion de groupes de gènes codant pour les hydrogénases chez Thermococcus barophilus. Cette archée piézo-hyperthermophile isolée au niveau du site hydrothermal "Snakepit" à 3 550 mètres de profondeur a pour pression optimale 40 MPa ; des études trancriptomiques antérieures ont mis en évidence la sur-expression de certains gènes codants pour les hydrogénases sous des conditions de pressions sub et supra optimales (0,1 et 70 MPa). Ici, nous essayons de déterminer le rôle précis de chaque enzyme dans l'adaptation aux HPH en utilisant l'outil génétique récemment développé au laboratoire chez cette archée. Ce système génétique repose sur un double évènement de recombinaison successif afin d'obtenir des mutants de délétion et sur l'utilisation de la Simvastatine et de la 6-méthylpurine (6-MP) comme marqueur de sélection. Cette méthode a ensuite été utilisée pour déléter deux sulfhydrogénases cytosoliques (SHI et SHII) et des hydrogénases membranaires (Mbh, Mbh-Codh et Mbx). L'utilisation de la 6-méthylpurine pour la sélection négative a considérablement diminué le nombre de faux positifs avec un taux de 30% contre 80% obtenu avec le 5-FOA l'ancien marqueur de sélection négatif. Les premières études phénotypiques des souches mutantes sous haute pression hydrostatique confirment le rôle majeur des hydrogénases
The deep sea representing a significant portion of the terrestrial biosphere but still very little studied and many questions remain about organisms that live in this ecosystems including their diversity and adaptibility. At this depth Hydrostatic pressure is the major physical parameter. In this study, physiological adaptations to HHP were investigated after genetic deletion of hydrogenase clusters in T.barophilus. This archea piezo-hyperthermophilic was isolated at 3550m from a hydrothermal vent site; indeed, previous transcriptomic experimented have highlighted the over-expression of genes encoding hydrogenases under sub and supra-optimal HHP using the recent genetic system available for this archaeon. This gene disruption system is based on single and double crossover events to obtain makerless deletion mutants and used simvastatin and 6-MP for selection and counterselection respectively. In this study we developped firstly a new way of selection for the genetic disruption system using 6-methylpurine for negative selection. This method was then used to delete two cytoplasmic sulfhydrogenases (SHI and SHII) and membrane bound hydrogenases (Mbh, Mbh-Codh, Mbx). Using 6-methylpurine for negative selection to inverted the rate of false positives pop-out clones from 80% obtained with 5-FOA to 10% and the first phenotypic studies of mutants strains under HHP show the impact of hydrogenase on culture growth and hydrogen production

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Amann, Méderic. "Evolution du magmatisme et du métasomatisme dans une marge passive pauvre en magma durant l'initiation de l'accrétion océanique : exemple de la marge fossile de la Platta (Alpes suisses) et comparaison avec le système actuel Ibérie-Terre Neuve." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAH014/document.

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Les parties distales des marges passives pauvres en magma représentent la transition complexe entre les domaines continentaux et océaniques. Ces zones encore peu étudiées sont pourtant des endroits clefs pour comprendre les processus impliqués durant les premiers stades de l’accrétion océanique, et plus particulièrement ceux du magmatisme et du métasomatisme. Durant ces premiers stades, ces deux processus sont gouvernés par l’exhumation mantellique. L’interaction entre les liquides magmatiques, les roches du manteau et les fluides marins vont affecter le régime thermique de la marge. De par le monde, seulement deux Transitions Océan-Continent (TOC) ont pu bénéficier d’investigations scientifiques poussées et constituent naturellement les deux sites d’études de cette thèse, à savoir, les marges actuelles conjuguées d’Ibérie-Terre Neuve du sud de l’Atlantique Nord ainsi que les marges fossiles de la Platta et de Tasna, fragments de TOCs de la Téthys Alpine Jurassique. En combinant les études de terrain ainsi que les investigations minéralogiques, pétrologiques et géochimiques, nous avons pu contraindre trois processus clefs se déroulant dans les TOCs. (i) La percolation de liquide magmatique imprégnant le manteau sous-continental hérité dans les marges Ibérie-Terre Neuve permet une refertilisation de ces marges distales. (ii) La transition géochimique visible entre les basaltes des TOCs et les basaltes de dorsales océaniques peut s’appréhender par la fusion partielle du manteau sous-continental refertilisé. (iii) Le rôle des fluides hydrothermaux, ayant des températures comprises entre 60°C et 190°C, joue un rôle sur le métasomatisme de la lithosphère en produisant une intense serpentinisation et rodingitisation, respectivement du manteau sous-continental en exhumation et des dykes basaltiques. Ces températures étant cohérentes avec une exhumation mantellique au niveau du plancher océanique
Distal parts of magma-poor rifted margins represent a complex transition between continental and oceanic domains. These areas remain poorly understood while being a key-place to unravel magmatic and metasomatic processes involved during the first stages of oceanization. At this time, these processes are enhanced by mantle exhumation, and the interaction between melts, mantle rocks and fluids affect the thermal regime of the margin. So far, only two Ocean-Continent Transitions (OCT) have been particularly investigated, namely the present-day Iberia Newfoundland conjugate margins and the fossil analog Platta-Tasna nappes, remnants of the Jurassic Alpine-Tethys OCTs. Studies presented in this Ph.D. thesis have been focused on these two margins. Here, by combining field-works, petrological, mineralogical and geochemical investigations, we have unraveled in OCTs three key-points: (i) The deep porous-flow melt percolation impregnating the long-lived inherited subcontinental mantle in Iberia-Newfoundland margins allow the refertilization of these distal domains; (ii) The geochemical transition depicted from OCT-basalts towards MOR-basalts can be explained by the partial melting of the refertilized subcontinental mantle; (iii) The role of active hydrothermal fluids, on both the exhumed mantle and basalt dikes, lead to the serpentinisation and the rodingitization respectively, at temperature ranging between 60°C and 190°C. These temperatures being consistent with the ongoing mantle exhumation towards near-seafloor conditions

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Ben, Aissa Fatma. "Ecologie microbienne des systèmes hydrothermaux marins alcalins de la baie de Prony (Nouvelle-Calédonie)." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4760.

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Nous avons étudié l’écologie microbienne d’un site hydrothermal alcalin sous-marin peu profond (0-50 m) localisé dans la baie de Prony (PHF) dans le sud de Nouvelle-Calédonie (Pacifique Sud-Ouest) comparable par son fonctionnement au site hydrothermal alcalin profond (800m) de Lost City (LCHF) (Dorsale médio-atlantique). PHF au même titre que LCHF est un système hydrothermal ultramafique associé à des réactions de serpentinisation des roches du manteau terrestre, libérant des fluides anoxiques très alcalins (jusqu'à pH 11) riche en calcium, en hydrogène et en méthane dissous. Le site hydrothermal de Prony (PHF) est caractérisé par de grandes cheminées de carbonate émettant des fluides dont la température n’excède pas 40°C. Les approches moléculaires ont démontré une prédominance des bactéries (Firmicutes, Deltaproteobacteria …) sur les archées (Methanosarcinales). En ce qui concerne les mises en culture, elles sont restées vaines pour la plupart des grands groupes trophiques recherchés (bactéries sulfato-réductrices, archées méthanogènes) excepté pour les fermentaires relevant du phylum des Firmicutes. Deux nouvelles bactéries appartenant à ce phylum ont été isolées. Il s’agit (i) de Vallitalea pronyensis vraisemblablement associée aux cheminées hydrothermales et (ii) d’Alkaliphilus hydrothermalis qui serait plutôt indigène aux fluides alcalins émis par les cheminées si l’on en juge par ses conditions physico-chimiques optimales de croissance en adéquation avec celles des fluides. Ces deux microorganismes représentent les premiers anaérobies stricts isolés de systèmes hydrothermaux alcalins serpentinisés à ce jour
We studied the microbial ecology of an alkaline hydrothermal submarine shallow field (0-50 m) located in Prony Bay (PHF) in the south of New Caledonia (SW Pacific) similar to the deep alkaline hydrothermal site (800m) of Lost City (LCHF) (Mid-Atlantic Ridge). Similarly to LCHF, PHF is an ultramafic hydrothermal system functioning on the basis of serpentinization reactions of the mantle rocks, releasing anoxic, highly alkaline fluids (to pH 11) rich in calcium, and in dissolved hydrogen and methane. The Prony hydrothermal field (PHF) is characterized by large carbonate chimneys emitting fluids with temperatures not exceeding 40 °C. Molecular approaches revealed a prevalence of Bacteria (Firmicutes, Deltaproteobacteria…) over Archaea (Methanosarcinales). Regarding microbial cultures, they were unsuccessful for most major trophic groups (sulfate-reducing bacteria, methanogens) with the exception of fermentative representatives of the phylum Firmicutes. Two novel bacteria belonging to this phylum were isolated. They include (i) Vallitalea pronyensis which is likely associated with hydrothermal vents and (ii) Alkaliphilus hydrothermalis which should be indigenous to alkaline fluids emitted from chimneys since its growth optimal physicochemical conditions match those of fluids. These two bacteria represent the first anaerobic microorganisms isolated from alkaline hydrothermal serpentinized systems so far

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Tilliette, Chloé. "Influence du fer et autres éléments traces issus des sources hydrothermales peu profondes sur la biogéochimie marine dans le Pacifique Sud-Ouest." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS046.

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L’océan Pacifique Sud-Ouest a été identifié comme un point chaud de fixation de diazote (N2) par les organismes diazotrophes, arborant des taux de fixation parmi les plus élevés des océans du globe. Le succès de ces espèces repose sur les concentrations non limitantes en fer dissous (DFe) dans la couche photique de la région, dont l’origine demeure méconnue. Dans le cadre de ce travail de thèse, la distribution du DFe a été étudiée le long d’un transect de 6100 km, allant de Nouméa jusqu’aux eaux de la gyre et traversant le Bassin de Lau et l’Arc des Tonga (175 °E à 166 °W, le long de 19–21 °S). Combinées avec une analyse optimale multiparamétrique des masses d’eau, les anomalies de DFe ont été déterminées sur la zone du transect, les plus notables étant présentes le long de l’Arc des Tonga. Les résultats ont démontré que les masses d’eau d’origine lointaine alimentant le Bassin de Lau ne peuvent expliquer les concentrations observées en surface dans cette région, permettant de conclure avec certitude que le DFe provient de sources hydrothermales peu profondes présentes le long de l’arc. Bien qu’une portion non négligeable de cet apport de DFe soit transportée sur de longues distances, une large majorité est rapidement éliminée à proximité des sources sous l’action de divers processus mis en lumière à l’aide d’un modèle en boîte. Outre le fer, les fluides hydrothermaux sont enrichis en de nombreux autres métaux susceptibles d’être toxiques pour les organismes. Ces fluides, directement introduits dans la couche photique, pourraient impacter le phytoplancton. Leur effet a été évalué lors d’une expérience innovante pendant laquelle des communautés planctoniques naturelles ont été soumises à un gradient d’enrichissement en fluides hydrothermaux. Malgré un effet toxique initial de quelques jours, les apports hydrothermaux ont finalement induit des taux de fixation de N2, de productivité et d’export de matière organique deux à trois fois plus élevés que dans le contrôle non enrichi. Cet effet fertilisant résulte probablement de la détoxification de l’environnement, riche en de nombreux éléments potentiellement toxiques, par des écotypes résistants capables de produire des ligands forts, les thiols, limitant la biodisponibilité de certains métaux. L’apport additionnel d’éléments fertilisants par les fluides, en particulier le DFe, a ainsi permis la croissance ultérieure des espèces les plus sensibles. Ces résultats expérimentaux, reproduisant fidèlement les observations in-situ, confirment l’implication des fluides hydrothermaux peu profonds dans la forte productivité observée dans la région. Les sources hydrothermales ont pu être tracées à différentes échelles spatiales et temporelles par le déploiement de pièges à sédiments dérivants (durant quelques jours, le long de l’Arc des Tonga) et fixe (durant une année, le long de la dorsale de Lau) et par le carottage des sédiments du fond marin aux sites de déploiement des pièges (échelle de temps géologique). Le traçage Al-Fe-Mn a révélé que le matériel lithogénique exporté à petite et large échelle spatiale dans la région provenait de sources hydrothermales peu profondes et/ou profondes localisées le long de l’Arc des Tonga. Cette empreinte hydrothermale a également été détectée dans les sédiments, notamment à proximité de la dorsale de Lau où la présence d’une importante source active est fortement suspectée. Finalement, les dynamiques similaires observées pour l’export de particules d’origine biologique et hydrothermale suggèrent que la production de surface serait liée aux apports hydrothermaux dans la couche photique. En conclusion, ce travail de thèse a démontré l’impact de sources hydrothermales peu profondes sur le cycle des éléments traces, notamment du fer, dans la colonne d’eau et les sédiments, ainsi que leur lien avec la productivité biologique dans la région du Pacifique Sud-Ouest
The Western Tropical South Pacific Ocean has been identified as a hotspot for dinitrogen (N2) fixation by diazotrophic organisms, with some of the highest rates recorded in the global ocean. The success of these species relies on non-limiting concentrations of dissolved iron (DFe) in the photic layer of the region, whose origin remains unclear. In this thesis work, the distribution of DFe was studied along a 6100-km transect from Noumea to the gyre waters, crossing the Lau Basin and the Tonga Arc (175°E to 166°W, along 19-21°S). Combined with an optimal multiparametric water mass analysis, DFe anomalies were determined over the transect area, the most notable being present along the Tonga Arc. The results demonstrated that water masses of remote origin entering the Lau Basin could not explain the concentrations observed at the surface in this region, leading to the confident conclusion that DFe originates from shallow hydrothermal sources present along the arc. Although a non-negligeable portion of this DFe input is transported over long distances, a large majority is rapidly removed near the sources through a variety of processes highlighted by a box model. Besides iron, hydrothermal fluids are enriched in numerous other metals that may be toxic to organisms. These fluids, introduced directly into the photic layer, could have an impact on phytoplankton. Their effect was evaluated in an innovative experiment during which natural plankton communities were subjected to an enrichment gradient of hydrothermal fluids. Despite an initial toxic effect of a few days, hydrothermal inputs ultimately induced N2 fixation, productivity and organic matter export rates two to three times higher than those of the non-enriched control. This fertilizing effect probably results from the detoxification of the environment, rich in numerous potentially toxic elements, by resistant ecotypes able to produce strong ligands, such as thiols, limiting the bioavailability of certain metals. The additional supply of fertilizing elements by the fluids, in particular DFe, thus allowed the subsequent growth of the most sensitive species. These experimental results, faithfully reproducing the in-situ observations, confirm the involvement of shallow hydrothermal fluids in the high productivity observed in the region. Hydrothermal sources could be traced at different spatial and temporal scales through the deployment of drifting (for a few days, along the Tonga Arc) and fixed (for a year, along the Lau Ridge) sediment traps and through the coring of seafloor sediments at the trap deployment sites (geological time scale). Al-Fe-Mn tracing revealed that the lithogenic material exported at small and large spatial scales in the region originated from shallow and/or deep hydrothermal sources located along the Tonga Arc. This hydrothermal signature has also been detected in the seafloor sediments, particularly in the vicinity of the Lau Ridge where the presence of a major active source is strongly suspected. Finally, the similar patterns observed for the export of biological and hydrothermal particles suggest that surface production is closely linked to hydrothermal inputs into the photic layer. In conclusion, this thesis work has demonstrated the influence of shallow hydrothermal sources on the fate of trace elements, particularly iron, in the water column and seafloor sediments, and their link to biological productivity in the Western Tropical South Pacific region

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Brun, Pierre-Guillaume. "Évolution de la thermophilie au sein de la lignée des annélides polychètes Alvinellidae." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS130.

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Les Alvinellidae (annélides polychètes terebellides) constituent une famille d'espèces endémiques des sources hydrothermales profondes, dispersées entre l'océan Pacifique et Indien. Depuis leur découverte avec l'espèce emblématique Alvinella pompejana, le vers de Pompéi, ces animaux ont suscité l'intérêt de la communauté scientifique. En effet, si les sources hydrothermales constituent des environnements réputés extrêmes (gradients de température, absence de photosynthèse, anoxie du milieu, présence de divers métaux et sulfides issus de la percolation du fluide hydrothermale dans la croûte basaltique, pH acide), les Alvinellidae sont parvenus à coloniser des niches écologiques variées et montrent une grande diversité morphologique, physiologique et génétique, inter et intra-espèces. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux adaptations permettant à ces vers de faire face à des régimes thermiques contrastés. A. pompejana, par exemple, est thermophile, survivant à des températures proches de 50°C. D'autres espèces en revanche, comme Paralvinella grasslei, sont considérées psychrophiles, vivant à distance des cheminées hydrothermales à des températures entre 10 et 25°C. Plus spécifiquement, nous avons étudié l'acquisition de la thermophilie/psychrophilie au cours de l'évolution de la lignée, en essayant de répondre à la question du phénotype thermique de l'ancêtre des Alvinellidae. Pour cela, nous avons établi la phylogénie moléculaire des Alvinellidae, sur la base des données moléculaires transcriptomiques récupérées pour onze des quatorze espèces de la famille au cours de plusieurs campagnes scientifiques. Ce premier résultat amène à conclure à un ancêtre datant de la fin du Crétacée (entre 60 et 90 millions d'années), déjà présent dans les sources hydrothermales du Pacifique Est. La radiation des Alvinellidae à cette époque a été rapide, en quelques millions d'années, aboutissant à l'apparition de plusieurs espèces présentant de forts taux de tri incomplet de lignée et d'introgression interspécifique. Les résultats de cette phylogénie nous ont permis d'établir le modèle permettant de construire des propositions statistiques de protéines appartenant aux ancêtres de la lignée. Trois protéines ont été choisies, à savoir la malate déshydrogénase cytosolique, la superoxyde dismutase Cu/Zn et une hémoglobine intracellulaire, pour être reconstruites, exprimées et expérimentalement caractérisées. En effet, pour des organismes ectothermes comme les Alvinellidae, il est attendu que les protéines des espèces thermophiles soient en moyenne plus stables thermiquement que les protéines issues des espèces psychrophiles. Ces reconstructions ancestrales nous ont permis de conclure que l'ancêtre de la lignée était un vers déjà adapté aux environnements chauds, et que la psychrophilie de certaines espèces de la lignée est un caractère dérivé acquis plus récemment. Enfin, dans une dernière partie, je me suis intéressé à l'optimisation des modèles de reconstruction des séquences protéiques ancestrales. Ces modèles sont basés sur la diversité des séquences contemporaines et leurs relations phylogénétiques. J'ai essayé d'implémenter ces approches en utilisant deux types d'informations supplémentaires : celles liées aux événements d'insertions/délétions de séquence, et celles concernant l'évolution de la structure secondaire des protéines et la variabilité temporelle des fréquences attendues des résidus aux différentes positions des protéines. Je montre que l'introduction de ces deux derniers types de paramètres dans les méthodes ASR est bénéfique et aboutit à des modèles ayant de meilleures vraisemblances. Toutefois, l'optimisation de ces modèles, nécessairement probabilistes, ne garantit pas un meilleur résultat pour l'expérimentateur, et les limites de ces modèles à estimer l'incertitude des séquences ancestrales inférées sont discutées
The Alvinellidae (Annelida : Terebelliformia) are a species family endemic to deep hydrothermal vents from the Pacific and Indian Oceans. Since the discovery of the emblematic species Alvinella pompejana, the Pompeii worm, these animals have aroused the interest of the scientific community. Although hydrothermal vents are extreme environments (strong temperature gradients, absence of photosynthesis, anoxy, presence of various metals and sulphides due to the percolation of hydrothermal fluid into the basaltic crust, acid pH), the Alvinellidae have managed to colonise a variety of ecological niches and show great morphological, physiological and genetic diversity, both between and within species. In this thesis, we were notably interested in the adaptations that enable these worms to cope with contrasting thermal regimes. A. pompejana, for example, is thermophilic, surviving at temperatures close to 50°C. Other species, however, such as Paralvinella grasslei, are psychrophilic, living further from hydrothermal chimneys at temperatures between 10 and 25°C. More specifically, we studied the acquisition of thermophilia/psychrophilia during the evolution of the lineage, in an attempt to characterize the thermal phenotype of the ancestor of the Alvinellidae. To this end, we have established the molecular phylogeny of the Alvinellidae, based on molecular transcriptomic data recovered for eleven of the fourteen species in the family during several scientific campaigns. This initial result points to an ancestor dating from the end of the Cretaceous (between 60 and 90 million years ago), already present in the hydrothermal vents of the eastern Pacific. The radiation of the Alvinellidae was a quick event, within a few million years, resulting in several species with high rates of incomplete lineage sorting and showing traces of high interspecific introgression. The results of this phylogeny enabled us to establish a model to construct statistical proposals of proteins belonging to the ancestors of the lineage. Three proteins were chosen, namley the cytosolic malate dehydrogenase, the Cu/Zn superoxide dismutase and an intracellular hemoglobin, for reconstruction, expression and experimental characterisation. For ectothermic organisms such as the Alvinellidae, proteins from thermophilic species are expected to be on average more stable at high temperatures compared to their counterparts from psychrophilic species. These ancestral reconstructions allowed us to conclude that the ancestor of the lineage was a worm that was already adapted to warm environments, and that psychrophily of modern-day alvinellid species is a derived character acquired more recently. Finally, I looked at the optimisation of models for reconstructing ancestral protein sequences. These models are based on the diversity of contemporary sequences and their phylogenetic relationships. I tried to implement these approaches using two types of additional information : those linked to sequence insertion/deletion events, and those regarding the evolution of secondary structures of proteins and temporal variability of the expected frequencies of residues at different protein positions. I show that the introduction of these last two types of parameters into ASR methods is beneficial and leads to models with better likelihoods. However, the optimisation of these models, which are necessarily probabilistic, does not guarantee a better result for the experimenter, and the limits of these models to estimate the uncertainty of the inferred ancestral sequences are discussed

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Dlabajová, Lucie. "Příprava tobermoritu." Doctoral thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická, 2020. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-432969.

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Анотація:

This doctoral thesis is focused on the study of reactions in the CaO–SiO2–H2O complex system, primarily to the synthesis of crystalline tobermorite. Hydrothermal conditions are necessary for the formation of crystalline tobermorite, whereas the course of the reaction is influenced by several factors. The main studied factor was the choice of the silica sources differing in means of solubility, crystallinity, particle size distribution, specific surface area, and purity. The water-to-solid ratio turned to be also an important factor as the length of the hydrothermal reaction. The influence of the mechanochemical pretreatment of starting materials to the final phase composition of samples was studied as well. The obtained results show that the crystallinity of the silica source is the main factor influencing the reaction rate and the purity of the synthesized tobermorite. While using the crystalline silica source the shorter silicate chains are formed and the formation of tobermorite structure is easier. Using the amorphous silica sources and the mechanochemical pretreatement of starting materials prolong the hydrothermal reaction. The prepared samples are always the mixture of crystalline or semicrystalline calcium hydrosilicates instead of the phase pure tobermorite.

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Methou, Pierre. "Lifecycles of two hydrothermal vent shrimps from the Mid-Atlantic Ridge : Rimicaris exoculata and Rimicaris chacei : Embryonic development, larva dispersal, recruitment, reproduction & symbioses acquisition Is It First the Egg or the Shrimp? – Diversity and variation in microbial communities colonizing broods of the vent shrimp Rimicaris exoculata during embryonic development, in Frontiers in Microbiology, April 2019." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0086.

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Les écosystèmes hydrothermaux profonds sont des oasis de vie denses où la production primaire est dépendante de la chimiosynthèse réalisée par des microorganismes, dont certains forment des symbioses avec les taxons hydrothermaux dominants.Dans cet habitat éphémère et fragmenté, ces organismes endémiques font face à un double défi : disperser à travers un environnement très différent du biotope hydrothermal, et maintenir l’association symbiotique essentielle à la colonisation de ce milieu.Les crevettes du genre Rimicaris dominent les communautés des sites hydrothermaux profonds de la ride médio-Atlantique. Ici, l’étude de deux espèces, R.exoculata et R. chacei, vivant en sympatrie, nous permet d’aborder des questionnements liés à leur cycle de vie et au développement de leur relation symbiotique, pour comprendre ce qui peut expliquer leur différence apparente de succès de colonisation.Aux stades de vie embryonnaire, l’étude de la prolifération bactérienne chez R. exoculata suggère une possible transmission précoce de certaines lignées symbiotiques. Après avoir réévalué la taxonomie des stades juvéniles des deux espèces de Rimicaris, différents aspects de leur structure démographique, de leur reproduction et de leur transition trophique au cours du développement juvénile vers une nutrition impliquant la chimiosynthèse bactérienne ont été étudiés. Les résultats mettent en évidence des différences aussi bien du point de vue de la vie larvaire que des processus post-recrutement. Les avancées ainsi réalisées suggèrent de nouvelles voies de recherche pour lever les verrous persistant dans la compréhension du cycle de vie de ces espèces, et soulignent l’importance de replacer nos connaissances dans la perspective de l’histoire de colonisation des systèmes hydrothermaux en étendant les approches développées ici à des espèces apparentées vivant dans d’autres régions du globe
Deep hydrothermal vent ecosystems are dense oases of life, which are mainly sustained by chemosynthetic primary production carried out by microorganisms, some of which are involved in symbioses with key dominant vent taxa. In this ephemeral and patchy habitat, endemic vent species face a double challenge: a dispersal phase through environments radically different from their vent biotope, and the transmission of symbionts that are essential to colonize vent systems. Rimicaris shrimps dominate communities of deep vent fields of the Mid Atlantic Ridge. Here, the study of two species, R. exoculata and R. chacei, living in sympatry, allows us to address issues related to their life cycle and the development of their symbiotic relationships, to understand what may explain the apparent difference in their colonization success. In embryonic life stages, the study of bacterial proliferation in R. exoculata suggests a possible early transmission of certain symbiotic lines.After reassessing juvenile stages taxonomy of both species of Rimicaris, different aspects of their demographic structure, reproduction and trophic transition during juvenile development towards a nutrition involving bacterial chemosynthesis were analyzed through a variety of approaches. The results highlight differences in both larval life and post-recruitment processes. The advances achieved here also open new research avenues to bridge remaining gaps still preventing a comprehensive understanding of their life cycle, while emphasizing the importance of placing this knowledge in the perspective of the colonization history of deep-sea vents by extending our approach to related species origination from other parts of the world

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Piquet, Bérénice. "La flexibilité des symbioses entre bivalves et bactéries chimiotrophes : mécanismes, régulation et résilience." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS357.

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La symbiose entre les moules du genre Bathymodiolus et des bactéries sulfo-oxydantes et des méthanotrophes localisées dans les branchies permet à ces bivalves de vivre dans des environnements hostiles comme les sources hydrothermales sous-marines. Cette symbiose est flexible car l’abondance de chaque symbiote varie suivant la disponibilité de ses substrats. Notre objectif était d’étudier les mécanismes qui sous-tendent cette flexibilité à partir notamment d’expérimentations en aquariums, pressurisés ou non. La multiplication cellulaire dans la branchie, suivie à l’aide d’un marqueur de la mitose et par incorporation de nucléotides synthétiques, a montré des zones de multiplication dans la zone ciliée et la région dorsale de la branchie. L’apoptose, quantifiée par des marquages spécifiques, montre que les branchies des Bathymodiolus présentent un taux d’apoptose plus élevé qu’une moule côtière dépourvue de symbiotes. Ce sont surtout les bactériocytes les moins riches en symbiotes qui sont en apoptose, invalidant l’hypothèse d’une régulation directe des quantités de symbiotes par apoptose. La comparaison avec l’espèce côtière, Mytilus edulis montre un turn-over particulièrement important de la zone ciliée des Bathymodiolus, une possible adaptation à la symbiose et à l’environnement. La branchie d’une moule maintenue en l’absence des substrats de ses symbiotes change et présente des similarités avec celle de la moule côtière. Les Bathymodiolus relarguent de faibles quantités de leurs deux types de symbiotes, ce qui pourrait participer à la transmission latérale des symbiotes aux moules voisines. Cette première approche intégrée des mécanismes impliqués dans la flexibilité de la symbiose ouvrent de nouvelles pistes sur la manière dont hôte et symbiotes dialoguent
Symbiosis between mussels of the genus Bathymodiolus and sulfur-oxidizing and methanotrophic bacteria located in their gills enables these bivalves to live in harsh environments, such as deep-sea hydrothermal vents. This symbiosis is flexible, as the abundance of each symbiont varies according to the available chemical substrata. Our goal was to investigate mechanisms underlying this flexibility based on experiments in vessels, pressurized or not. Cell proliferation in gills, monitored by immunolabelling of mitosis markers and by in vivo incorporation of synthetic nucleotides, showed multiplication areas in the ciliated zone and the dorsal region of the gills. Apoptosis, quantified by specific labelling, shows that Bathymodiolus gills display a higher apoptotic rate than coastal mussels without symbionts. Bacteriocytes with a low symbiont content are most frequently undergoing apoptosis, which invalidates the hypothesis of a direct regulation of the quantity of symbionts by apoptosis. The comparison with the coastal mussel Mytilus edulis enabled us to show an high cell turnover rate in the ciliated zone of Bathymodiolus, a possible adaptation to symbiosis and to the environment. The mussel gills maintained whithout substrates for the symbionts changed, and ended up displaying similarities with those of coastal mussels. Bathymodiolus releases little amounts of both types of symbionts, This could facilitate lateral transmission of the symbionts to neighbouring mussels. This first integrative approach of the mechanisms involved in symbiosis flexibility opens new perspectives on the way hosts and symbionts interact

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Cruaud, Perrine. "Influence des communautés microbiennes sédimentaires sur la répartition faunistique dans les sites hydrothermaux et les zones d'émissions de fluides froids du bassin de Guaymas." Thesis, Brest, 2014. http://www.theses.fr/2014BRES0059/document.

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Au niveau des fonds océaniques, souvent considérés comme des déserts aux conditions de vie extrêmes, des oasis luxuriants de vie existent pourtant. Les sources hydrothermales et les suintements froids, principalement localisés au niveau des dorsales océaniques et des marges continentales, vont permettre le développement de communautés microbiennes et animales très particulières. Le Bassin de Guaymas, situé dans le Golfe de Californie (Mexique) présente la particularité de regrouper à la fois une zone de sources hydrothermales et une zone de suintements froids, situées à une soixantaine de kilomètres l’une de l’autre, et toutes deux recouvertes par une épaisse couche sédimentaire. Ces deux zones sont également colonisées par des étendues de bivalves, des buissons de vers tubicoles ainsi que de tapis microbiens blancs ou colorés comparables. Afin de mieux comprendre le fonctionnement global de ces deux types d’écosystèmes et notamment le rôle structurant des communautés microbiennes sédimentaires sur la répartition des différents assemblages de surface, les travaux entrepris dans cette thèse se proposaient d’étudier les communautés microbiennes sédimentaires associés à la zone de suintements froids (Marge de Sonora) et la zone de sources hydrothermales (Southern Trough) du Bassin de Guaymas. Pour cela, la diversité des communautés microbiennes (Bacteria et Archaea) de différents habitats caractérisés par une faune et des profils géochimiques particuliers, a été étudiée grâce à l’utilisation d’une technique de séquençage haut-débit, le pyroséquençage par la technique du 454, combinée à d’autres techniques comme le FISH ou la PCR quantitative. Cette étude a permis de déterminer que la structure et la diversité des communautés microbiennes dans ces sédiments étaient très spécifiques de ces environnements. Par ailleurs, les colonisateurs présents en surface des sédiments reflétaient des profils géochimiques et des communautés microbiennes très différentes au sein des sédiments. Dans les sédiments colonisés par les tapis microbiens, riches en méthane, les communautés microbiennes dominantes (ANME, Deltaproteobacteria…) utiliseraient notamment les émissions de méthane des couches sédimentaires profondes et produiraient d'importantes concentrations de sulfures, nécessaires à l’installation des communautés microbiennes thiotrophes de surface formant les tapis. Ces fortes concentrations en sulfure excluraient en revanche les communautés animales de ce périmètre. A contrario, dans les sédiments présentant de faibles concentrations en méthane et en sulfure, permettant l'installation d’assemblages faunistiques variés, les communautés microbiennes méthanotrophes anaérobies et productrices de sulfure étaient minoritaires. L'activité et le métabolisme de ces colonisateurs de surface pourraient par ailleurs permettre le développement des lignées microbiennes détectées dans ces habitats (MBG-D, Chloroflexi…). L'analyse des larges jeux de données obtenus au cours de cette étude nous a donc permis de mettre en évidence un système dynamique complexe fonctionnant en équilibre entre les communautés microbiennes sédimentaires, les organismes colonisant la surface du sédiment et la composition géochimique des eaux interstitielles
Whereas the deep-sea environment is often considered to be a desert, hydrothermal vents andcold seeps provide “oases” of biological activity on the ocean floor. Vent and seep ecosystems support complex food webs based on microbial chemoautotrophic primary production. These hydrothermal vent and cold seeps ecosystems both release hydrocarbon- and sulfide-rich fluids,fueling various surface assemblages such as mat-forming giant bacteria or symbiont-bearinginvertebrates (e.g. bivalves, tubeworms). In the Guaymas Basin, the nearby presence at a few tens of kilometers of cold seeps and hydrothermal vents coupled with comparable sedimentary settings and depths offer a unique opportunity to assess and compare the microbial community composition of these ecosystems. Tobetter understand their overall functioning, we studied sedimentary microbial communities associated with cold seep and hydrothermal vent areas in the Guaymas Basin. The diversity of microbial communities inhabiting sediments was studied using high throughput sequencing (454pyrosequencing), combined with complementary approaches, such as FISH and quantitative PCR. This study reveals that sediments found in the Guaymas Basin were colonized by microbial communities typically found in these types of ecosystems. Our results revealed a high similarity between microbial communities composition associated with the cold seep and hydrothermal vent areas as a probable consequence of the sedimentary context. Nonetheless, thermophilic and hyperthermophilic lineages (e.g.: Thermodesulfobacteria, Desulfurococcales, etc) were exclusively identified in hydrothermally influenced sediments highlighting the strong influence of temperature gradients and other hydrothermally-related factors on microbial community composition. Furthermore, sediments populated by different surface assemblages show distinct porewater geochemistry features and are associated with distinct microbial communities. Indeed, in the sediments underlying microbial mats characterized by high methane porewater concentrations,microbial communities were dominated by anaerobic methane oxidizers (ANME), known to produce sulfide which provides high fluxes of sulfide to the seafloor. In contrast, sediment associated microbial communities underlying faunal assemblages were characterized by a lower biomass and lower methane porewater concentrations in sediments, limiting porewater sulfide concentrations. Without elevated and toxic sulfide concentrations, faunal assemblages can colonize the surface. Together, geochemical and microbial surveys indicate that porewater methane concentrations play an important role in the microbial community structure and subsequently in the establishment of the surface colonizers. Furthermore, presence and activity of the surface colonizers influence the underlying microbial communities probably because of modification of energy source availabilities. Finally, the existence of similar microbial populations between the two ecosystems also raises the question of their dispersal mechanisms. Our results support the hypothesis of a potential continuity among deep-sea ecosystems. In absence of physical borders, environmental conditions (temperature, specific compounds associated withhydrothermal fluids) might select specific and highly adapted microorganisms from the pool of microorganisms dispersed globally across the seafloor

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Hernández, Ávila Iván. "Dispersion larvaire et cycle de vie dans les environnements hydrothermaux profonds : le cas de Rimicaris exoculata et d'espèces proches." Thesis, Brest, 2016. http://www.theses.fr/2016BRES0086/document.

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Les écosystèmes hydrothermaux profonds hébergent des communautés présentant de fortes biomasses, issues de l’activité chimiotrophique des microorganismes, avec de nombreux exemples d’associations symbiotiques entre ces derniers et les organismes de la mégafaune dominante. La connaissance du cycle de vie de ces espèces, y compris de leurs symbiontes, et de la façon dont elles sont capables de disperser et de coloniser de nouveaux sites est incontournable pour la compréhension du fonctionnement des communautés hydrothermales.Dans cette étude, sont présentées de nombreuses avancées portant sur la distribution, la reproduction, la dispersion et le cycle de vie d’une espèce dominante des écosystèmes hydrothermaux de la dorsale Médio-Atlantique, la crevette alvinocarididé Rimicaris exoculata, et des espèces proches. Les outils méthodologiques utilisés incluent la description morphologique de larves, l’étude de la structure de populations et de leur état de reproduction, des approches moléculaires appliquées à l’identification des espèces via la reconstruction phylogénétique, la génétique populationnelle et l’étude de la diversité bactérienne. La plupart des observations et analyses ont été réalisées grâce aux prélèvements de la mission BICOSE qui s’est déroulée de janvier à février 2014 sur la dorsale Médio-Atlantique.L’analyse morphologique détaillée des premiers stades larvaires (zoé I) de quatre espèces d’Alvinocarididae (R.exoculata, Mirocaris fortunata, Nautilocaris saintlaurentae et Alvinocaris muricola), indique une combinaison de traits caractéristiques de cette famille et unique parmi les crevettes Caridés. Le premier stade larvaire lécithotrophe présente vraisemblablement une durée de développement prolongée, avec une transition vers la planctotrophie au cours des stades ultérieurs. La capture de ces larves près du fond suggère par ailleurs une dispersion bathypélagique. L’étude réalisée sur les populations de R. exoculata des champs hydrothermaux de TAG et Snake Pit met en évidence une ségrégation spatiale des sexes et des stades de vie. Les femelles, les sub-adultes et les juvéniles occupent la paroi des fumeurs actifs, tandis que les mâles se retrouvent majoritairement dispersés à la périphérie inactive des sites. L’identification de plusieurs cohortes d’individus, retrouvées au niveau des habitats des deux champs hydrothermaux indique par ailleurs un recrutement discontinu. Enfin, l’observation, pour la première fois, d’un grand nombre de femelles gravides sur les deux champs hydrothermaux, suggère une reproduction saisonnière, avec quelques différences mineures en terme de fécondité entre les populations des deux champs.Les embryons portés par les femelles jusqu’à l’éclosion des larves sont exposés aux fluides hydrothermaux. Nos résultats, encore partiels, d’analyses par clonage d’assemblages bactériens se développant sur les oeufs au cours de cette phase d’incubation indiquent une spécificité qui pourrait être le reflet d’une fonction symbiotique s’établissant à un stade précoce du cycle de vie de la crevette. La similarité de ces assemblages bactériens avec ceux colonisant le céphalothorax des crevettes adultes, suggère un possible rôle de détoxification et/ou de nutrition.Enfin la découverte, sur TAG, d’importantes « nurseries » de post-larves appartenant à R. chacei, espèce cohabitant avec R. exoculata mais relativement peu abondante, pose la question de l’origine de ce recrutement. Cette question s’inscrit également dans le débat taxonomique récurrent des délimitations d’espèces chez les Alvinocaridiés. Ainsi, de récents travaux de génétique suggèrent que R. chacei pourrait être identique à R. hybisae, une espèce des sites hydrothermaux de la Ride des Caïmans, qui paradoxalement, présente une écologie et un développement symbiotique beaucoup plus similaire à celui de R. exoculata que de R. chacei. Nos analyses de génétique populationnelle et une reconstruction phylogénétique réalisée avec plusieurs gènes […]
Deep-water hydrothermal vent host high-biomass communities based on chemoautotrophy supported by the metabolic activity of free-living and symbiotic bacteria associated to invertebrates, especially megafauna. Knowledge on the mechanisms of dispersal and the life cycle of vent species is essential to our understanding of the vent communities in terms of distribution, structure and temporal variation. In this study, I present some advances regarding the dispersal and life cycle of a dominant species of the Mid-Atlantic Ridge (MAR) vent ecosystems, the alvinocaridid shrimp Rimicaris exoculata, and other related species. The methodological approaches applied include morphological descriptions of larvae, analysis of population biology and reproduction, and molecular genetics for species identification, phylogenetic reconstructions, population genetics and bacterial diversity. Most observations and studies presented here were conducted on samples collected in January-February 2014, during the BICOSE cruise on the MAR.Based on the analysis of Zoea I larvae of four species (R. exoculata, Mirocaris fortunata, Nautilocaris saintlaurentae andAlvinocaris muricola), we conclude that the alvinocaridid first larval stage is lecitotrophic with extended development, allowing large dispersal without external food requirement. A bathypelagical larval dispersal and a shift to a planktotrophic stage during the larval period is proposed. In terms of population biology, collections performed at the TAG and Snake Pit vent fields show variations in the population structure among habitats, according to sex and life stage. Large aggregations of shrimps found close of the vent emission comprise mostly females and young individuals, whereas scattered adults found at the vent periphery were mostly males. Multiple cohorts were found in both vents fields, denoting a discontinuous recruitment. Brooding females were observed in significant numbers close to the vent emission, which contrasts with their constant lack in previous field studies and suggests a seasonal reproduction with a brooding period the winter season. In addition, differences in the reproductive effort were detected between vent fields, including egg number, egg size and proportion of aborted females. The egg surface of R. exoculata is colonized by episymbiotic bacteria. Cloning approaches show that the bacterial assemblages on eggs seem to be specific, suggesting their symbiotic role, and evolve according to the egg development. The bacterial assemblages on eggs and their variation during the embryonic development remind the episymbiotic communities found in the branchial chamber of adults, suggesting similar detoxification or nutrition role. In other Rimicaris species, questions about life cycle, vent connectivity and speciation have been raised recently. Genetic studies suggest that two species with contrasting distribution, morphology and ecology, R. hybisae and R. chacei, are the same species. This question is related also with the source of a massive recruitment of R. chacei found at TAG vent field, despite the low density of adults. Analysis of population genetics and phylogenetic reconstructions with multiple genes show that R. chacei and R. hybisae are separate lineages with recent or undergoing speciation. These species, as R. exoculata and other alvinocaridids, show a genetic population model associated with a migration pool. An extended larval period could contribute to the wide dispersal and high genetic flow between populations. Implications of these findings and perspectives of future research are discussed in terms of additional experiments and field sampling required to characterize the larval period of alvinocaridids, the variations of symbiosis of the different life stages and sexes inhabiting different habitats, the quantitative and functional characterization of the episymbiosis on eggs, and the evolutionary processes associated with the speciation in Rimicaris
Las emisiones hidrotermales profundas albergan comunidades de elevada biomasa basadas en quimioautotrofía, soportadas por la actividad metabólica de bacterias de vida libre y bacterias simbiontes asociadas a invertebrados marinos, especialmente megafauna. El conocimiento de los mecanismos de dispersión y el ciclo de vida de las especies de ambientes hidrotermales es escencial para comprender los procesos ecológicos de ambientes hidrotermales asociados a la distribución, la estructura comunitaria y la variación temporal. En este estudio, presento algunos avances relacionados a la dispersión y el ciclo de vida de una especie dominante de los sistemas de emision hidrotermal de la dorsal medioatlántica. La aproximaciones metodológicas aplicadas en este estudio incluyen el estudio de la morfología larvaria, el análisis de la biologia poblacional y de la reproducciôn, así como genética molecular con fines de identificación, reconstructión filogenética, genética de poblaciones y análisis de diversidad de bacterias. La mayoría de las observaciones y análisis presentados en el presente estudio fueron realizados con muestras colectadas en enero y febrero de 2014 durante el crucero oceanográfico BICOSE en la dorsal medioatlántica (campos TAG y Snake Pit). El análisis morfológico de la larva Zoea I de cuatro especies (R. exoculata, Mirocaris fortunata, Nautilocaris saintlaurentae y Alvinocaris muricola) permite concluir que el primer estadio larvario de la familia Alvinocarididae es lecitotrôfico con una duración del desarrollo extendida, permitiendo la dispersión a grandes distancias sin requerimiento de una fuente externa de nutrición. Se propone para estas especies una dispersión batipelágica y un cambio a un estadio planctotrófico durante el periodo larvario. En relación a la biología poblacional, fue observada una variación en la estructura poblacional entre hábitats en relación al sexo y el estado de desarrollo.Las agregaciones densas de camarones encontradas cerca de las emisiones hidrotermales están compuestas principales de hembras y juveniles, mientras la mayoría de adultos dispersos encontrados en la periferia de las chimeneas fueron machos. Varias cohortes de tallas fueron identificadas en ambas poblaciones, lo cual denota un reclutamiento discontinuo. Una gran cantidad de hembras ovígeras fueron observadas cerca de la emisión hidrotermal, lo cual contrasta con la casi completa ausencia de hembras ovígeras en muestreos previos y sugiere una reproducción estacional con incubación y desove durante el invierno. La superficie de los huevos de R.exoculata está colonizada por bacterias episimbiontes. Los análisis de clonación muestran que los ensambles bacterianos parecen ser específicos, lo cual sugiere una relación simbiótica. Además estos ensambles cambian en relación al desarrollo embrionario. Los ensambles de bacterias observados en los huevos son similares a las comunidades episimbiontes encontradas en la cámara branquial de los adultos, sugiriendo la ocurrencia de procesos de detoxificación o nutrición similares. En otras especies del género Rimicaris, interrogantes en relación al ciclo de vida, la conectividad entre sistemas hidrotermales y la especiación han surgido recientemente. Estudios genéticos sugieren que dos especies alopátricas y con diferencias en morfología y ecología, R. hybisae y R. chacei representan una especie única. Esta hipótesis se encuentra relacionada además con el origen de un reclutamiento masivo de R. chacei encontrado en el campo TAG, a pesar de la baja densidad de adultos. Análisis de genética poblacional y reconstrucciones filogenéticas utilizando varios genes muestran que R. chacei y R. hybisae son linajes separados producto de una especiación reciente o en proceso. Estas especies, al igual que R. exoculata y otros alvinocarídidos, muestran patrones de conectividad asociados al modelo de migración colectiva (migration pool). Implicaciones de estos hallazgos y perspectivas de futuras […]

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Mezon, Cécile. "Caractérisation des circulations thermo-convectives à l'échelle d'une zone fracturée par méthodes géophysiques et numériques." Thesis, La Réunion, 2017. http://www.theses.fr/2017LARE0002/document.

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La caractérisation des circulations thermo-convectives dans les milieux naturels est particulièrement étudiée pour ses applications industrielles, notamment en géothermie. Cette caractérisation correspond à deux enjeux liés à (i) la détection des remontées hydrothermales et (ii) la quantification de l'énergie évacuée par le système actif. La méthodologie proposée par cette thèse comporte ainsi deux volets. Le premier volet vise la localisation des systèmes actifs par caractérisation géophysique de sub-surface. Les techniques de prospection mises en œuvre sont la tomographie de résistivité électrique (TRE), la mesure in situ de température et la mesure de polarisation spontanée (PS). L'objet étudié dans cette thèse est la remontée hydrothermale située au niveau de la limite supérieure de l'effondrement de Rina Grande, au sommet du volcan Stromboli. L'approche géophysique de sub-surface comprend une cartographie spatiale (à l’échelle métrique) en TRE, PS et température et un suivi temporel des signaux PS et thermique. La cartographie spatiale nous renseigne sur l'extension spatiale du système hydrothermal (TRE) et le caractère actif des circulations (PS et température). Le modèle de résistivité électrique a été amélioré en tenant compte de la topographie, issue d'un Modèle Numérique de Terrain généré par photogrammétrie. Le traitement des données de surveillance montre qu'une relation linéaire lie le signal thermique et le signal PS, une relation qui ne peut être purement thermo-électrique. Le jeu de données temporel met l'accent sur la dynamique du système convectif et notamment la probable dépendance de la vigueur du système convectif avec les variations saisonnières de température atmosphérique. Le second volet vise à quantifier l'énergie évacuée par des systèmes thermo-convectifs à l'aide d'une approche numérique. L'approche géophysique met en évidence le fait que les zones endommagées telles que des limites structurales favorisent la circulation des fluides hydrothermaux. Ceci s'explique par le fait que fractures, failles ouvertes, zones d'altération etc. changent à petite échelle la perméabilité du milieu. L'approche numérique est donc vouée à la simulation 3D de l'écoulement et du transfert de chaleur dans des milieux poreux fracturés. Le travail s'est basé sur un code d'écoulement en milieux poreux fracturé pré-existant. Ce code a été adapté afin de résoudre le problème thermique. L'étude théorique vise à quantifier l'influence des paramètres du réseau de fractures sur l'énergie dissipée. L'influence de la densité de fractures, de la transmissivité de fractures et l'anisotropie du réseau de fractures sont évaluées. L'étude compare également les flux de chaleur dégagés par des modèles où les fractures sont insérées de manière discrète avec des modèles homogènes et de même propriétés macroscopiques (approche effective). Les résultats montrent que la validité de l'approche effective est fortement dépendante des paramètres du réseau de fracture
The characterization of thermo-convective circulations in natural environments is particularly studied especially for geothermal applications. This characterization corresponds to two issues related to (i) the detection of the hydrothermal flows(ii) the quantification of the energy discharged by the active system. The methodology proposed by this thesis thus comprises two parts. The first component aims at locating active systems with geophysical methods. The prospecting techniques used are electrical resistivity tomography (ERT), in situ temperature measurement and self potential (SP) measurements. The object studied in this thesis is the hydrothermal system located at the upper limit of the Rina Grande sector collapse, at the top of the Stromboli volcano. The sub-surface geophysical approach includes spatial (metric) mapping in ERT, SP and temperature, and monitoring of SP and thermal signals. Spatial mapping informs us about the spatial extension of the hydrothermal system (ERT) and the active character of the circulations (SP and temperature). The model of electrical resistivity has been improved taking into account the topography, resulting from a Digital Elevation Model generated by photogrammetry. The treatment of the monitoring data shows that a linear relationship links the thermal and the PS signals, a relationship that can not be entirely due to thermoelectric effect. The temporal dataset focuses on the dynamics of the convective system and in particular the probable dependence of the vigor of the convective system on seasonal variations in atmospheric temperature.The second part aims at quantifying the energy released by thermo-convective systemsusing a numerical approach. The geophysical approach highlights the fact that damaged areas such as structural boundaries favor the circulation of hydrothermal fluids. This is due to the fact that fractures, open faults, alteration zones, etc. change the permeability of the medium on a small scale. The numerical approach is therefore dedicated to the 3D simulation of the flow and heat transfer in fractured porous media. The work is based on a pre-existing code in fracturing porous media, able to solve the flow problem. This code has been adapted to solve the thermal problem also. The theoretical study aims to quantify the influence of fracture network parameters on the released energy. The influence of fracture density, fracture transmissivity and fracture network anisotropy are evaluated. The study also compares the heat fluxes generated by models where the fractures are discretely inserted with homogeneous models with the same macroscopic properties (effective approach). The results show that the validity of the effective approach is highly dependent on the parameters of the fracture network

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Le, Maître Johann. "Développement de la spectrométrie de masse à ultra- haute résolution associée à la spectrométrie de mobilité ionique pour la caractérisation de coupes pétrolières lourdes. structural analysis of heavy oil fractions afterr hydrodenitrogenation by high-resolution tandem mass spectrometry and ion mobility spectrometry Structural analysis of neutral nitrogen compounds refractory to the hydrodenitrogenation process of heavy oil fractions by high-resolution tandem mass spectrometry and ion mobility-mass spectrometry Chemical characterization of 15 biocrudes obtained from hydrothermal liquefaction of industrially cultivated wild micro algae Chemical characterization with different analytical techniques, a way to understand the process: Case of the paraffinic base oil production line Exploring complex mixtures by cyclic ion mobility high-resolution mass spectrometry – Application towards Petroleum. Simulation and modeling of Collision Cross Section for structural elucidation of heavy oil fraction by ion mobility-mass spectrometry: Using polyaromatic hydrocarbons compounds mixture as calibration standard Characterization of sulfoxides compounds in dimeric distribution of heavy oil fractions by positive-ion electrospray ionization FTICR mass spectrometry Structural analysis of Petroporphyrins from asphaltene by trapped ion mobility coupled with a Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer. Cyclic ion mobility spectrometry coupled to high-resolution time-of-flight mass spectrometry equipped with atmospheric solid analysis probe for the molecular characterization of combustion particulate matter. Structural study of analogues of Titan’s haze by trapped ion mobility coupled with a Fourier transform ion cyclotron mass spectrometer." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR051.

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L'évolution des réserves de pétrole implique l'utilisation en raffinerie de pétroles bruts non conventionnels, bien souvent plus lourds et donc difficiles à caractériser. Les produits pétroliers sont en effet des mélanges chimiques extrêmement complexes. La partie légère et volatile peut être analysée par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS), permettant l'identification des composés par l'utilisation de mesures de masses précises et de modèles de fragmentation. Cependant ces techniques sont inadaptées à l'analyse des fractions lourdes. Dans la pratique, la caractérisation des mélanges les plus complexes implique l'utilisation de spectromètres de masse à ultra-haute résolution généralement par analyse directe sans séparation chromatographique. La technique de référence est aujourd’hui la spectrométrie de masse à transformée de Fourier par résonance cyclotronique des ions (FTICR). Grâce à une résolution supérieure à 106 et à une précision de mesure de masse inférieure à 0,1 ppm, cet instrument permet de séparer toutes les espèces présentes dans un produit pétrolier et d'attribuer à chaque valeur de m/z une composition élémentaire unique. Ceci permet d'obtenir très facilement des cartes moléculaires qui peuvent être présentées graphiquement en utilisant le diagramme de Kendrick, le diagramme de van Krevelen ou le nombre d'insaturations (DBE) en fonction du nombre de carbones. Ce travail de thèse a permis grâce à la caractérisation moléculaire de produits pétroliers (Vacuum Gas Oil, Pétroles Bruts, Matériel Interfacial, Asphaltènes et Bio-Oil…) d'aborder la complexité de leur traitement dans l’outil de raffinage. Des protocoles d'analyses des échantillons ont été développés, à l'aide de différentes sources d'ionisation à pression atmosphérique (ESI, APCI et APPI) ainsi que par désorption/ionisation laser (LDI) sur le spectromètre de masse FTICR 12T. Les informations sur le contenu isomérique des produits pétroliers ont ensuite été déterminées grâce à l'apport de la spectrométrie de mobilité ionique (IMS)
The evolution of oil reserves requires the use in refineries of unconventional crude oils, which are often heavier and therefore difficult to characterize. Petroleum products are in fact extremely complex chemical mixtures. The light and volatile part can be analysed by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS), allowing the identification of compounds by using precise mass measurements and fragmentation models. However, these techniques are inappropriate for the analysis of heavy fractions. In practice, the characterization of the most complex mixtures involves the use of ultra-high-resolution mass spectrometers generally by direct analysis without chromatographic separation. The reference technique today is Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FTICR). With a resolution of more than 106 and a mass measurement accuracy of less than 0.1 ppm, this instrument can separate all the species present in a petroleum product and assign a unique elemental composition to each m/z value. This makes it very easy to obtain molecular maps that can be presented graphically using the Kendrick diagram, the van Krevelen diagram or the number of unsaturations (DBE) as a function of the number of carbons. This thesis work has allowed thanks to the molecular characterization of petroleum products (Vacuum Gas Oil, Crude Oil, Interfacial Material, Asphaltenes and Bio-Oil...) addressing the complexity of their treatment in the refining tool. Protocols for sample analysis have been developed, using different sources of ionization at atmospheric pressure (ESI, APCI and APPI) as well as laser desorption/ionization (LDI) on the FTICR 12T mass spectrometer. Information on the isomeric content of petroleum products was then determined using ion mobility spectrometry (IMS)

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Дисертації з теми "Hydrothermal and continental sources"

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