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Appel à candidature : bourse de thèse en géochimie organique

par Valérie PLOUVIN - publié le

Caractérisation de la matière organique par désorption Laser-spectrométrie de masse (LDMS) : application à la vie primitive et à la recherche de vie sur Mars.

Cadre : collaboration entre le Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) et le Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules (PhLAM), en lien avec le projet M6fossils (m6fossils.univ-lille.fr). Lieu : 59655 Villeneuve d’Ascq, Cité Scientifique.

Directrice de thèse : Armelle Riboulleau (LOG, Univ. Lille)
Co-directeur de thèse : Cristian Focsa (PhLAM, Univ. Lille)
Co-encadrant : Kevin Lepot (LOG, Univ. Lille)

Participation à l’encadrement : Yvain Carpentier (PhLAM, Univ. Lille)

Durée : Octobre 2018 à Septembre 2021

L’objectif de cette thèse est d’appliquer les techniques de désorption laser couplée à la spectrométrie de masse (LDMS) avec un instrument de pointe, à haute résolution de masse, à la caractérisation de biomasses actuelles et fossiles. Les données ainsi générées pourront être comparées à celles qui seront produites par l’instrument LDMS qui sera embarqué par le robot européen qui explorera Mars en 2021 afin de rechercher d’éventuelles traces de vie actuelle et/ou fossile dans les sols. Les spectres obtenus par LDMS sur matériau naturel sont complexes à interpréter en raison d’interférences entre les minéraux et les structures organiques. Une base de données d’objets de références est donc indispensable à l’interprétation des données obtenues in situ sur Mars. Notre nouveau LDMS possède de plus une sensibilité extrême et une grande résolution en masse qui permettront une identification poussée des molécules analysées. L’interprétation des signaux LDMS enregistrés avec un instrument de plus faible résolution spectrale sur Mars sera donc facilitée par la comparaison avec nos données.

En parallèle, les signatures moléculaires de différentes classes d’organismes fossiles seront comparées. Nous analyserons une collection exceptionnelle de fossiles qui incluent certaines des premières bactéries photosynthétiques, des premières algues, et des premières plantes sur Terre. L’objectif est d’utiliser la taxonomie moléculaire pour caractériser différents micro/macrofossiles anciens problématiques. Nous espérons ainsi, pour la première fois à partir de microanalyses moléculaires de macro et micro-organismes fossiles, mieux contraindre des étapes clefs de l’évolution de la vie primitive entre 3,5 milliards et 400 millions d’années avant notre ère.

Profil du Candidat : Les connaissances qui seront appréciées seront liées aux techniques de caractérisation, en particulier la spectrométrie de masse. Des bases en physique des lasers, en (géo)chimie organique, en biochimie, et/ou en paléontologie seront aussi appréciées. Une bonne maîtrise de l’anglais (parlé/écrit) est nécessaire pour la publication d’articles scientifiques. Un intérêt pour le développement et l’utilisation de techniques d’analyses de pointe (spectrométrie de masse assistée par lasers) est attendu. Est requis un diplôme de Master tel que (mais non limité à) : Chimie Physique et Analytique ; Physique ; Sciences de la Terre, des Planètes et de l’Environnement (avec une bonne formation de cours et/ou stages en géochimie organique) ; Chimie et Sciences du Vivant // biologie moléculaire.

Modalités de candidature : envoyer à kevin.Lepot : Curriculum vitae et lettre de motivation, relevés de notes de Licence et Master, noms et adresses e-mail de 1–2 contacts pouvant recommander le candidat, et si possible, les mémoires de Licence / Master 1.

Characterization of organic matter using laser-desorption mass spectrometry (LDMS) : application to early life and the search of life on Mars.

Research environment : collaboration between the Laboratory of Oceanology & Geosciences (LOG) and the Laboratory of Physics of Lasers, Atoms & Molecules (PhLAM), in link with the M6fossils project (m6fossils.univ-lille.fr). Address : 59655 Villeneuve d’Ascq, Cité Scientifique.

Advising team : Armelle Riboulleau (LOG, Univ. Lille), Cristian Focsa (PhLAM, Univ. Lille),
Kevin Lepot (LOG, Univ. Lille), Yvain Carpentier (PhLAM, Univ. Lille)

Duration : October 2018 to September 2021

The aim of this thesis is to apply Laser Desorption Mass Spectrometry (LDMS) techniques with an advanced, high mass-resolution instrument to characterize current and fossil biomasses. The data thus generated can be compared to those that will be produced by the LDMS of the MOMA instrument on board the European robot that will explore Mars in 2021 to look for any traces of current and / or fossil life in the soils. The spectra obtained by LDMS on natural materials are complex to interpret because of interferences between minerals and organic structures. A database of reference objects is therefore indispensable for the interpretation of data obtained in situ on Mars. Our new LDMS instrument also has an extreme sensitivity and a high mass resolution that will allow in depth identification of analyzed molecules. Thus, the interpretation of LDMS signals recorded on Mars with an instrument of lower spectral resolution will be helped by the comparison with our dataset.

In parallel, the molecular signatures of different classes of fossil organisms will be compared. We will analyze an exceptional collection of fossils that include some of the oldest photosynthetic bacteria, some of the oldest algae, and some of the oldest plants on Earth. We aim at using molecular taxonomy to document a series and ancient micro/macrofossils of problematic nature. We hope that molecular microanalyses will, for the first time, help constrain crucial steps in the evolution of early life between 3.5 billion years and 400 million years before our era.

Candidate’s profile : Knowledge in characterization techniques, mainly mass spectrometry, will be appreciated. Bases in physics of lasers, in organic (geo)chemistry, in biochemistry and/or paleontology will also be appreciated. Fluency in both spoken and written English is required for publication of results in international journals and team communication. An interest in developing and using state-of-the-art (LDMS) techniques is expected. The candidate should hold a Master degree in (but not limited to) : Analytical chemistry / physics, Physics, Earth and environmental science (with a good training in organic geochemistry), Molecular biology.

Applications : e-mail to kevin.lepot@univ-lille.fr : Curriculum vitae and motivation letter, transcripts of grades, names and e-mail addresses of 1–2 referees, and if possible bachelor/master thesis.