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Les Journées de Paléocéanographie
Images-France
25-27 novembre 2009
Salle Badiane, Domaine du Haut-Carré
Campus Universitaire Bordeaux 1
Colloque organisé par Crosta Xavier
Le Haut-Carré. Salle Badiane à droite en rentrant.
Plan d’accès depuis l’arrêt Forum (ligne tram B).
Programme des Journées de Paléocéanographie
Liste des résumés – Présentations orales
Reconstruction des conditions environnementales durant la période Historique en
Péninsule Antarctique, Antarctique de l’Ouest
Loïc Barbara, Xavier Crosta, Guillaume Massé, Sabine Schmidt (UMR EPOC, Univ.
Bordeaux 1 ; [email protected])
Au cours de la dernière décennie, la Péninsule Antarctique a été identifiée comme la région où le
réchauffement actuel est le plus marqué dans l’Hémisphère Sud. Les observations satellites ont aussi
pu montrer une diminution de la concentration/extension de banquise annuelle dans cette région
depuis les années 80, ainsi qu’une récession des glaciers. Cependant, au-delà de la période
instrumentale, les données reconstruisant le couvert de glace de mer ainsi que les conditions
environnementales sont quasi inexistantes.
Nous présentons ici les premières données paléoenvironnementales issues de trois multi-tubes prélevés
à l’Ouest (MTC-10B et MTC-18A) et à l’Est (MTC-38C) de la Péninsule Antarctique sur le plateau
continental. Les mesures basées sur la décroissance radioactive du 210Pb ont permis de calculer un taux
de sédimentation pour chaque site. La période de temps estimée est respectivement de ~800, ~200 et
~100 ans pour la MTC10B, MTC18A, MTC38C. L’étude des assemblages des diatomées, couplée aux
analyses des biomarqueurs spécifiques de diatomées (HBIs), a permis de reconstruire les conditions
environnementales pour chacun des sites. Les résultats montrent un réchauffement des eaux de surface
et une diminution du couvert de banquise en accord avec l’augmentation des températures
atmosphériques enregistrées depuis ~1950. Les changements océanographiques associées au
réchauffement récent seront aussi discutés.
High sensitivity of calcareous nannoplankton to carbonate chemistry and their potential
adaptation to ocean acidification
Beaufort Luc, de Garidel-Thoron Thibaut, Grelaud Michaël, Buchet N. (CEREGE, CNRSUniversité Aix-Marseille, [email protected])
Ruiz-Pino D., Metzl Nicolas, Coupel P. (LOCEAN, CNRS-Université Paris 6)
Goyet C. (Université de Perpignan, Perpignan, France)
Probert I., de Vargas C. (Station Biologique de Roscoff, CNRS-Université Paris 6)
Rost B. (Alfred Wegner Insititute, Bremerhaven)
Rickaby R.E.M. (Oxford University,)
Emission of fossil carbon to the atmosphere induces ocean acidification that represents a potential
threat for calcifying marine organisms. Coccolithophores produce the major fraction of pelagic
carbonate, an important component of the carbon cycle, yet the effect of elevated CO2 on their
calcification is poorly understood. Culture experiments have demonstrated varied calcification
responses to increased pCO2 between and within coccolithophore taxa. Ex situ physiological
experiments fail to integrate the genetic complexity and adaptation potential of single celled organisms
on global geographic and evolutionary time scales. We used a novel automated, high-throughput
method for coccolith and coccosphere recognition and morphometric analysis to quantify the calcite
mass and morphotypes of gephyrocapsid coccolithophores from >700 samples from present oceans
and 40 kyr sediment records. These were compared to ocean carbonate chemistry reconstructed in both
space and time. The data indicate decreasing calcification with decreasing carbonate ion concentration
and increasing pCO2 and pH. At pH <8 (or a pCO2 >440 ppm) typical delicate gephyrocapsid
morphotypes are affected by malformation. However, in samples with the lowest pH, highly calcified
morphotypes of Emiliania huxleyi dominated. We suggest that carbon cycle feedbacks from
coccolithophore calcification will depend on the genetic diversity of populations. Strains seemingly
pre-adapted for future, more acidic oceans are already present in some lower latitude upwelling zones.
Diagénèse carbonatée en Méditerranée : biais sur le thermomètre Mg/ca
Bousseta Soumaya (Université de Sfax, Tunisia)
Sabbatini Anna (Université d’Ancone, Italie)
Nouet Julius (UMR IDES 8148, Université Paris-Sud Orsay)
Bassinot Franck (LSCE (CEA-CNRS-UVSQ), Gif-sur-Yvette)
Nous avons mesuré le rapport Mg/Ca sur des foraminifères planctoniques provenant de sommets de
carottes en Méditerranée. Les valeurs montrent une dispersion importante et sont trop élevées pour
pourvoir être expliquées par les températures de surface.
Des observations en MEB de nos échantillons montrent la présence d’encroutements diagénétiques qui
piègent des coccolithes sur la surface des tests de foraminifères. L’analyse par diffractométrie-X de la
calcite de trois espèces de foraminifères (Globigerinois ruber, Globigerina bulloides et Orbulina
universa) révèle l’existence de deux phases calcitiques. La première, pauvre en Mg, est la calcite
originelle des foraminifères. La seconde contient jusqu’à ~12% de Mg. Cette teneur en Mg est
cohérente avec une calcite qui aurait précipité en équilibre avec l’eau de mer.
La déconvolution des spectres DRX montre que cet encroutement calcitique post-dépôt affecte plus
fortement les sédiments de Méditerranée orientale où il représente systématiquement plus de 5% de la
calcite totale (allant jusqu’à 80%). Les sédiments de Méditerranée occidentale sont moins touchés,
avec un pourcentage de calcite diagénétique compris entre 1 et 4%. Cela reste cependant des valeurs
élevées puisque le dépôt d’une fine couche de calcite contenant 10-12% de Mg biaise très
sensiblement le Mg/Ca obtenu par ICP-AES rendant le développement du thermomètre-Mg/Ca
extrêmement difficile en Méditerranée.
Compte-tenu de cette diagénèse calcitique, il semble que le thermomètre Mg/Ca en Méditerranée ne
peut être contraint qu’en adoptant la méthode développée par Klinghamer (dissolution et analyse
progressive des tests de foraminifère) qui permet de séparer les différentes phases en présence.
Du cycle du carbone moderne au glaciaire
Bouttes Nathaelle, Paillard Didier, Roche Didier, Kageyama Massa (LSCE/IPSL-CEACNRS-UVSQ, [email protected])
Brovkin Victor (Max-Plank Institute Hambourg)
Archer Dave (University of Chicago)
Le lien entre cycle du carbone et climat est crucial, pourtant les mécanismes liant les deux ne sont pas
encore tous identifiés. En particulier de nombreuses hypothèses ont été avancées pour expliquer les
faibles concentrations en CO2 atmosphériques du dernier maximum glaciaire, il y a ~21000 ans, qui
étaient d’environ 190 ppm contre 280 ppm au préindustriel. Mais aucune de ces hypothèses ne s’est
révélée pleinement satisfaisante pour rendre compte à la fois du niveau bas du CO2 et des valeurs très
faibles du d13C des eaux profondes océaniques enregistrées dans les carottes de sédiment (Curry et
Oppo, 2005).
Par ailleurs les mesures de salinité et de température nous indiquent que les eaux profondes glaciaires
étaient très salées et donc très denses (Adkins et al., 2002). Cette forte densité peut entrainer une
stratification des océans créant ainsi un réservoir important de carbone dans l’océan profond (Paillard
et Parrenin, 2004). Nous présentons un mécanisme reposant sur la formation et la plongée rapide de
brines (eau sur-salée rejetée lors de la formation de glace de mer) autour de l’Antarctique en période
glaciaire. Ce mécanisme, qui est testé dans le modèle de complexité intermédiaire CLIMBER-2,
permet non seulement de stratifier les océans mais constitue également un lien direct de la surface vers
le fond, permettant ainsi d’apporter du carbone au fond tout en empêchant sa remontée vers la surface.
Ce mécanisme permet de baisser efficacement le CO2 atmosphérique tout en obtenant des valeurs
basses de d13C profond en bon accord avec les données.
L’ajout d’une paramétrisation de la diffusion verticale en fonction du gradient de densité ainsi que
d’un modèle de compensation des carbonates (Brovkin et al., 2007) permet de simuler les
concentrations glaciaires et de transiter d’un état glaciaire au préindustriel.
Contrôle de l’obliquité sur le devancement des SST et SSS pour les 8 dernières
déglaciations dans la zone subtropicale de l’océan Indien Sud
Caley Thibaut, Malaizé Bruno, Giraudeau Jacques, Charlier Karine, Rossignol Linda (UMR
5805 EPOC, Univ. Bordeaux 1, [email protected])
Kim Jung-Hyun (Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), Netherlands)
Caillon Nicolas, Rebaubier Hélène (LSCE, CEA, Gif-sur-Yvette)
Le transfert de chaleur et de sel entre l’Océan Indien et l’Océan Atlantique est connu pour avoir un
impact important sur la circulation ThermoHaline globale (Biastoch et al., 2008 ; Gordon A.L, 1996 ;
Knorr & Lohmann, 2003). Des travaux précédents ont démontré une augmentation du transfert d’eau
via le courant des Aiguilles, au sud de l’Afrique, avant les transitions glaciaires-interglaciaires (Peeters
et al., 2004). Notre étude montre que cette augmentation de transfert est accompagnée d’une
augmentation de température (SST) et de salinité (SSS) des eaux de surface du courant des Aiguilles.
Ces augmentations de SST et de SSS sont fortement reliées au paramètre d'obliquité au cours des
derniers 800000 ans. Les changements d'obliquité semblent influencer l’hydrologie de l’océan Indien
subtropical par l’intermédiaire des modifications ayant lieu dans l’océan austral (couvert de banquise,
vents d’ouest et front subtropical) (Bard & Rickaby, 2009 ; Kunz-Pirrung et al., 2002 ; Toggweiler &
Russel, 2008). Le devancement des SST et des SSS dans la zone subtropicale Sud sur l'augmentation
de niveau marin global pourrait ainsi affecter la circulation Thermo-Haline et le climat de
l’hémisphère Nord.
En outre, le signal d'obliquité, grâce à son effet sur le climat de l’hémisphère Sud, permet la mise en
place d’un phénomène de rétroaction positif important qui vient s’ajouter à l'effet du maximum
d'obliquité et/ou d’insolation et contrôle les déglaciations.
Dynamique de la zone minimum d’oxygène dans le pacifique est équatorial au cours de
la dernière période glaciaire.
Cartapanis Olivier, Tachikawa Kazuyo, Bard Edouard (CEREGE, UMR 6635, Univ. AixMarseille 3, [email protected])
Les enregistrements climatiques tirés des carottes de glaces groenlandaises montrent une forte
variabilité des températures à l’échelle millénaire au cours de la dernière période glaciaire. Cette
variabilité rapide est observée au niveau des moyennes et basses latitudes notamment dans les zones
minimum d’oxygène (OMZ) de la Mer d’Arabie et du Pacifique est équatorial où les conditions
d’oxygénation ont variés en phase avec les variations de températures aux hautes latitudes. Ces
modifications des conditions d’oxygénation peuvent être expliquées par des variations de la
productivité primaire qui entraînent un changement de la reminéralisation et/ou par une modification
de la ventilation.
La carotte MD02-2508 (23°27.91’N, 111°35.74’W, 606m) prélevée au large de la pointe de basse
Californie est située dans l’OMZ actuelle du Pacifique est équatorial. La mesure à haute résolution
temporelle des composants majeurs du sédiment de cette carotte à l’aide d’un scanner à fluorescence X
(ITRAX) a permis de mettre en évidence une augmentation de la concentration en matière organique
d’origine marine à l’échelle millénaire en phase avec les interstades chauds enregistrés au groenland.
De plus, l’analyse par ICP-MS d’éléments traces sensibles à l’oxydoréduction (U, Cd, Mo, Mn, Cu,
Ni,….) nous renseigne sur les processus à l’origine des variations de l’OMZ.
L’analyse en composante principale des éléments mesurés indique que la variabilité de ces éléments
est principalement liée à l’augmentation de la productivité exportée au site d’étude durant les
interstades. De plus, l’enrichissement en U et Mo suggère un appauvrissement en oxygène des eaux
intermédiaires durant le stade isotopique 2 et certains interstades très marqués en relation avec la
ventilation des eaux intermédiaires dans le Pacifique.
Holocene productivity changes off Adélie land, East Antarctica
Crosta Xavier, Denis Delphine, Schmidt Sabine (UMR EPOC, Univ. Bordeaux 1;
[email protected])
Massé Guillaume (LOCEAN, Univ. Paris 6)
Van Beek Pieter (LEGOS, Univ. Toulouse)
Carson Damien, Ganeshram Raja (Dept Of Geosciences, Univ Edingurgh, UK)
This study presents the first high-resolution multi-proxy investigation of primary productivity (PP)
during the Holocene from the Antarctic continental margins. Micropaleontological and geochemical
data from the sediment core MD03-2601, associated to sea ice model outputs, give unprecedented
insights into the biological pump of the Antarctic coastal area off Adélie Land in response to climatic
changes. Pluri-millennial and millennial changes of PP are observed in the study area in response to
changes in nutrient availability, stratification and growing season duration, which are linked to sea ice,
upwelling, wind and glacier dynamics. The precessional cycle seems to be responsible in the PP longterm variations while forcing factors involved at the millennial timescale remain more enigmatic, but
possibly linked to changes in the thermohaline circulation. Our results emphasize enhanced biological
pump during warmer and windier Holocene phases because of a longer growing season and greater
nutrient input. If these events can be taken as analog of sea ice and ocean conditions in the future,
Antarctic coastal and continental shelf zones may therefore represent a more intense carbon sink
during the next century.
Variabilité climatique fini-Holocène sur la marge Nord Islandaise : contribution de
l’étude haute résolution des kystes de Dinoflagellés
David Rémi, Turon Jean-Louis (UMR 5805 EPOC, Univ. Bordeaux 1, [email protected])
Sicre Marie-Alexandrine (LSCE-IPSL, CEA/CNRS/UVSQ)
L’étude des assemblages de kystes de Dinoflagellés a été réalisée sur les derniers 7 mètres de la carotte
MD 99-2275 (66°33.06 N-17°42 W par 440 mètres de profondeur) prélevée sur la zone néritique
Nord Islandaise. Des taux de sédimentation exceptionnels avec une résolution temporelle d’analyse de
2 à 5ans pour le dernier millénaire et de 15 à 50 ans pour la base de l’étude ont permis une première
approche haute à très hte résolution. Les concentrations exceptionnelles de 500 000 à 2 millions de
cellules par cc ont été observées.
Les changements paléoenvironnementaux sur la marge Nord Islandaise sont estimés en relation avec
l’évolution de deux groupes phytoplanctonique, le groupe Atlantique dont la distribution actuelle est
centrée sur la marge occidentale de l’Islande sous influence du courant d’Irminger et le groupe Subarctique proche du front polaire où s’affrontent à l’emplacement de la carotte les eaux arctiques issues
du courant est groenlandais et les eaux plus tempérée issues du courant d’Irminger.
L’assemblage de type Sub-arctique domine largement tout au long de la séquence mais apparaît plus
ou moins modulé par l’évolution de la représentation de l’assemblage Atlantique. Les proportions
relatives des dinokystes permettent de retracer les très nombreuses fluctuations fini-holocène de
l’histoire de cette marge dans lesquelles on identifie globalement dans un cadre chronologique basé
sur un très solide modèle d’âge téphrochronologique (Travaux de l’équipe islandaise de Jon
Eiriksson) la succession sur les 3 derniers millénaires de huit épisodes :
-Du plus ancien au récent ces périodes clairement identifiées correspondent à la fin de fer et age de
Bronze (1100-550 BC environ) ; succède la longue période chaude romaine (RWP) qui perdure
jusqu’à 400 AD. La moins classique Dark Age Cold Period prend fin vers 900 AD avec le début
de la période chaude médiévale qui culmine vers l’an 1000 pour fléchir avec le 13 ème siècle). Les
prémisses des refroidissements du petit Age glaciaire (LIA) sont enregistrés dés 1300 AD. Le LIA
s’achève avec le milieu du XIX ème siècle après avoir connu une claire période de rémission avec
l’embellie du XVI ème siècle particulièrement bien identifiée dans cette étude. Ces résultats sont
confrontés avec les résultats obtenues sur la même séquence par d’autres approches (diatomées,
alcénones, index IP,) et les archives historiques européennes
Des considérations sur l’histoire de la banquise sont également évoquées.
Variations saisonnières du climat en Méditerranée centrale au cours des 15,000
dernières années
Dormoy Isabelle, Peyron Odile, Magny Michel (Laboratoire Chrono-Environnement, UMR
CNRS 6249, Université de Franche-Comté, [email protected])
Combourieu-Nebout Nathalie (LSCE, UMR 1572 CEA-CNRS-UVQS, Gif-sur-Yvette)
Goring Simon (Department of Biological Sciences, Université Simon Fraser, Canada)
Kotthoff Ulrich (Department of Geosciences, Université d’Hamburg, Allemagne)
Pross Jorg (Institute of Geosciences, Université de Frankfurt, Allemagne)
Dans le contexte actuel du réchauffement global, la région méditerranéenne apparaît comme une
région clé pour l’étude des variations du climat car elle constitue l’une des zones les plus sensibles en
termes de variations hydrologiques et d’impact anthropique.
Les nouvelles analyses palynologiques de la carotte marine MD 90-917, prélevée en Mer Adriatique
par le R/V Marion Dufresne s’inscrivent dans le cadre du projet ANR LAMA. Elles complètent deux
transects Ouest/Est et Nord/Sud en Méditerranée qui permettront de mettre en évidence les gradients
climatiques qui ont influencé les changements de la végétation méditerranéenne au cours de
l’Holocène.
Le modèle d’âge de la carotte MD 90-917 est basé sur 20 dates 14C (Siani et al., 2004). Les nouvelles
données palynologiques complètent celles obtenues par Combourieu-Nebout et al. (1998). Elles
permettent de reconstruire avec une meilleure résolution chronologique les changements de la
végétation et du climat au cours des derniers 15,000 ans en Italie et dans les Balkans. L’événement
Heinrich 1 et le Dryas récent, sont marquées ici par un développement important des taxa semidésertiques marquant un climat plutôt froid et sec avec une saisonnalité des précipitations différente de
celle observée aujourd’hui. Pendant l’Holocène, la forêt tempérée colonise le milieu, le climat devient
tempéré, et la saisonnalité des précipitations similaire à l’actuel avec des précipitations élevées l’hiver
et faibles l’été. Certains micro-événements froids tels que l’événement 8.2 ka, le Dryas moyen et
l’oscillation Gerzensee ont également été mis en évidence.
Trois méthodes de reconstitutions sont appliquées aux résultats palynologiques de cette carotte pour
quantifier plusieurs paramètres climatiques, et, en particulier, les paramètres saisonniers qui paraissent
discriminants dans cette région (température du mois le plus froid/chaud, précipitations d’hiver et
d’été). Les méthodes appliquées sont: la méthode des meilleurs analogues (MAT), la PLS et la
méthode basée sur le modèle additif général et l’échelle non-métrique multidimensionnelle
(NMDS/GAM).
Débâcles glaciaires et épisodes de dessalure des eaux de surface dans le golfe de
Gascogne au cours des derniers 35 000 ans : le rôle de la calotte Européenne
Eynaud Frédérique, Malaizé Bruno, Zaragosi Sébastien, Turon Jean-Louis, Pujol Claude
(UMR 5805, Univ. bordeaux 1 ; [email protected])
La carotte MD952002 (47°27'N, 08°32'W), prélevée sur la Marge Celtique (plateau de Meriadzec;
2174 m de profondeur) au débouché de la Manche, a fait l'objet d'approches multiproxies et bénéficie
d'un modèle d'âge très robuste (Grousset et al., 200; Zaragosi et al., 2001; Menot-Combes et al., 2006,
Eynaud et al., 2007). Cette carotte se situe dans un secteur clé au regard des évènements de fontes qui
ont ponctué la dernière période glaciaire, car sous influence des apports du "paléofleuve Manche"
regroupant alors les grands fleuves européens (e.g. Gibbard, 1988 ; Lericolais, 1997), et à 200
kilomètres à peine de la marge sud de la calotte européenne alors largement développée sur les îles
britanniques (Evans, 1996).
Nous avons tenté sur cette séquence la quantification des paléosalinités de surface (SSS) pour les
derniers 35 ka, en confrontant deux méthodes de reconstitutions distinctes basées, qui plus est, sur
deux groupes de protistes différents: (1) les valeurs de δ18O planctoniques couplées aux
reconstructions de paléotempératures de surface (SST) dérivant des assemblages de foraminifères
planctoniques (fonction de transfert MAT556) ont été utilisées pour calculer les SSS d'après la
méthode de Duplessy et al. (1991); (2) les SSS ont été reconstruites directement sur la base des
assemblages de dinokystes (fonction de transfert R 1189).
Les résultats obtenus montrent une remarquable cohérence, tant dans l'amplitude des changements de
salinités enregistrés, que dans les valeurs reconstruites par les deux méthodes, qui s'inscrivent dans une
gamme d'écart d'au maximum 1 psu. Pour la première fois, nous sommes donc capables de chiffrer
avec un degré de confidence important l'évolution des salinités de surface dans le secteur nord du
Golfe de Gascogne. Cette évolution comparée à la paléoclimatologie du secteur ouest-atlantique,
amène d'importantes contraintes sur le couplage des forçages alors en jeu. Notamment, les évènements
de dessalure détectés coïncident avec d'importants changements de SST et sont associés à des débâcles
de glace majeures, soulignant une fois de plus l'imbrication des réservoirs océan-glace-atmosphère au
cours des accidents climatiques des derniers 35 ka.
High resolution records of rainfall changes over Papua New Guinea throughout the last
2000 years : unravelling monsoonal and ENSO influences
de Garidel-Thoron Thibault, Beaufort Luc, Barboni Doris, Buchet Noëlle, Siboni Sébastien,
Radakovitch Olivier, Vidal Laurence (CEREGE, Aix-Marseille Université, Aix-en-Provence;
[email protected])
Giraudeau Jacques, Martinez Philippe (EPOC, Université Bordeaux 1)
The role of the western Pacific warm pool in modulating global climatic changes is critical, notably at
the interrannual time scale through the El Niño-Southern Oscillation phenomenon. Yet, past changes
in ENSO variability throughout the last millenia are poorly constrained from marine archives. To
reconstruct past changes in rainfall variability at the annual to decadal time-scale during the last 2000
years in this region, we investigated two sediment cores from the northern margin of Papua New
Guinea, off the mouth of Sepik river (MD05-2917C2 and MD05-2918 sediment cores). Using a multiproxy approach combining XRF-scanning at suc-centimetric scale, biogenic fluxes, stable isotopes
analyses of planktonic foraminifera, charcoal and pollen countings, we document changes in both
mean conditions (decadal scale), and in extreme events likely correlated to ENSO variability. During
the Little Ice Age (LIA), decreased 18O planktonic foraminifera values are synchronous with higher
Ti/Ca values. This pattern clearly indicates that increased terrigenous fluxes correspond to fresher
surface waters off Papua, due to an intensification of terrestrial runoff during the LIA. Paradoxically
higher charcoals fluxes in the sediments during this interval point toward an increase of extreme dry
events, which we interpret as corresponding to more drastic El Niño events over Papua during the
LIA. During the Medieval period (from 900 to 1200 AD), we document an opposite pattern, with drier
mean conditions (decreased terrestrial inputs), and a decrease in extreme events from the charcoal
record. Our records shed some new light on the dynamics of the ENSO throughout the last millenium,
and we will discuss the potential climatic forcings at play for the opposition between decadal mean
state and shorter time scales. Notably, our results are in opposition with the latest modelling efforts,
which tend to indicate ENSO-like conditions during the LIA, and La Niña during the MWP.
La fraction magnétique: un traceur de la circulation profonde en Atlantique nord
pendant l’Holocène
Kissel Catherine, Laj Carlo, Wandres Camille (LSCE-IPSL, CEA/CNRS/UVSQ, Gif-surYvette ; [email protected])
Mulder Thierry, Cremer Michel (EPOC, Univ. Bordeaux 1, Talence)
La variabilité de la circulation thermohaline (THC) pendant les interglaciaires est un point crucial à
comprendre et à quantifier pour comprendre en particulier son évolution future dans le contexte de
changement climatique anthropique.
Nous montrerons des résultats obtenus sur des séquences Holocènes prélevées le long d’un transect
nord-sud depuis le « Bjorn Drift » et le « Gardar Drift » (56°N to 61°N) jusqu’à la fracture de CharlieGibbs (environ 53°N). Les carottes ont été prélevées pendant la campagne IMAGES-P.I.C.A.S.S.O
(2003, N. O. Marion Dufresne) et pendant la campagne du N.O. Charcot en 1977. Ces carottes sont
localisées dans la masse d’eau de débordement Islande-Ecosse (ISOW), un précurseur de la masse
d’eau profonde Nord-Atlantique (NADW). Cette eau profonde se forme en mer de Norvège et déborde
vers l’Atlantique nord en passant au-dessus des seuils volcaniques entre l’Islande et l’Ecosse en remobilisant en particulier la fraction magnétique. Celle-ci est composée dans les séries étudiées de
magnétites pauvres en titane et d’une taille moyenne de quelques microns (pseudo-monodomaines).
Le long du transect, une diminution progressive de la concentration en grains magnétiques est
observée du nord au sud. Cette diminution est présente après correction de la dilution par les
carbonates et par l’eau. Traduite en termes de flux magnétiques pour prendre en compte les différences
de taux de sédimentation, elle suit une loi polynomiale décroissante en fonction de la distance à la
source (seuil Islande-Faeroe). La taille des grains magnétiques, relativement uniforme au sein de
chaque série, diminue également significativement du nord au sud.
Nous avons donc là, l’expression claire d’un transport de cette fraction par les courants profonds et
d’un dépôt progressif depuis la source vers le sud le long du parcours de l’ISOW. La fraction
magnétique, bien qu’étant composée de grains de petite taille suit donc des lois de transports
classiques dans ce contexte de source unique et de masse d’eau bien identifiée qui montre son
potentiel en tant que traceur des changements de circulation océanique profonde.
Variations d’intensité du courant profond Nord-Atlantique (composante ISOW)
pendant l’Holocène
Kissel Catherine, Van Toer Aurélie, Laj Carlo, , Bouinot Thomas, Cortijo Elsa (LSCE-IPSL,
CEA/CNRS/UVSQ, Gif-sur-Yvette; [email protected])
Turon Jean-Louis (EPOC, Univ. Bordeaux 1, Talence)
La variabilité de la circulation profonde en Atlantique sub-polaire pendant la période Holocène a été
abordée par l’étude des propriétés magnétiques couplée à des mesures de granulométrie (sortable silt).
Les carottes étudiées proviennent du couloir profond septentrional de la fracture de Charlie-Gibbs
(CGFZ) située à l’extrémité sud de la ride de Reykjanes, à l’endroit où le courant profond lié à
l’Iceland-Scotland Overflow water (ISOW) tourne vers l’ouest pour remonter ensuite vers le nord le
long du flanc est de la ride. Ces deux carottes sont donc situées à un endroit clé pour étudier les
changements d’intensité de cette eau profonde.
La première carotte (CH77-02) a été prélevée par le N.O. Charcot en 1977 et la deuxième est une
carotte CASQ (MD08-3182Cq) prélevée pendant la campagne IMAGES-AMOCINT (2008) à bord du
N.O. Marion Dufresne. Les âges radiocarbones obtenus montrent que le taux de sédimentation moyen
pendant l’Holocène est d’environ 50cm/kyr permettant ainsi d’obtenir une résolution de l’ordre de 100
ans avec les mesures magnétiques en continu.
La tendance à long terme Holocène de la concentration en particules magnétiques (indicateurs
d’intensité de courants de fond, voir autre poster Kissel et al.) suit une loi polynomiale d’ordre 4
montrant que la concentration augmente entre 8 et 5 ka puis re-diminue entre 5 et 2 ka pour rester
relativement stable ensuite. Cette évolution montre que l’ISOW (et donc la convection en mers
nordiques) commence à fonctionner pendant l’optimum climatique Holocène révélé au même site par
l’analyse des dinoflagellés (maximum de Smir%) et atteint son amplitude maximum à la fin de cet
optimum. Ces résultats sont cohérents avec ceux de Hall et al. (2004), et indiquent le retrait du front
polaire vers le nord au début de l’Holocène.
Les variations à court terme seront discutées avec celles observées dans le sortable silt. La variation la
plus marquée est celle datée à environ 8.6 kyr caractérisée par un événement fin et une diminution très
significative de la concentration magnétique. D’autres périodes courtes de diminution du courant de
fond seront discutées.
L’origine des variations orbitales et millénaires du δ18Oatm.
Landais Amaelle , Dreyfus Gabrielle , Capron Emilie, Masson-Delmotte V., Hoffman Georg,
Jouzel Jean (LSCE/IPSL, Gif sur Yvette, [email protected])
Sanchez-Goni Maria Fernanda, Desprat Stéphanie (UMR 5805 EPOC, Univ. Bordeaux 1)
Leuenberger Markus (Oeschger Center for Climate Science, Univ. Bern, Suisse)
Johnsen Sigfus (Department of Geophysics, Univ. Copenhagen, Danemark)
La composition isotopique de l’oxygène atmosphérique (δ18Oatm) est un marqueur complexe qui
intègre les changements du niveau global des mers, du cycle de l’eau et de la productivité de la
biosphère. Une forte signature du cycle de précession a été identifiée dans ce signal ; par conséquent,
les enregistrements à basse résolution de δ18Oatm sont utilisés pour dater les carottes de glace.
Cependant, les origines de ces variations sont encore peu connues. Ici, nous utilisons des
enregistrements de δ18Oatm aux échelles millénaires et orbitales sur les carottes de NorthGRIP, Vostok
et EPICA Dome C pour mieux comprendre les différentes influences du δ18Oatm. Nous montrons en
particulier, qu’en plus du fort signal de précession, le signal haute résolution de δ18Oatm montre une
diminution systématique pendant les phases chaudes des événements de Dansgaard-Oeschger et une
augmentation systématique pendant les phases froides. Pour les 2 échelles de temps considérées, le
δ18Oatm est fortement relié à l’intensité de la mousson, elle-même influencée par des déplacements de
la zone de convergence intertropicale. De plus, l’effet Dole, défini comme la différence entre le δ18Oatm
et le δ18O de l’océan global, permet de supprimer le signal d’obliquité dans l’enregistrement de
δ18Oatm. L’effet Dole est aussi un bon indicateur des changements du cycle hydrologique et de la
productivité biosphérique. Finalement, nous comparons les enregistrements de δ18Oatm aux
changements passés de la composition atmosphérique enregistrés dans les carottes de glace. Ceci
montre que le δ18Oatm répond beaucoup plus que le méthane au signal de précession. Enfin, des
similarités observées aux échelles orbitales entre le CO2 et le δ18Oatm révèlent un fort couplage entre
les cycles du carbone et de l’oxygène.
Influence of orbital cycles and sea-level changes on the recent sedimentation of organic
matter in the Indonesian straits
Liu Wei, Baudin François (UMR 7193, ISTeP, UPMC Paris 6, Paris, France,
[email protected])
Moreno Eva, Venec-Peyré Marie-Thérèse (UMR 5143, CR2P, MHNH, Paris, France)
Bassinot Franck (LSCE, Domaine du CNRS, Gif-sur-Yvette, France)
Fang Nianqiao (CUGB, Beijing, China)
The global thermohaline circulation plays a fundamental role in the long term regulation of climate
because of its effects on heat and salt transport to high latitudes and its implication in the hydrologic
cycle. One of the major objectives of this thesis is to study past changes in one of the major
"Conveyor Belt" return flow, the Indonesian Throughflow (ITF), where warm surface waters from the
western Pacific Ocean are transferred to the equatorial Indian Ocean. It is also important to have a
better understanding of monsoon dynamics, especially in relationships with Pacific Warm Pool
evolution. The sedimentary records retrieved in high sedimentation rate areas will allow us to study
past changes in the Indonesian monsoon activity at different time scale in relationships with orbitallydriven changes in past insolation and/or the evolution of the western Pacific Warm Pool.
The core MD01-2376 (28 m length) retrieved during MD122-IMAGES VII (International Marine
Global Changes Study) at 2906 m of water depth, in the Timor Sea (12◦318 S and 121◦192 E), in area
which is situated in the southwestern of the Indo-Pacific Warm Pool, was chosen for this purpose.
The age model of the core was developed by correlating its δ18O and δ13C records, and we
reconstructed the past sea surface temperature by the ratio of Mg and Ca. The concentration of CaCO3
and total organic carbon (TOC) show changes in phase with the past sea level variation and
productivity changes. The high-resolution (1 cm interval) elements (from Al to Ba) compositions were
measured on XRF core scanner AVAATECH.
The main goals of this work are:
- To reconstruct the evolution of surface and intermediate waters exchanges between the Indian
and Pacific Oceans over the last 200 ka in relationships with sea level changes which isolated
many basins in the Indonesian archipelago during glacial times.
- To obtain the relative sea-level changes and variations in the Indonesian Through Flow
activity and thereby improve our understanding of ocean’s role in controlling the atmosphere
CO2 level.
The first results show clear glacial-interglacial changes, especially in the CaCO3 and TOC records.
The XRF elemental data correspond well with other results (Luminosity, CaCO3, and TOC) and the
element Ba and Ti/Al ratio can indicate the productivity and terrigenous fluxes respectively, but do not
show a contrasted glacial-interglacial pattern. The Rock-Eval and palynofacies analysis works are in
progress to obtain a better determination of the type of organic matter and to check the relative
proportion of both marine and terrigenous organic matter fluxes in relation with glacial-interglacial
cycles.
La porte des larmes (Bab El Mandeb) : Invasions d’eaux exceptionnellement chaudes et
salées depuis la mer Rouge vers la mer d’Arabie au cours de l’avant dernière
déglaciation (Terminaison 2)
Malaizé Bruno, Charlier Karine, Joly Céline (UMR 5805 EPOC, Univ. Bordeaux 1,
[email protected])
Vénec-Peyré Marie-Thé (MNHN, UMR7207 CR2P, Paris)
Bassinot Franck, Caillon Nicolas (LSCE, CEA, Gif-sur-Yvette)
Les remontées rapides du niveau global des océans au cours des déglaciations ont profondément
bouleversé l’hydrologie de régions présentant des seuils bathymétriques importants. Le seuil de Bab El
Mandeb (Porte des Larmes, en français), entre la Mer Rouge et la Mer d’Arabie, se situe à une
profondeur proche de celle atteinte lors des dernières périodes glaciaires (~125 m).
Une étude multi-proxies (faunistiques et géochimiques) de la carotte Marine MD96-2073, située au
large de l’île de Socotra, montre des invasions d’eaux exceptionnellement chaudes et salées au cours
de la terminaison 2. Les qualités physiques (températures et salinités) de ces eaux attestent de leur
origine, qui ne peut être que de la Mer Rouge. Lors de la période glaciaire précédente (MIS6), le bas
niveau marin ne permettait pas une connexion importante entre les deux bassins (mer Rouge/mer
d’Arabie). La remontée globale du niveau des mers lors de la terminaison 2 a facilité de nouveaux
transferts entre les deux bassins, favorisant la sortie d’eaux chaudes et salées venant de la Mer Rouge
vers la mer d’Arabie. L’occurrence et l’intensité de ces panaches d’eaux sont, en effet,
proportionnelles à la vitesse de remontée du niveau global des océans.
Ces panaches d’eaux salées intrusives ont pu avoir deux effets sur l’hydrologie locale, mais également
plus globale. Les changements de salinités de surface, en modifiant la densité des eaux, ont
probablement influencé la mise en place et l’intensité des upwellings de la mer d’Arabie. Ces salinités
ont également pu être transférées du nord au sud de l’océan Indien, modifiant radicalement la qualité
des eaux de courants aussi importants que le courant des aiguilles.
Impact de la salinité sur le thermomètre-Mg/Ca de G. ruber : implications pour les
reconstitutions paléocéanographiques
Matthien Elise, Bassinot Franck (LSCE (CEA-CNRS-UVSQ), 91198 Gif-sur-Yvette)
Le rapport Mg/Ca des tests de foraminifères a été énormément utilisé ces dernières années pour
reconstruire les paléo-températures océaniques. En étudiant le rapport Mg/Ca de tests de
Globigerinoides ruber provenant de tous les basins océaniques, nous montrons que la relation Mg/Catempérature est significativement biaisée par la salinité. Un changement de 1 psu de la salinité de
surface se traduit en effet par un biais de +1.6°C de la température estimée à partir du rapport Mg/Ca.
Ne pas prendre en compte cet effet amène, par exemple, à surestimer les températures au dernier
maximum glaciaire. Nous avons développé une procédure de correction. Elle a été appliquée à un
enregistrement sédimentaire pour reconstruire l’hydrologie de la Warm Pool du Pacifique depuis le
Dernier Maximum Glaciaire. Tandis que les données Mg/Ca non corrigées indiquent un réchauffement
de 3°C depuis le DMG, les données corrigées se traduisent par un réchauffement de 4°C. Ce protocole
de correction a également été appliqué dans le cadre d’une reconstruction des changements de salinité
à l’Holocène en Baie du Bengale et en Mer d’Arabie à partir du couplage Mg/Ca-δ18O. Le gradient de
salinité W-E corrigé est considérablement réduit comparé au gradient non-corrigé.
Un modèle écolphysiologique de croissance des foraminifères pour améliorer les
reconstructions climatiques
Lombard F., Michel E., Labeyrie L., Bopp L., Cortijo E., Retailleau S. (LSCE-IPSL,
CEA/CNRS/UVSQ, Gif-sur-Yvette ; [email protected])
Howa H. (BIEF, Univ. Angers)
De nombreuses reconstitutions paléoclimatiques reposent sur les foraminifères, qu'il s'agisse de leurs
compositions isotopiques, géochimiques, ou de l'assemblage des différentes espèces. Cependant ces
reconstitutions ne prennent généralement pas en compte l'écologie des différentes espèces. Nous
présentons ici un modèle de croissance de 8 espèces de foraminifères planctoniques qui permettra à
terme d'améliorer les reconstitutions climatiques en prenant en compte la saisonnalité et la profondeur
de vie de ces espèces. Le modèle de croissance d'un foraminifère est basé sur les expériences en
laboratoire (respiration, croissance, photosynthèse des symbiontes). L'abondance d'une espèce a
ensuite été calibrée par les données de filet à plancton pour lesquelles les caractéristiques
hydrologiques et les profils de teneur en chlorophylle était connus, en considérant l'abondance d'une
espèce est directement reliée à son taux de croissance.
A partir des cartes satellitaires de température et de chlorophylle, ce modèle permet de reproduire
avec un taux de succès supérieur à 70% l'espèce majoritaire (parmi les 8 espèces considérées) pour les
différentes stations de la compilation des résultats de filet à plancton publiée par Bé et al. Il reproduit
également les pourcentages relatifs de ces huit espèces pour la base des sommets de carottes MARGO
avec un écart quadratique moyen de 3.5 à 19% suivant les espèces.
Ce modèle permet donc de prédire de façon fiable la profondeur d'habitat et la saison de croissance des
huit espèces considérées.
Reconstruction de l’hydrologie de subsurface dans le Pacifique Sud-Ouest équatorial
durant les 300 000 dernières années : un indice de la migration de la ZCIT ?
Regoli Fabienne (CEREGE, Aix-Marseille Université, CNRS, CDF, IRD Europôle
Méditerranéen de l’Arbois, BP 80, 13545 Aix en Provence, France, [email protected])
Les températures de surface et la salinité de la zone ouest Pacifique sont de bons indicateurs du climat
global et peuvent refléter des phénomènes tels que l’El Niño Oscillation Australe, premier contributeur
de la variabilité climatique mondiale à l’échelle interannuelle. Plusieurs études ont montré que cette
zone était marquée par des amplitudes thermiques glaciaires-interglaciaires assez importantes
(>2,5°C), mais depuis le début du Pléistocène, aucune tendance à très long terme n’a été décelée. Si de
nombreux enregistrements de paléotempératures ont été publiés pour documenter le cœur de la Warm
Pool, aucun ne se situe entre 0° et 20° de la latitude Sud, zone sous l’influence directe de la zone de
convergence intertropicale (ZCIT).
Le climat du Golfe de Papouasie (SE de la Papouasie Nouvelle Guinée) est principalement sous
l’influence de la mousson australasienne, et de la ZCIT. La carotte MD052930, prélevée dans ce golfe,
est principalement composée de carbonates biogéniques bien conservés car elle se situe au dessus de la
CCD (1500 m). Pour reconstruire les variations paléoclimatiques durant les 300 000 dernières années
dans le Pacifique Ouest équatorial, nous analysons le rapport Mg/Ca de deux morphotypes de l’espèce
Globigerinoides ruber comme indicateurs des paléotempératures des eaux de surface (G. ruber sensu
stricto) et de subsurface (G. ruber sensu lato pyramidalis).
L’analyse couplée du Mg/Ca de ces deux morphotypes aux changements glaciaires/interglaciaires,
montre que les paléotempératures estimées par G. ruber sensu stricto sont statistiquement plus chaudes
que celles estimées par G. ruber sensu lato pyramidalis avec un écart moyen d’environ 0,3°C. A
l’échelle glaciaire-interglaciaire, nos résultats indiquent que l’amplitude des variations de températures
de surface, varie de 1°C à 2,5°C. Ces amplitudes sont en moyenne plus faibles que celles observées
dans le cœur de la warm pool. Ce résultat suggère qu’au cours des périodes glaciaires, la ZCIT a très
probablement migré vers le Sud, atténuant la différence de températures avec les périodes
interglaciaires. Enfin, l’analyse couplée du δ18O et des paléotempératures déduites du Mg/Ca des
foraminifères à plus haute résolution, nous permettra de reconstruire les variations de paléosalinité
dans cette zone et de confirmer la migration de l’ITCZ durant les périodes glaciaires, dans le Pacifique
Ouest équatorial.
Variabilité du climat au large de la marge chilienne de Taitao (Patagonie
Septentrionale) depuis la dernière période glaciaire
Siani Giuseppe, Colin C., Carel M., (IDES, UMR 8148, Univ. de Paris-Sud,
[email protected])
Michel Elisabeth, Dewilde Fabien, Kissel Catherine (LSCE, CNRS-CEA, Gif-sur-Yvette)
La région chilienne des fjords d’Aysen, localisée entre l’archipel de Chonos et la péninsule de Taitao
(44°S à 47°S), représente un complexe d’îles, de chenaux et de petites baies issues de l’érosion des
glaciers Patagoniens qui couvraient cette région pendant les dernières glaciations. C'est une zone de
forte précipitation, en raison de la migration saisonnière du front atmosphérique sud polaire entre 50°S
(été) de latitude et 40°- 45°S (hiver). Cette zone constitue une zone clé pour mieux contraindre la
variabilité des systèmes de circulation atmosphérique et océaniques et élucider leurs rôles dans les
changements climatiques à l’échelle régionale et globale. Dans cette région, la chaîne andine est aussi
le siège d’une forte activité volcanique, marqué par treize grands centres volcaniques quaternaires.
Nous présentons ici les résultats préliminaires d’une étude minéralogique (cortèges argileux),
géochimique (isotopie de l’oxygène de foraminifères, analyses par XRF de la fraction silico-clastique)
et tephrostratigraphique de la carotte MD07-3088 prélevé au nord de la péninsule de Taitao à environ
46°S au large de la marge continentale chilienne. L’objectif de cette étude est de documenter la
dynamique sédimentaire et la variabilité de la ceinture des vents d’Ouest depuis la dernière période
glaciaire, le tout à partir d’un modèle chronologique détaillé. Cela permettra de déterminer le rôle de
chacun de ces phénomènes dans les changements climatiques à l’échelle régionale des hautes latitudes
de l’hémisphère sud et leur éventuel synchronisme à l’échelle inter-hémispherique.
Ocean Variability in the polar front during the last two millennia (North of Iceland)
(PACTHOL projet)
Sicre Marie-Alexandrine, Ezat Ullah (LSCE/IPSL-CEA-CNRS-UVSQ ;
[email protected])
Massé Guillaume, Bouloubassi Ioanna (LOCEAN, Univ. Paris 6)
marie-
Ocean variability at decadal time-scales remains poorly described partly because of the scarcity of
high temporal resolution marine records. Here, we present a reconstruction of Sea Surface
Temperatures (SSTs) over the past two millennia at unprecedented temporal resolution (2 to 5 years),
from a marine core located off North Iceland. Alkenone paleothermometry was used to infer SST
variability and tephrochronology to built the age model. Spectral analyses of the SST signal indicate
intermittent 20-25 year oscillations, with periods of strong and weak power, that are likely reflecting
the ocean response to wind forcing, presumably the North Atlantic Oscillation (NAO). Warmer SSTs
and paleo-magnetic proxy data, between 1000 and 1350 year A.D., overlapping the Medieval Climatic
Anomaly (MCA), suggest enhanced heat transport across the Denmark Strait by the North Icelandic
Irminger Current (NIIC). This is in contrast with the subsequent period, which includes the Little Ice
Age (LIA), showing continuous cooling towards the 20th century. Reduced NIIC flow through the
Denmark Strait likely resulting from higher freshwater and sea ice export from the Arctic would
account for the observed colder conditions. A novel proxy record, based on the presence of a
biomarker (IP25) produced by sea-ice diatoms was obtained from the same core to reconstruct sea ice
occurrences. An excellent agreement was observed between IP25 record and historical description
available over the last 1000 years. Finally, selected biomarkers such as phyto-sterols and C37 alkenone
abundances were used to characterize phytoplanktonic species and link them to surface ocean
variability. Our data show that the last ~200 years were marked by a sharp rise of ste-28 (diatoms) and
ste-29. ste-28 are mostly associated to diatoms species as well as in that case the ste-29 as suggested
by the absence of correlation with terrestrial alcohols. Alkenones produced by coccolithophorids do
not show this trend. We speculate that this drastic productivity changes reflect nutrient redistribution
as a result from the sea ice extent.
PaleoMex : a specific action of MISTRALS
Sicre
Marie-Alexandrine
(LSCE/IPSL-CEA-CNRS-UVSQ ;
[email protected])
Guiot Joël (CEREGE, CNRS-Université Aix-Marseille)
marie-
PaleoMex aims at documenting the Mediterranean climate and its hydrological cycle over the
Holocene and their impact on human societies. Lying is a transition zone between tropical and midlatitude climate regimes, the Mediterranean basin is very sensitive to global climate change. Besides
its climatological location, important development of ancient societies in its surroundings makes the
Mediterranean region a unique experimental site to foster our understanding on the complex
interactions between climate, the environment and human activities. The project wants to be strongly
multidisciplinary, combining the expertise of climatologists, paleoceanographers, geochemists,
archeologists, historians, etc…. It will promote a coordinated effort to document climate and ocean
circulation variability at highest possible temporal resolution from documentary and natural archives
(proxy records) to extend records over centennial to millennial time-scales. Paleo-data will be used in
an integrated data/model approach to describe the evolution of human societies in response to climate
forcing (natural and anthropogenic). PaleoMex will put a strong emphasis on the past two millennia
where most of the information exists to connect climate and Mediterranean civilizations, their
appearance, apogee and decline, and on the Sapropel S1 (9000-7500 BP), a period of known extreme
alteration of the Mediterranean water budget.
Les variations de la mousson sud-américaine à l’Holocène et leurs conséquences sur la
dynamique sédimentaire continentale et côtière.
Turcq Bruno, Sifeddine Abdel (LOCEAN-IPSL, Centre IRD France Nord ,
[email protected])
Spadano Albuquerque Ana Luiza, Campello Cordeiro Renato (Departamento de Geoquímica,
Universidade Federal Fluminense , [email protected])
La sédimentation des vasières de la plateforme Sud-est du Brésil est caractérisée par une augmentation
des concentrations en Carbone Organique Total à partir de 3000 ans cal BP interprétée comme une
augmentation des upwellings côtiers. Ce changement est associé à une augmentation des taux de
sédimentation et des taux d’accumulation minérale qui ne peuvent être expliqués par ce seul processus.
Les données continentales indiquent un climat plus sec que l’actuel à l’Holocène inférieur et moyen
marqué par des niveaux de lac plus bas que l’actuel et une mosaïque de forêts galerie et savanes plus
ouverte que la forêt tropicale actuelle. Ces observations sont en accord avec les simulations des
Modèles de Circulation Générale à 6000 ans BP qui montrent une plus faible intensité de la mousson
sud-américaine en réponse aux plus faibles insolations de décembre à février.
Les dépôts continentaux de la région Sud-est du Brésil montrent que l’érosion des versants était très
intense au début de l’Holocène formant des cônes alluviaux au pied des versants. A l’Holocène moyen
la formation de terrasses alluviales indique une augmentation des débits des rivières et l’Holocène
supérieur est marqué par l’incision de ces terrasses. C’est cette érosion des dépôts alluviaux, liée au
climat actuel plus humide qui a provoqué l’augmentation des taux de sédimentation sur la plateforme.
L’intensification de la mousson sud-américaine, en renforçant la convergence atmosphérique, a
également favorisé l’occurrence d’upwellings côtiers. Le fait que ces changements aient lieu assez tard
à l’Holocène (après 3000 ans cal BP) semble être une caractéristique des tropiques sud.
Hydrologie de la Mer de Marmara au cours des derniers 23000 ans: conséquence sur les
connexions avec la Mer Noire et le dépôt du sapropel
Vidal Laurence (UMR 6635, CEREGE, Aix-Marseille Université, CNRS, Collège de
France, IRD, [email protected])
Les sédiments d’origine lacustre et marine déposés dans le basin de la mer de Marmara ont enregistré
les échanges d’eau entre la Mer Noire et la Méditerranée au cours du Quaternaire récent. Cette étude
porte sur une approche multi-traceurs basée l’analyse des isotopes de l’oxygène et du strontium sur
des coquilles carbonatées, la mesure des éléments majeurs et traces, l’analyse de composés organiques
spécifiques ainsi qu’une étude micropaléontologique effectués sur des sédiments datés au carbone 14
prélevés dans le bassin de la Mer de Marmara. Les résultats mettent en évidence des changements
marqués des valeurs de δ18O et 87Sr/86Sr au niveau de la transition marin –lacustre. Les concentrations
des bio-marqueurs organiques montrent l’origine marine du sapropel alors que les changements des
concentrations en n-alkanes indiquent clairement une contribution de matière organique d’origine
continentale avant et après l’événement sapropel. La comparaison entre les enregistrements de la Mer
de Marmara et de la Mer Noire indiquent le débordement de la Mer Noire vers la Mer de Marmara
depuis le dernier maximum glaciaire jusqu’au Bølling-Allerød. La première incursion d’eau d’origine
Méditerranéenne dans le bassin de la Mer de Marmara est datée à 14.7 cal. ka BP. Cependant la
salinisation du bassin se met en place de façon graduelle, ce qui suggère que les eaux douces de la Mer
Noire contribuaient au bilan hydrique de la Mer de Marmara. Après le Younger Dryas (associé à un
apport de matière organique d’origine continentale), les deux bassins se déconnectent entraînant une
augmentation de la salinité dans la Mer de Marmara. Le dépôt du sapropel qui a suivi, résulte d’une
augmentation de la productivité primaire caractérisée par une réorganisation de la population phytoplanctonique.
The timing of ocean circulation changes in the Atlantic over the last deglaciation
Waelbroeck Claire, Michel Elisabeth, Labeyrie Laurent, Duplessy Jean-Claude
(LSCE/IPSL, Lab. CNRS-CEA-UVSQ, Gif-sur-Yvette, [email protected])
Luke Skinner (Godwin Laboratory, University of Cambridge, UK)
We present new benthic isotopic data from core MD07-3076 retrieved in the Atlantic sector of the
Southern Ocean (44°09’S, 14°13’W, 3770 m water depth), and place them in the context of well-dated
published Atlantic benthic foraminifera isotopic records covering the last 30 ky. Dating of core
MD07-3076 was achieved by a combination of 14C AMS measurements on planktonic foraminifera
and correlation of sea surface temperature signals derived from both planktonic foraminifera Mg/Ca
and census counts, with Antarctic ice isotopic records (Skinner et al., submitted).
Comparison of benthic isotopic records from various depths in the North and South Atlantic reveals
that circulation changes over the last deglaciation did not take place simultaneously in the 1000-2000
m and in the 3000-4500 m depth ranges. Circulation changes first occurred at lower depth, causing
large and relatively rapid changes in benthic δ18O and δ13C at the beginning of Heinrich Stadial 1
(HS1) and the Younger Dryas. Below 3000 m depth, North Atlantic deep water hydrology changed
only gradually until a large increase in deep water ventilation took place, resulting from the
resumption of North Atlantic Deep Water formation at the end of HS1. In contrast, our deep South
Atlantic record indicates that Circumpolar Deep Water around 3800 m depth remained quasi-isolated
from northern water masses until the end of HS1. Furthermore, our record shows that core MD073076 site was then flushed with better ventilated waters for a few hundred years from ~14.5 to 14
calendar ky BP, before benthic δ18O and δ13C values resumed their progression towards Holocene
levels.
In conclusion, this set of well-dated Atlantic records demonstrates that benthic δ18O records followed
different time evolutions across the last deglaciation, depending on the site latitude and water depth, so
that benthic δ18O can not be used as a global correlation tool with a precision better than 3 ky.
Amélioration de la qualité du carottage Küllenberg
Woerther Patrice (Ifremer, Centre de Brest - TSI/SI, [email protected])
Les techniques de carottage gravitaire à piston stationnaire ont peu évolué depuis les travaux sur le
carottier géant (Lancelot et Balut, 1993) ou les travaux sur un piston réellement stationnaire
(Montargès et al, 1983). L’utilisation récente de nouveaux câbles, plus légers nécessite des nouvelles
conditions de mise en œuvre et de réglage. Le problème de fond reste la qualité des carottes souvent
mauvaise et très variable selon les navires, les équipes opérationnelles, la profondeur de travail et les
réglages du carottier:
- la récupération peut varier d’un facteur 2,
- les niveaux prélevés se situent à des cotes différentes dans la carotte, la géométrie des couches
n’est donc pas bien préservée,
- la longueur de sédiment perturbée par le pistonnage est proportionnelle à la profondeur d’eau
et le poids dans l’eau du carottier.
- certains travaux scientifiques ont été réalisés à partir de carottes dont la qualité a conduit à de
mauvaises interprétations. De nombreuses polémiques ont alimenté le débat.
Le carottage gravitaire à piston stationnaire est très utilisé car il est un moyen rapide et économique
pour obtenir des informations du fond de mer. Cette technique est mise en œuvre sur 3 navires de
l’Ifremer et sur le Marion Dufresne à l’IPEV.
Pour apporter une réponse concrète à ces problèmes, l’action « amélioration de la qualité du
carottage » a été crée autours d’une équipe pluridisciplinaire de l’Ifremer. Les objectifs sont :
- mesurer la cinématique du carottier pour comprendre son fonctionnement
- décomposer les différentes phases d’une opération de carottage
- quantifier les facteurs d’influence en particulier les câbles grands fonds
- modéliser le fonctionnement du carottier par une approche théorique
- calibrer le modèle à partir de jeux de données
- comparer la qualité des carottes à la cinématique
- proposer de nouveaux réglages opérationnels
- corriger les profondeurs des niveaux prélevés.
Ces travaux ont beaucoup avancé grâce à une instrumentation spécifique du carottier. Les mesures ont
permis de quantifier la cinématique des différentes parties du carottier et mettent en évidence le rôle
primordial du travail du piston et du câble grand fond.
Le logiciel CINEMA permet de déterminer les différents paramètres de réglage du carottier par
modélisation ou calcul d’abaques. Le dépouillement des carottes a démontré une très nette
amélioration de la qualité des carottes. Cependant, selon les câbles utilisés et la profondeur de travail,
il n’est pas possible d’obtenir une qualité optimum durant toute la phase de carottage. Tous les
paramètres d’influence ont donc été étudiés expérimentalement (campagne ESSCAR9 sur le Suroit par
exemple) et numériquement afin de déterminer les meilleurs compromis. Pour ces cas difficiles, le
scientifique sait à priori quelle sera la qualité de sa carotte et disposera d’outils pour corriger les
niveaux prélevés.
Une convention de collaboration entre l’IPEV et l’Ifremer sur l’amélioration de la technique du
carottage sédimentaire marin est signée. Les moyens sont mis en commun afin de progresser plus
efficacement et répondre au mieux aux besoins des scientifiques.
Influence de la glace côtière et fluviale dans la sédimentation glaci-marine
Zaragosi Sébastien, Eynaud Frédérique (Université Bordeaux 1, UMR 5805 EPOC ;
[email protected])
Toucanne Samuel, Soulet Guillaume, Lericolais Gilles, Bourillet Jean-François (IFREMER,
DRO/GM/LES)
Van Vliet Lanoe Brigitte (Institut Europe´en Universitaire de la Mer, UMR 6538)
La présence de grains détritiques grossiers relargués par la glace (Ice-Rafted Debris : IRD) dans les
séquences sédimentaires marines est un traceur clef pour la connaissance des conditions océaniques de
surface (températures, présence de glace) et l'état de stabilité des calottes glaciaires. Jusqu'à présent la
présence d'IRD dans les archives sédimentaires marine était essentiellement associée à la présence
l'iceberg en surface (O Cofaigh 2001). Pourtant dans les environnements glaciaires et périglaciaires
actuels une multitude de processus autre que les glaciers sont susceptibles d'incorporer du sédiment
dans de la glace et de l'exporter vers le large. Par exemple, dans les environnements côtiers arctiques
les particules de glace en formation (slush-ice ou frazil-ice) vont emprisonner les sédiments en
suspension. Sous certaines conditions des cristaux de glace en suspension peuvent également s'ancrer
sur le fond des rivières et du plateau continental (anchor ice) incorporant ainsi directement les
sédiments du fond (Reimnitk et al. 1987). Au printemps la fonte de cette glace, généralement
synchrone de la période de débâcle des fleuves va permettre l'expulsion de ce mélange glace-sédiment
vers le domaine marin (Eicken et al. 1997).
Pour mieux comprendre l'influence de la glace côtière et fluviale dans le processus d'ice-rafting, des
varves glaciaires riches en IRD provenant de trois sites d'études différents sont comparés (Saint
Laurent, Mer Noire au débouché du Danube et Golfe de Gascogne au débouché du Paléo-fleuve
Manche).
Liste des résumés – Affiches
Changements de la végétation et variabilité climatique rapide au cours des derniers
25000 ans d’après l’analyse pollinique haute résolution de la carotte ODP Site 976.
Combourieu Nebout Nathalie , Desprat Stéphanie (LSCE, UMR 1572 CNRS/CEA/UVSQ,
F-91198 Gif sur Yvette Cedex, France, [email protected])
Peyron Odile, Dormoy Isabelle, Beaudouin Célia (Laboratoire de Chrono-Environnement,
UMR 6249 CNRS, Besançon, France)
Kotthoff Ulrich (Department of Geosciences, Hamburg University, Hambourg, Allemagne)
Marret Fabienne (Department of Geography, University of Liverpool, Royaume Uni)
L’analyse pollinique à haute résolution et les reconstructions des paramètres climatiques sur la carotte
ODP Site 976 montrent clairement la réponse de la végétation aux changements climatiques rapides
des derniers 25,000 ans.
La validité des reconstructions climatiques obtenues par la méthode des analogues (MAT) sur les
analyses polliniques des carottes marines a été testée sur 22 échantillons de surface prélevés en
Atlantique et en Méditerranée. Les valeurs actuelles mesurées sont estimées avec le logiciel Locclim.
Les valeurs mesurées et valeurs calculées par la MAT sont en adéquation pour les reconstructions des
températures et précipitation d’été ainsi que les précipitations annuelles. Par contre, les températures et
précipitations d’hiver semblent surestimées respectivement de quelques degrés et d’environ cent
millimètres.
Au cours des derniers 25000 ans, la végétation méditerranéenne a répondu quasi simultanément aux
événements climatiques. Des périodes de sécheresse et de refroidissement sont enregistrées lors des
événements de Heinrich et du Younger Dryas. Pendant le Bölling/Allerød, deux épisodes chauds
encadrent un refroidissement, exprimant, sans aucun doute, la succession Bölling-Dryas moyenAllerød. Par contre, la tendance climatique générale montre un réchauffement ce qui est en opposition
avec les reconstructions obtenues en Europe du Nord et au Groenland.
Pendant l’Holocène, plusieurs reculs de la forêt méditerranéenne sont corrélés avec les phases de
sécheresse enregistrées sur le continent et/ou avec les refroidissements successifs répertoriés dans les
eaux de surface méditerranéennes. Certains sont également contemporains des événements froids
enregistrés dans l’Atlantique Nord. Ces résultats suggèrent une réponse rapide de la végétation
méditerranéenne aux événements climatiques si ténus soient-ils et reflètent le couplage permanent
entre l’océan et l’atmosphère au cours de l’Holocène.
Changements de la végétation en Méditerranée centrale pendant l'Holocène d’après
l’analyse haute résolution d'une carotte marine au large de la Tunisie : Résultats
préliminaires
Desprat Stéphanie, Combourieu Nebout Nathalie, Sicre Marie-Alexandrine, Dewilde Fabien
(LSCE, UMR 1572 CNRS/INSU, CEA, UVSQ, domaine du CNRS, F-91198 Gif-Sur-Yvette,
France, [email protected])
Rouis Zargouni Imene, Essallami Latifa, Kallel Negib (Faculté des Sciences de Sfax, Unité
GEOGLOB, Route de Soukra, BP 802, 3038 Sfax, Tunisie)
Turon Jean Louis (UMR CNRS 5805 EPOC, Université Bordeaux 1, Avenue des Facultés,
33405 Talence, France)
Siani Giuseppe (IDES, Département Science de la Terre, Université Paris XI, F-91405 Orsay,
France)
L’étude multiproxy de la carotte MD04-2797CQ a pour objectif de caractériser les changements
climatiques en Méditerranée Centrale durant les derniers 20 000 ans. Cette séquence sédimentaire,
prélevée au niveau du Détroit Siculo-Tunisien, représente le site le plus septentrional étudié dans le
cadre du projet LAMA. L’étude couplée de traceurs continentaux et marins (pollen, isotopes stables de
l'oxygène et du carbone, dinokystes, alcénones et assemblages de foraminifères planctoniques) permet
d’obtenir une corrélation directe océan-continent.
L’enregistrement pollinique documente les changements végétation en Tunisie, principalement, à
l’échelle orbitale et millénaire, corrélables ici sans ambiguïté chronologique avec les variations des
environnements marins en Méditerranée Centrale les derniers 20000 ans. Il révèle des oscillations
rapides de la végétation pendant la dernière déglaciation indiquant un climat aride pendant
l’événement d’Heinrich 1 (H1) et le Younger Dryas (YD), ainsi que des modifications long terme du
régime des précipitations en Méditerranée Centrale pendant l’Holocène. Les traceurs marins montrent
des changements synchrones, avec un refroidissement important des SST pendant le H1 et le YD. Ils
mettent aussi en évidence des variations suborbitales des écosystèmes marins et des SST pendant
l’Holocène. Bien que les pourcentages polliniques ne révèlent pas de changements abrupts et
récurrents des associations végétales pendant l’Holocène, les pourcentages de pins montrent des
oscillations qui rappellent la variabilité rapide Holocène Nord Atlantique. Ces fluctuations reflètent
probablement des changements d’apport pollinique en Méditerranée Centrale qui sont principalement
contrôlés par la circulation atmosphérique. Elles représenteraient par conséquent la réorganisation du
système océan-atmosphère associée à la variabilité climatique rapide holocène.
Evolution dynamique de la circulation méridienne Atlantique lors de la dernière entrée
en glaciation
Guihou Abel, Govin A., Michel Elisabeth, Claire Waelbroeck, Duplessy Jean-Claude,
Labeyrie
Laurent
(LSCE/IPSL,
CEA/CNRS/UVSQ,
Gif/Yvette,
France;
[email protected])
Pichat Sylvain (Laboratoire des Sciences de la Terre, Université de Lyon, ENS Lyon, France)
Nave Sylvia (LNEG, Dept de Geologia Marinha, Estrada da Portela, Zambujal, Portugal)
La Circulation Méridienne Atlantique (Atlantic Meridional Overturning Circulation : AMOC) est une
composante majeure du système climatique terrestre. Cependant, son évolution dynamique en réponse
à une transition climatique Interglaciaire / Glaciaire est peu connue. Cette étude vise à mieux
contraindre cette évolution dynamique en se focalisant sur la Dernière Entrée en Glaciation (130 000
à 60 000 ans), et à étudier les rétroactions entre l’AMOC et la croissance des calottes de glace en
réponse aux changements d’insolation. Ce travail repose sur la mesure des rapports (231Pa/230Th),
un proxy qui permet de reconstruire les variations d’intensité de l’AMOC, dans 5 carottes
sédimentaires sélectionnées entre 2200 et 3650 m de profondeur dans l’Atlantique Nord. Nous
montrons que l’AMOC a subi des variations importantes dans la structure de son export en fonction
de la profondeur entre le dernier interglaciaire MIS 5.5 et le glaciaire MIS 4. L’export des eaux
intermédiaires répond aux mouvements du front polaire engendrés par les changements d’insolation
d’été dans l’Hémisphère Nord amplifiés aux hautes latitudes. L’export des eaux profondes présente
un retard de plusieurs milliers d’années par rapport aux variations d’insolation d’été dans
l’Hémisphère Nord et répond à la dynamique des calottes glaciaires. Lors des transitions vers les
stades froids du MIS 5, ce découplage de l’export en profondeur implique un transport plus important
de chaleur par les courants de surface qui permet de nourrir la croissance des calottes glaciaires aux
hautes latitudes Nord.
Distribution des grains de pollen dans les sommets de carottes marines et modifications
paleoclimatiques au cours des derniers 20, 000 ans (MD 07 3088 ; 46 ° S) au Sud-Est du
Pacifique
Montade Vincent, Combourieu Nebout Nathalie, Kissel Catherine, Michel Elisabeth (LSCE,
UMR 1572 CNRS/UVSQ/CEA, Gif sur Yvette, France,[email protected])
Sandor Mulsow (Instituto de Geociencias, Facultad de Ciencias, Universidad Austral de
Chile, Valdivia, Chili)
Guiseppe Siani (IDES, UMR 8148 CNRS-Université Paris-Sud 11, Orsay, France)
La Patagonie chilienne constitue l’unique terre émergée des hautes latitudes de l'hémisphère Sud.
C’est une zone clé pour comprendre la variabilité climatique passée et future. La campagne
« Pachiderme » du R/V Marion Defresne a permis, dans le cadre du projet IMAGES (International
MArine Global changES), de prélever une série de carottes marines entre 40°S et 55°S dans les fjords
comme en océan ouvert. (Kissel and the shipboard Scientific party, 2007).
Les analyses polliniques de 32 sommets de carotte illustrent les relations entre la distribution des
grains de pollen et spores dans les sédiments marins et (a) leurs mécanismes de transport et (b) la
végétation source. Les concentrations polliniques montrent deux gradients : (1) du Nord au Sud,
principalement contrôlé par l'influence des vents d'ouest et par les changements de végétation; (2) des
fjords à l’océan ouvert, essentiellement contrôlé par les apports fluviatiles, les précipitations, les vents
d’Ouest et l’éloignement des côtes. Bien que les processus de transport soient différents entre les
fjords et l’océan ouvert au large de la Patagonie chilienne, la distribution des grains de pollen dans les
sédiments marins de surface est bien corrélée avec la distribution de végétation naturelle présente sur
le proche continent (Montade et al., submitted). Ces résultats montrent la fiabilité des analyses
polliniques marines dans cette région.
Les premières données polliniques obtenus sur la carotte MD 07 3088 (46°04’S; 76°05’W) au sudouest de la péninsule de Taitao montrent le lien évident entre les modifications de la végétation et
variations climatiques au cours de la déglaciation et de l'Holocène. Ces changements sont directement
comparés avec les enregistrements océaniques (isotopes stables de l’oxygène et associations de
foraminifères) obtenus sur la même carotte.
Contrastes entre les réponses hydrologiques de surface enregistrées en Mer
Méditerranée occidentale et dans l’Atlantique Nord-est subtropical au cours des
événements climatiques abrupts du MIS 3
Penaud Aurélie (UMR 5805 EPOC, Univ. Bordeaux 1, [email protected])
De récentes données dinokystes acquises sur la carotte IMAGES MD95-2043, prélevée dans la partie
la plus occidentale de la Méditerranée (Mer d’Alboran), révèlent les importants changements
paléohydrologiques qui ont affecté ce secteur au cours du MIS 3. Pendant l’intervalle de temps
délimité par les événements d’Heinrich (HEs) 5 et 3, nous avons comparé notre enregistrement
sédimentaire de Mer d'Alboran avec la carotte référence IMAGES MD95-2042, collectée au niveau de
la marge Ouest ibérique. Les espèces dinokystes quaternaires nous ont ainsi permis de caractériser la
réponse hydrologique des masses d’eau superficielles de chaque côté du détroit de Gibraltar, au cours
de la variabilité climatique de Dansgaard-Oeschger (D-O). Des caractéristiques communes sont
perceptibles, avec notamment les espèces B. tepikiense et S. elongatus qui se développent au cours des
stadiaires de D-O et notamment des HEs, tandis que les abondances relatives de S. mirabilis et I.
patulum diminuent ; le phénomène inverse se produit pendant les interstades de D-O. Toutefois, au
moment où les espèces froides ou chaudes se développent fortement dans le secteur méditerranéen,
elles n'apparaissent que ponctuellement sur le secteur de la marge Ouest ibérique, et inversement.
Nous discutons ici une combinaison entre forçages atmosphériques et océaniques afin d'expliquer le
contraste entre le domaine subtropical NE de l’Océan Atlantique Nord et la Mer d’Alboran. Ce dernier
secteur semble davantage répondre à la configuration atmosphérique régnant au-dessus du Sud de
l'Europe, tandis que la marge Ouest ibérique reflète préférentiellement les processus hydrologiques
régnant sur les bassins nordiques de l’Atlantique Nord et transmis vers les latitudes méridionales via le
Courant du Portugal. De plus, notre étude a permis de tracer l'évolution des températures de surface
pour la première fois en Mer d’Alboran et sur la marge Ouest ibérique à partir des assemblages
dinokystes sur cette période de temps. Ces données sont comparées à celles dérivées des alkénones et
des foraminifères planctoniques, et sont en parfaite adéquation avec la variabilité climatique millénaire
des derniers 50 000 ans.
100,000 years of African monsoon variability recorded in sediments of the Nile Margin
Revel Marie, Ducassou Emmanuelle, Nebout Nathalie, Migeon Sébastien, Murat A,
Bernasconi Stephano (UMR-CNRS 6526,Géosciences Azur, BP 48, 06235 Villefranche/mer;
[email protected])
Grousset Francis, Zaragosi Sébastien (UMR 5805 EPOC, Univ. Bordeaux I, 33405 Talence
Multiproxy analyses were performed on core MS27PT recovered in hemipelagic sediments
deposited on the Nile margin in order to reconstruct Nile River palaeohydrological
fluctuations during the last 100,000 years. The strontium and neodymium isotope composition
of the terrigenous fraction, the palynology and the major element distribution reveal large and
abrupt changes in source, oscillating between a dominant aeolian Saharan contribution during
arid periods and a dominant Nile River contribution during pluvial periods. Iron content
shows a strong correlation with strontium and neodymium isotopes. This allows using a highresolution continuous Fe record as proxy of the Blue Nile River input over the last 100,000
years. The detailed Fe-record, with approximately 10 years resolution during pluvial periods,
is consistent with subtropical African records of well-dated lake level fluctuation and thus
constitute a first continuous high resolution record of the East African monsoon regime
intensity over Ethiopia.
The detailed Fe record shows the two main known pluvial periods attributed to strengthening
of the African monsoon over Ethiopia, the Nabtian period from 14 to 8 ka cal BP and the
Saharan period from 72 to 98 ka BP. For the first time, the last glacial period (Marine Isotope
Stage (MIS) 2, 3 and 4) is documented with a continuous record showing unexpected large
oscillations between high and low East African palaeo-monsoon regimes.
The end of the Nabtian period occurred at 8 ka in core MS27PT, i.e. much earlier than on the
East Equatorial African region where it ended around 5.5 ka. We interpret this as evidence
that the southward shift of the rain belt occurred 3000 years earlier over the Eastern Ethiopian
Highland and propose that the gradual southward migration of the rain belt was associated
with highly variable intensity and longer rainy seasons from 8 to 5 ka. During the last glacial
period, two wet periods are present around 50-60 ka BP and 30 to 38 ka BP. During the last
glacial maximum and the MIS 4 high Saharan aeolian influxes in phase with record of aeolian
dust deposited in East Antarctica are documented.
Caractérisation minéralogique et géochimique des apports terrigènes éoliens déposés en
Atlantique tropical nord-est lors de la dernière déglaciation et de l’optimum climatique
du début de l’Holocène.
Skonieczny Charlotte, Bory Aloys, Bout-Roumazeilles Viviane (UMR
GEOSYSTEMES, Université Lille 1 ; [email protected])
Malaizé Bruno, Grousset Francis (UMR CNRS 5805 EPOC, Université Bordeaux 1)
8157
Une fraction importante des sédiments de l’Océan Atlantique tropical nord-est est composée de
matériel terrigène apporté par voie atmosphérique à partir des régions arides et semi-arides du Sahara
et du Sahel. L’étude de ces apports éoliens dans les archives sédimentaires océaniques contribue à
documenter les changements climatiques de cette région et notamment à retracer les variations
d’aridité et de régimes de vents.
Nous disposons d’un enregistrement sédimentaire MD03-2705 (18°10’N ; 21°09W ; 3085 m) prélevé
au large de la Mauritanie sur un dôme s’élevant au dessus de l’isthme sous-marin reliant l’archipel du
Cap vert à la marge ouest africaine. Abrité des apports fluviatiles et des dépôts des courants de fond,
ce site constitue une localisation privilégiée pour l’étude des apports terrigènes éoliens en Atlantique
tropical nord-est.
Nous présenterons une étude de la minéralogie des argiles, complétée par quelques mesures
élémentaires et isotopiques (Sr, Nd et Hf), de la partie sommitale de la carotte couvrant la dernière
déglaciation et l’optimum climatique du début de l’Holocène. Cette période correspond à l’« African
Humid Period », caractérisée dans cette région par une réduction brutale des apports terrigènes éoliens
(deMenocal et al., 2000). Les importants changements minéralogiques observés seront discutés en
regard des résultats récemment obtenus sur la période considérée par Cole et al. (2009) sur le site
voisin ODP 658, et qui montrent d’importantes modifications de la composition élémentaire et
isotopique (87Sr/86Sr).
Regional-scale hydrological variability over the westernmost Pacific Warm Pool during
the past 220 kyr
Tachikawa Kazuyo, Cartapanis Olivier, Vidal Laurence, Beaufort Luc, Bard Edouard
(CEREGE, UMR 6635, [email protected])
Low latitude hydrological cycle on orbital timescale is generally characterized by interhemispheric
antiphasing with precession periodicity. However, regional-scale past precipitation pattern is still
poorly known because different heat capacity between ocean and continent can create zonal
asymmetry and that influence of glacial boundary conditions remains to be elucidated. We
reconstructed the hydrological cycle over the western part of the Western Pacific Warm Pool (WPWP)
for the past 220 kyr using elemental contents (Ti, Fe, K, Si and Ca) and benthic foraminiferal δ18O
records of a marine sediment core MD05-2920 (2°51’48S, 144°32’04E, water depth 1843m) from the
North of Papua New Guinea. The observed terrigenous inputs and CaCO3 component varied with
distinct cyclicity, demonstrating a decoupling between the continental rainfall and marine calcareous
productivity. The reconstructed wet periods generally appeared with precession cycle during austral
summer, which is in antiphase with East Asian summer monsoon precipitation inferred by speleothem
δ18O records from Sanbao and Hulu caves (35ºN). These results indicate that cross equatorial flux of
heat and moisture was active in the westernmost Pacific sector over the past 220 kyr with little
influence of El Niño/Southern Oscillation type variability.
Ecophenotypic differences in the genetic type of Globorotalia truncatulinoides
Yurika Ujiie (SB Roscoff, et Shinshu University, Japon)
de Garidel-Thoron Thibault (CEREGE, Aix-Marseille Université; [email protected])
Watanabe Silvia (Museo Argentino de Ciencias Naturales, Buenos Aires, Argentine)
de Vargas Colomban (SB Roscoff, UPMC et CNRS)
Planktonic foraminifera, uniceller protists forming trochospirally or streptospirally coiled calcareous
shells, play key roles in the oceanic environmental changes. The coiling direction of Globorotalia
truncatulinoides is shifted according to the paleotemperature change. However, this morphospecies is
comprised the four genetic types with specific biogeographic distribution. This study documents the
“in situ” biogeography of G. truncatulinoides in the Sargasso Sea. All examined specimens having
both coiling forms belong to genetic Type II. The left-coiling specimens (Type II-L) are dominant in
the central water mass whereas the right-coilings (Type II-R) are abundant in the subtropical gyre. At
the boundary between these two water masses, both forms show the different depth occurrence
corresponding to the water column structure. At a global scale, Type II-L is found only in the North
Atlantic. We suggest that Type II-L is specifically adapted to hydrographic condition of the central
water mass in the North Atlantic. The ecological preference of Types II-R and II-L indicates the
ecophenotypic variation, which is potentially good paleoceanographic indicator reflecting the
migration of water masses in the subtropical gyre.
Le stade isotopique 11 dans l’océan austral: comparaison avec les enregistrements de
glace d’antarctique
Vázquez Riveiros Natalia, Waelbroeck Claire, Michel Elisabeth (LSCE/IPSL, Laboratoire
CNRS-CEA-UVSQ, Gif-sur-Yvette ; [email protected])
Skinner L. (University of Cambridge, UK)
McManus Jerry (LDEO, University of Columbia, NY, USA)
Le stade isotopique 11 est le stade interglaciaire du dernier million d’années dont la configuration
orbitale est la plus proche de l’actuel. Pour cette raison, son étude est particulièrement intéressante par
rapport au changement climatique actuel et futur.
Dans cette étude, nous présentons de nouveaux enregistrements du stade 11 et des derniers 30 kyr
provenant des carottes MD07-3077 et MD07-3076, situées dans le secteur atlantique de l’Océan
Austral (44°09’S, 14°13’W, 3770 m), et leur comparaison avec les enregistrements des carottes ODP
980 (55°29’N, 14°42’W, 2179 m) et NA87-22 (55°30’N, 14°42’W, 2161 m) de l’Atlantique Nord
(Oppo et al., 1998; Waelbroeck et al., 2001).
Un nouveau cadre chronologique a été développé pour MIS11, basé sur la corrélation de la
température de surface de l’eau de l’Océan Austral et de l’Océan Atlantique Nord avec les
températures de l’air au-dessus de l’Antarctique et du Groenland, respectivement. Cette approche
permet d’établir une échelle d’âge commune pour les carottes marines et de glace, et ainsi d’estimer
les déphasages d’événements marins et atmosphériques.
Les enregistrements de l’Océan Austral montrent que l’hydrologie de l’eau de surface change avant les
caractéristiques des eaux profondes. Ce déphasage, déjà visible au début des déglaciations, devient
spécialement marqué à mi-pente des transitions glaciaire-interglaciaires.
Les températures des eaux de surface au site de la carotte de l’Atlantique Sud montrent une période
froide entre 425 et 417 ka, qui ressemble à l’« Antarctic Cold Reversal » de la dernière déglaciation, et
qui a lieu en même temps qu’un épisode de mélange des eaux de surface et profondes. Nos résultats
montrent aussi que la surface de l’Atlantique Sud pendant le stade 11 était au moins aussi chaude que
pendant la période actuelle au même site. L’enregistrement des isotopes benthiques présente une
augmentation continue du δ13C à la fois pendant la Terminaison V et le stade 11 dans l’océan Austral,
ce qui peut refléter une augmentation de la ventilation des eaux profondes causée par l’arrivé d’une
masse d’eau bien ventilée, ainsi que par une augmentation du δ13C atmosphérique liée à des
changements dans la biosphère. La comparaison des carottes des deux hémisphères dévoile un phasage
différent des changements de circulation dans le Nord que dans le Sud.
La comparaison des enregistrements isotopiques du carbone avec l’enregistrement de pCO2 de Dôme
C, possible grâce à la nouvelle chronologie développée, révèle que l’influence de l’océan Austral sur
le cycle du carbone n’est pas aussi directe que supposée jusqu’ici.