Abstract: We determined the δ15N and δ13C values of individual amino acids (AAs) isolated from chick blood of 4 penguin species that forage in different oceanic regions (from the subtropics of the Indian Ocean to Antarctica) to test if: (1) the δ15N values of phenylalanine (δ15N phe) revealed different foraging areas among the species; (2) the difference between glutamic acid and phenylalanine δ15N values (Δδ15Nglu-phe) accurately predicted trophic levels; and (3) the δ13C value of AAs could resolve species foraging locations, similar to bulk δ13C values. The δ13C values of all AAs decreased with latitude, were positively correlated with bulk δ13C data, and, therefore, tracked the isotopic baseline. However, we were not able to discern additional ecological information from these δ13C values. In contrast, the δ15N values of AAs distinguished the isotopic value of the nitrogen at the base of the food web from the trophic level of the consumer, providing new insight for the study of the trophic ecology of seabirds. The difference in the bulk δ15N values of northern and southern rockhopper penguins Eudyptes chrysocome ssp. was due to both a difference in their foraging location (different δ15N phe) and their trophic levels (different Δδ15Nglu-phe). The δ15N phe values of king Aptenodytes patagonicus and Adélie penguins Pygoscelis adeliae were higher than those of rockhoppers, which could reflect a foraging on mesopelagic prey for king penguins and, in the highly productive Antarctic shelf waters, for Adelie penguins. The Δδ15Nglu-phe accurately reflected the relative trophic level of penguins, but further work is required to determine the trophic enrichment factors for compound-specific isotope analysis.

Abstract: Thèse en sciences de la Terre, Université Jean Monnet, St Etienne
La collection d'enclaves ultramafiques-mafiques des îles Kerguelen est l'une des plus diversifiée du contexte intraplaque océanique et a servi de support à l'étude des fluides, marqueur du métasomatisme mantellique associé à un point chaud. Ces enclaves sont caractérisées par une relative abondance en phases hydroxylées (amphiboles, micas) et carbonatées. Des basaltes alcalins, contenant des mégacristaux d'amphibole et de mica, ont également été étudiés. L'étude pétrologique et géochimique détaillée (cristallochimie, isotopes stables : O, C, H ; éléments en traces-LAM-ICP-MS) a mis en évidence le rôle et la nature des fluides percolants le manteau et la croûte profonde. Ils sont d'origine mantellique et liés à la dernière activité magmatique alcaline attribuée au panache de Kerguelen. Les compositions chimiques particulièrement riches en TiO2 des amphiboles et des micas ont permis de préciser les conditions de stabilisation de ces silicates à haute température. Les amphiboles, les micas et les carbonates ont conservé des signatures isotopiques (O, H, C) de haute température et relativement homogènes. Les signatures isotopiques de l'hydrogène montrent une distribution bimodale qui traduit pour une même température, l'existence de 2 fluides mantelliques différents. Les carbonates présents dans les laves et les péridotites de Kerguelen ont des compositions isotopiques (C, O) strictement péridotitiques et ne montrent à priori aucune évidence d'un composant lithosphérique recyclé. Les phases hydroxylées constituent des réservoirs préférentiels pour les HFSE et les LILE. Les coefficients de partages interminéraux et minéraux/magma ont pu être précisés pour un grand nombre d'éléments (25). Dans les liquides magmatiques percolants, la cristallisation des phases hydroxylées entraîne une forte augmentation du rapport CO2/H2O dans les magmas résiduels. Ceux-ci peuvent former, in fine, un fluide riche en carbonates responsable du métasomatisme des péridotites à carbonates et apatite.