Reconstruction des conditions climatiques, du niveau de la mer et de la circulation océanique pendant le stade 11

par Natalia Vázquez Riveiros

Thèse de doctorat en Terre, Océan, Espace. Paléoclimatologie et paléocéanographie

Sous la direction de Claire Waelbroeck et de Trond Dokken.


  • Résumé

    L'étude de périodes de temps caractérisées par des climats plus chauds et des niveaux de la mer plus hauts qu'aujourd'hui a le potentiel d'améliorer notre capacité à prédire le climat futur. Dans ce contexte, le stade 11, période interglaciaire datée à environ 400000 ans avant le présent, est particulièrement intéressant, notamment à cause de ses caractéristiques orbitales, qui sont très similaires à celles de l'Holocène. Cependant, l'état de la circulation océanique, la température des eaux de surface et profondes, et le niveau de la mer pendant cette période sont encore relativement méconnus. Cette thèse a dès lors eu pour but la reconstruction et l'analyse des caractéristiques du climat pendant le stade 11, à l'aide de la mesure des isotopes et métaux traces dans les foraminifères de carottes de sédiment marin de l'Océan Austral, une région clé pour la compréhension de la circulation océanique globale. Les données que j'ai générée dans le secteur atlantique de l'Océan Austral entre le stade 12 (i. E. , la période glaciaire précédant le stade 11) et le stade 11 (Terminaison V, TV), et des données de la dernière déglaciation (Terminaison l, TI), montrent un déphasage entre les changements des eaux profondes et des eaux de surface. J'ai montré que ce déphasage peut être interprété comme la réponse de l'Atlantique Sud aux changements de circulation atlantique méridienne (ou AMOC). La séquence d'événements est similaire pendant les deux terminaisons ; par contre, l'amplitude du déphasage entre eaux profondes et de surface est différente, indiquant des variations dans l'amplitude et la durée des changements de l'AMOC. En effet, la comparaison des enregistrements de l'Océan Austral avec des enregistrements de l'Atlantique Nord met en évidence l'existence d'une débacle massive d'icebergs pendant la Terminaison V, plus forte et de plus longue durée que celle de la Terminaison l, probablement expliquée par le caractère glaciaire extrême du stade 12. Par ailleurs, mes reconstructions de l'état de saturation en ion carbonate montrent qu'il n'y a pas eu de changement significatif de la chimie des eaux profondes pendant ces deux terminaisons. Ceci pourrait être dû à un effet de compensation exercé par les eaux profondes de la mer de Weddell, qui étaient moins corrosives pendant les périodes glaciaires. Finalement, la comparaison de mes estimations de la température des eaux profondes avec une compilation globale d'enregistrements du rapport isotopique de l'oxygène benthique indique que le niveau de la mer pendant le stade 12 était 14 m plus bas qu'au dernier maximum glaciaire, et que pendant le stade 11, le niveau de la mer était au maximum 10 m plus haut qu'à l'actuel.

  • Titre traduit

    Reconstruction of climate conditions, sea level and ocean circulation during Marine Isotope Stage 11


  • Résumé

    The study of past periods with warmer and higher sea levels than today's has the potential to increase our capacity to predict future climate. Marine Isotope Stage (MIS) 11, the interglacial period dated around 400000 years ago, has been singled out due to its potential as "analogue" of the present interglacial period, the Holocene. However, the state of ocean circulation, the temperature of surface and deep waters, and sea level during this period are still poorly known. Therefore, my thesis has been devoted to the study of marine sediment cores from the Southern Ocean, a key area for the understanding of global ocean circulation, through analysis of the isotopic composition and trace metal ratios of foraminifera, with the purpose of better constraining climatic conditions during MIS 11. The new data I generated in the Atlantic sector of the Southern Ocean over MIS 12 (i. E. , the glacial period preceding MIS 11) to MIS 11 (Termination V, TV) and data of the last deglaciation (Termination l, TI), show a lag of the changes in deep-water properties with respect to changes in surface conditions. I interpreted these deglacial changes in the South Atlantic as the response to changes in the state of the Atlantic meridional ocean circulation (AMOC). Model simulations suggest that the late response of bottom waters is explained by increased inflow of North Atlantic. Deep Water (NADW) to the South Atlantic at the time of the AMOC recovery. The sequence of events is similar during both terminations; however, the magnitude of the deep-water lag differs, suggesting variations in the magnitude of the AMOC perturbation. Indeed, the comparison of Southern Ocean and North Atlantic records evidences an iceberg discharge event in the North Atlantic during TV of bigger magnitude than the one happening during TI, probably resulting from the extreme glacial character of MIS 12. My reconstructions of carbonate ion saturation state in the Atlantic and Indian sectors of the Southern Ocean show that it has remained constant through TV and TI, possibly indicating a compensating effect of higher alkalinity Weddell Sea deep waters during glacial periods. Finally, the comparison of my estimates of Southern Ocean bottom water temperature with a global compilation of benthic oxygen isotope records indicates that sea level during MIS12 was approximately 14 m lower than during the LGM, and that during MIS 11, sea level was at most 10 m higher than presently.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (194 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 179-194. Notes bibliogr. additionnelles en fin de chapitres

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  • Cote : 0g ORSAY(2010)246

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  • Cote : 11 PA11 2246
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