pachiderme - CNRS Insu

PACHIDERME
PAcifique - CHIli - Dynamique des Eaux intERMEdiaires
France
Chili
Allemagne
Norvège
Projet International qui a débuté par la
campagne océanographique de carottage - MD159 – IMAGES XV
de 06.02.07 (Punta Arenas) à 28.02.07 (Punta Arenas)
N.O. Marion Dufresne (IPEV)
Projet LEFE (EVE):
LSCE (PIs: C. Kissel; E. Michel)
IDES (PI: G. Siani)
Contexte climatique et océanographique
Unique obstacle continental à ces latitudes sud
interceptant les vents d’ouest (“westerlies”).
Variations saisonnières de la latitude des
Westerlies: 30°S hiver austral, 45°S été austral
Les westerlies contrôlent l’ACC = Relations
circulation océanique - atmosphère par dégazage de
CO2 depuis l’Océan Austral
Contexte climatique et océanographique
Unique obstacle continental à ces latitudes sud
interceptant les vents d’ouest (“westerlies”).
Variations saisonnières de la latitude des
Westerlies: 30°S hiver austral, 45°S été austral
Les westerlies contrôlent l’ACC = Relations
circulation océanique - atmosphère par dégazage de
CO2 depuis l’Océan Austral
Continent (chaîne andine) + westerlies
=> gradient de précip. N -> S
précip. annuelles de 1 à 7 m/an
⇒ forts gradients de sel.
+ fort apports terrigènes
Plusieurs volcans actifs dont le volcan Hudson sont à l'origine
d'émissions de cendres.
Plusieurs rivières drainent ces régions et se jettent dans
l’océan via les fjords et les bassins inter-îles.
Questions:
- comprendre les mécanismes de changements passés de
position et d’intensité des westerlies et leur influence sur les
précipitations, la dynamique d’avancée et de retrait des
glaciers et sur le dégazage de CO2 vers l’atmosphère par
influence sur les zones d’upwelling.
- Replacer ces changements dans une échelle globale, établir
leurs liens avec le climat Antarctique.
Projet LEFE: étude de la région de Taitao (entre 45°S et
48°S): région centrale, proche de grands volcans donnant
des niveaux de téphras, siège d’une sédimentation
terrigène importante.
58% du financement demandé
Station 26
-41°
-42°
45°S
Fjord Aysen
-43°
Station 07
-44°
46°S
El Cerro
Hudson
-45°
-46°
-47°
-48°
Calotte nord- 47°S
Patagonienne
Péninsule
Taitao
-49°
-50°
Station 30
-51°
Seno Baker
48°S
-52°
-53°
Calotte sudPatagonienne
-54°
-55°
-76° -74° -72° -70°
77°W
76°W
75°W
74°W
73°W
72°W
-41°
Modèle d’âge:
Tephrochronologie radiocarbone
-42°
Périodes d’upwelling
(dégazage de CO2)
45°S
Fjord Aysen
-43°
Station 07
-44°
Variabilité climatique
continentale (pollens,
sédimentologie)
Résolution des âges
marins
Station 26
-45°
46°S
El Cerro
Hudson
MD07-3088
1536 m
-46°
-47°
-48°
réservoir
Calotte nord- 47°S
Patagonienne
Péninsule
Taitao
-49°
-50°
Station 30
-51°
Seno Baker
48°S
-52°
-53°
Calotte sudPatagonienne
-54°
-55°
-76° -74° -72° -70°
77°W
76°W
75°W
74°W
73°W
72°W
Production scientifique 2011 - 2013
3 Publications
Carel et al., J. Volc. Geoth. Res., 2011.
Siani et al., Nature Communication, 2013.
Montade et al., Paleogeogr. Paleoclim. Paleoecol., 2013.
Siani et al., in prep.
14 Communications colloques internationaux
5 en 2011 (ICP, INTIMATE, ASF)
4 en 2012 (EGU, INTIMATE, RADIOCARBON, AFEQ)
5 en 2013 (INQUA, Tephrochronology, INTIMATE, ASF)
2 thèses:
Vincent Montade Décembre 2011.
Mélanie Carel Décembre 2012.
2 Master 2 (2012 - 2013)
2 Master 1 (2013)
Age model MD07-3088
Basé sur 14C sur foraminifères planctoniques
et niveaux de tephras (Hudson)
60 cm/kyr
300 cm/ka pendant glaciaire
60 cm/ka pendant la déglaciation et
l’Holocène
OCR
300 cm/ka
Carel et al., JVGR, 2011
Ti/K
Signal détritique
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
0
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
- basaltique
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
4
3
2
1
δ18O planctonic
0
-1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
Smec./ill+Chl
age (kyr)
age (kyr)
6
5
22
Siani et al., 2010
Signal détritique
0
0
200
400
Ti/K
S-ratio 0,3T
ARM
0.9
0.8
1.0
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
600
0
1
1
2
2
3
moins abondant; + grossier; + socle/basaltique
3
4
4
5
- basaltique
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
4
3
2
1
δ18O planctonic
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
-1
0.8
1.2
1.6
ARM/IRM (10-3)
2.0
Smec./ill+Chl
age (kyr)
age (kyr)
6
5
22
Siani et al., 2010
Montade et al., 2013
Smec./ill+Chl
0 0.20.40.60.8 1 1.21.4
0.4
0.6
Ti/K
0.8
forêt lande S
Smec./ill+Chl
0 0.20.40.60.8 1 1.21.4
Holocène
deglaciation
glaciaire
0.4
0.6
Ti/K
0.8
0) glaciaire
Smec./ill+Chl
0 0.20.40.60.8 1 1.21.4
22 - 17.6 kyr (300 cm/kyr)
Succession d’événements courts et intenses d’IRD (source: avance glaciers)
Argiles et majeurs: érosion continentale intense
Prop. Magnétiques: - abondants et + gros grains
δ18O planctoniques: variabilité SSS
Pollens: peu ou pas (Dombeyi de la forêt développée dans l’archipèle Chonos, 44°S)
0.4
0.6
Ti/K
0.8
1) déglaciation
Smec./ill+Chl
0 0.20.40.60.8 1 1.21.4
17.6 - 14.5 kyr (60 cm/kyr)
Premier réchauffement marqué - Retrait glaciaire et transport sédimentaire
dominant par voie fluviatile des hauts reliefs
Diminution des valeurs de δ18O
Southward Shift of Westerlies
+ magnétites + fines
+ de smectites
+ de Ti
+ de Pollens: colonisation par végétation (Nothofagus Dombeyi = forest)
0.4
0.6
Ti/K
0.8
1) déglaciation
Smec./ill+Chl
0 0.20.40.60.8 1 1.21.4
14.5 - 12.8 kyr
Pose du réchauffement, humidité augmente, influence accrue des westerlies à 46°S
westerlies en position
intermédiaire ≠ migration
δ18O cst
progressive
- magnétites - fines (- de rivières input)
OCR = Antarctic Cold Reversal
+ Astelia = type magellanic (actuel S de 48°S et humide)
- Nothofagus Dombeyi (arrêt de l’expansion forestière)
0.4
0.6
Ti/K
0.8
1) déglaciation
Smec./ill+Chl
0 0.20.40.60.8 1 1.21.4
12.8 - 11.4 kyr
reprise du réchauffement, encore humide
réaugmentation des valeurs de δ18O
+ magnétites + fines (rivières input)
- d’Astelia; + Nothofagus Dombeyi; + Podocarpus = type North Patagonian rainforest
0.4
0.6
Ti/K
0.8
2) Holocene
Smec./ill+Chl
0 0.20.40.60.8 1 1.21.4
11.4 -7.4 kyr
7.4 - 5 kyr
5 - 0 kyr
Refroidissement progressif.
+ froid, ~ humide.
végétation actuelle
δ18O augmente
Vers - magnétites - fines (- de rivières
input)
Diminution Astelia, Myrtacea, Tepualia,
augmentation Dombeyi
Pilgerodendron : conifère
de terrains nordPatagoniens peu drainés.
0.4
0.6
Ti/K
0.8
Variabilité océanique - Liens océan/atmosphère
Variabilité des âges réservoir de surface
δ13C océaniques et atmosphériques (EDML)
Δδ13C océanique
âges benthiques-planctoniques
Siani et al., Nature comm., 2013
Variabilité océanique - Liens océan/atmosphère
Rsurf assez élevés
Variabilité des âges réservoir de surface
3 périodes d’upwelling
dégazage de CO2
δ C océaniques et atmosphériques (EDML)
13
Δδ13C océanique
benthique-planctonique + faible
âges benthiques-planctoniques
Siani et al., Nature comm., 2013
Modèle d’âge préliminaire
LEFE
- Tephrochronologie et dates radiocarbone (Carel et al., 2011)
Modèle d’âge précis
- 1ères reconstitutions multi-proxies (Montade et al., 2013)
Chgts latitudinaux des westerlies non progressif pdt TI
// climat Antarctique
- âges réservoir de surface (Siani et al., 2013)
- // comparaison données benthiques-planctoniques
Upwellings
Dégazage CO2
relation de phase avec Antarctique (même Δ rapide)
MD07-3117 - Fjord Aysen
300 - 400 cm/1000 ans
K (10-6 SI)
~410 14C yrs BP
MAC1, Maca Volcano
ARM 40
~5010 14C yrs BP
MEN1, Mentolat Volcano
35
30
25
3600 14C yrs BP
Hudson H1
20
ARM/IRM (10-3)
2,5
2,0
15
10
1,5
5
0
1,0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,5
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Depth (m)
Futur
1609 m
- collab. Univ. Ghent (fjord Aisen - station 26)
-44°
-45°
1536 m
2523 m
Rôle de l’océan austral dans la variabilité climatique
globale au cours des derniers 25 ka.
3 transects latitudinaux (archives terrestres et marines):
- SE Pacifique (PACHIDERME)
- Atlantique
- Indien
-46°
-47°
-48°
Projet SOCLIM (2013 - 2017)
collab. bilatérale franco-suédoise - coord. E. Michel
(France) - S. Björck (Suède)
-42°
-43°
- collab Univ. Concepcion (Seno Baker - station 30)
- Projet LEFE (IMAGO-2013)-CHICO?
(S. Duchamp-Alphonse)
-41°
-49°
1792 m
-50°
-51°
-52°
-53°
-54°
-55°
-76° -74° -72° -70°
Campagne Pachiderme au fjord Marinelli avec
pachyderme dans le glacier