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[GRANT INSTITUTE SCHOOL OF GEOSCIENCE ]
STAGE MASTER
Étude paléoclimatique dans une zone de la
Nouvelle-Calédonie
Gaelle PARARD
31/08/2007
Maître de stage : Mary Elliot
Enseignant tuteur : Laurent Labeyrie

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Remerciements
Je voudrais tout d’abord remercier Mary Elliot sans qui ce stage n’aurait pu être
possible et également pour son aide et ses conseils précieux. Je souhaiter également
adresser un grand merci à Laetitia Pichevin pour son encadrement et ses explications et
sa gentillesse pendant toute la durée de mon stage.
M erci aussi à Tom Russon pour son aide et son intérêt pour mon travail.
Je voudrais remercier Elsa Arellano Tores pour le temps qu’elle m’a accordée et pour
m’avoir guidée dans mes réflexions.
Enfin un merci particulier à Colins Chilcott pour son aide avec le spectromètre de masses
et sa disponibilité.
M erci à tous pour l’accueil chaleureux au sein du Grant Institut School of Geoscience.
Enfin, je remercie vivement Laurent Labeyrie qui m’a permis de rencontrer Mary Eliot et
de vivre cette expérience.

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Présentation du laboratoire
Le laboratoire School of Geoscience de l’Université d’Edimbourg explore les
facteurs qui forment l’environnement dans lequels nous vivons. Il est formé d’un groupe
interdisciplinaire qui cherche à comprendre l’interaction entre la géologie de la Terre,
l’atmosphère, les océans, la biosphère, les réponses humaines et le rôle de cette
interaction.
Un grand nombre de personnes participent à ce travail. En effet plus de 80 universitaires
et 70 spécialistes de la recherche mais aussi plus de 130 étudiants en thèse.
Le laboratoire se divise en 5 groupes de recherche :
- « Earth Subsurface Science » : propriétés chimique et physique, origine et histoire
des minéraux, pierres… et leurs interactions à tout échelle.
- « Global Changes » : étude de la dynamique et les interactions océan
atmosphère, cryosphère…
- « Human Geography » : Science sociale et interface entre science et géographie
humaine.
- « Edinburgh Earth Observatory » : télédétection et science géographique de
l’information.
- « Centre for Environmental Change & Sustainability » : les causes et les impacts des
changements environnementaux.
J’ai pour ma part eu l’occasion de travailler dans le groupe de recherche « Global
Changes » qui étudie la glace, les océans , l’atmosphère pour savoir comment la surface
de la biosphère ont agit dans le passé. Ce groupe est organisé autour de 5 programmes.
- biosphére
- cryosphere
- Ocean
- Continents
- Atmosphere

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Résumé
La paléoceanographie est une science qui permet d’obtenir à partir de différents
matériaux (carottes de glaces, de sédiments, diatomées…) des informations sur le climat
passé. Cette étude est basée sur une carotte de sédiments extraite du bassin de la
Nouvelle-Calédonie.
De nombreuses informations sont accessibles à partir d’une carotte de sédiments en
particulier la composition isotopique en carbone, oxygène et azote permettant de
reconstruire la circulation passée. La composition isotopique de l’azote est une mesure
obtenue sur la matière organique. Elle n’a jamais était effectuée dans cette zone et elle
nous a permis de montrer que, dans ce cas, elle ne reflétait pas la productivité mais
pouvait servir de marqueur de circulation.
Une autre partie de cette étude concerne la dernière transition glacière et interglacière
avec la composition isotopique de l’oxygène et du carbone. La composition isotopique
de l’oxygène donne des informations sur le volume des glaces, la température et la
salinité et le carbone sur les masses d’eau. Ces données sont obtenues avec des
foraminifères planctoniques qui vivent en surface et benthiques qui vivent en profondeur.
Avec ces trois séries de renseignements, des informations ont été obtenues sur toutes les
couches de l’océan : dans la zone en surface avec les planctoniques, en zone
intermédiaire avec la matière organique et en profondeur avec les foraminifères
benthiques.

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Table des matières
I. Introduction ................................................................................................5
II. Zone d’étude................................................................................................6
1. VARIATIONS CLIMATIQUES ET CIRCULATION : POURQUOI ETUDIER LA MER DE CORAIL ................................. 6
2. LES COURANTS DE SURFACE............................................................................................................................... 7
3. MASSES D’EAU PROFONDE ................................................................................................................................. 8
4. SYSTEME DE VENTS............................................................................................................................................. 9
5. UPWELLING .......................................................................................................................................................11
III. Outils et méthodes...............................................................................14
1. FORAMINIFERES ................................................................................................................................................14
a. δ
18O et variations glacio-eustatiques .........................................................................................................14
b. Le cycle du carbone.....................................................................................................................................15
2. CYCLE DE L’AZOTE : UTILISATION DU SIGNAL ISOTOPIQUE............................................................................16
IV. Matériels et Méthodes..............................................................................17
1. MATERIELS........................................................................................................................................................17
2. METHODES ........................................................................................................................................................17
V. Résultat .....................................................................................................19
1. RESULTATS δ18O ET δ13C..................................................................................................................................19
2. RESULTATS δ15N ...............................................................................................................................................21
3. MODELE D’AGE .................................................................................................................................................22
VI. Discussion .................................................................................................23
1. δ15N MARQUEURS DE PRODUCTIVITE OU DE CIRCULATION ? ........................................................................23
a. Dénitrification et fixation............................................................................................................................23
b. L’impact de l’upwelling ..............................................................................................................................24
c. L’océan Australe..........................................................................................................................................25
2. ZOOM SUR LA DERNIERE TRANSITION : TIMING ...............................................................................................28
a. Généralité.....................................................................................................................................................28
b. Volume des glaces, température et salinité...............................................................................................30
c. Masses d’eau................................................................................................................................................30
VII. Conclusions .......................................................................................31
VIII. Bibliographie.....................................................................................32
IX. Annexes..................................................................................................34
1. ANNEXE 1 : δ13C PLANCTONIQUE ....................................................................................................................34
2. ANNEXE 2: CONCENTRATION EN AZOTE..........................................................................................................35