Sedimentary and paleoclimate dynamics of the Gulf of Mexico during the last glacial cycle

par Jean Carlos Montero Serrano

Thèse de doctorat en Geosciences, Ecology, Palaeontology and Oceanography

Sous la direction de Viviane Bout-Roumazeilles et de Nicolas Tribovillard.

Soutenue le 20-11-2009

à Lille 1 .

  • Titre traduit

    Dynamique sédimentaire et paleoclimatique du Golfe du Mexique au cours du dernier cycle glaciaire


  • Résumé

    Les objectifs de cette thèse sont d’étudier la sédimentation dans des sous bassins privilégiés du Golfe du Mexique (Bassin de Pigmy et de La Salle) afin de reconstituer la variabilité des apports détritiques via le fleuve Mississippi au cours du dernier cycle climatique. Une approche intégrée couplant minéralogie, granulométrie, géochimie élémentaire et organique, dans un cadre chronostratigraphique précis, a permis de progresser dans la compréhension des relations entre les mécanismes climatiques de moyenne et haute latitude et l’hydrologie du domaine subtropical et de proposer des schémas d’interprétation du couplage océan-atmosphère. La minéralogie contrastée des zones en érosion drainées par le système fluviatile du bassin versant du Mississippi permet de contraindre les zones continentales qui vont successivement alimenter la sédimentation du Golfe du Mexique. Les modifications des sources détritiques ainsi mises en évidence au cours du dernier cycle climatique ont permis (1) de contraindre la localisation des zones de déstabilisation de la marge Laurentide et l’enchaînement des processus sédimentaires lors des décharges d’eau douce qui caractérisent la dernière déglaciation, (2) de mettre en évidence une modification du front de précipitations associée aux périodes de mégacrue du Mississippi lors des périodes interglaciaires et d’en déduire des informations sur le régime hydrologique et (3) de suggérer des schémas de transferts méridiens d’humidité contrastés lors des stades interglaciaires 1 et 5e, suggérant des configurations atmosphériques sensiblement différentes. La confrontation de ces résultats avec d’autres données paléoclimatiques a alors permis de proposer plusieurs modèles simples pour les interactions océan-atmosphère dans le Golfe du Mexique, basés sur les modifications des configurations atmosphériques (Jet Stream et ITCZ) et océaniques (extension de l’Atlantic Warm Pool) et confirme le rôle majeur de l’atmosphère comme vecteur de la variabilité climatique rapide.


  • Résumé

    The objectives of this thesis are to study the sedimentary features of some basins of the Gulf of Mexico (Pigmy and La Salle basins) in order to reconstitute the variability of the detrital input via the Mississippi River during the last climatic cycle. An integrated approach coupling mineralogy, granulometry, and geochemistry (inorganic and organic), within a precise chronostratigraphic framework, allows to progress in the understanding of the relations between the mid- and high-latitude climatic mechanisms and the subtropical hydrology, as well as to propose synoptic models of the ocean-atmosphere coupling. The contrasting mineralogy of the zones drained by the catchment system of the Mississippi River watershed allows constraining the continental zones which will successively feed the sedimentation of the Gulf of Mexico. The modifications of the detrital sources revealed for the last climatic cycle enabled (1) to track down the localization of the zones of destabilization of the southern margin of the Laurentide Ice Sheet and the sequence of sedimentary processes during the freshwater discharges, which characterized the last deglaciation, (2) to highlight modifications of the precipitation front which were associated with episodes of large Mississippi River floods during interglacial times, and therefore, to deduce information on the hydrological regime, and (3) to suggest schematic models of meridian transfer of moisture contrasted during interglacial stages 1 and 5e, suggesting an appreciable difference in the atmospheric configurations. The confrontation of these results with other paleoclimatic records allowed to propose simple models of the atmosphere-ocean-continent interactions recorded in the Gulf of Mexico, which are based on the modifications of both the atmospheric configurations (Jet Stream and ITCZ) and oceanic (extension of Atlantic Warm Pool). These models confirm the major role of the atmosphere as a vector of rapid climatic variability


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