Restitution de la variabilité climatique le long de la marge sud chilienne depuis le Dernier Maximum Glaciaire : approche sédimentologique et nouvelles applications en téphrochronologie

par Mélanie Carel

Thèse de doctorat en Climatologie et sédimentologie

Sous la direction de Giuseppe Siani et de Guillaume Delpech.


  • Résumé

    La marge sud-chilienne constitue la seule masse continentale de l’hémisphère sud qui intercepte l’intégralité de la ceinture des vents d’ouest (SWW), en interaction avec la circulation océanique. Elle occupe donc une position stratégique pour les reconstructions paléoclimatiques et a fait l’objet d’une attention croissante ces dernières décennies. Dans le contexte des hautes latitudes sud de la marge chilienne, les objectifs de cette thèse se sont portés sur (1) l’établissement d’une chronostratigraphie précise basée sur des datations radiocarbone et la téphrochronologie et (2) sur la reconstruction de la dynamique de la calotte nord-Patagonienne en lien direct avec le régime des précipitations, les températures et/ou la dynamique interne des glaciers sur les derniers 22 ka BP à partir de l’étude d’un enregistrement marin à ultra haute résolution et à fort taux de sédimentation, collecté au large de la péninsule de Taitao (~46°S). Basé sur un modèle d’âge robuste par des datations radiocarbone associées à une étude téphrochronologique, l’enregistrement marin MD07-3088 permet une couverture temporelle large depuis le dernier maximum glaciaire, la déglaciation et l’Holocène. Plusieurs traceurs (minéralogie des argiles, granulométrie, géochimie inorganique) ont été utilisés afin de retracer la variabilité des sources et les fluctuations de la calotte nord patagonienne. Couplée aux paléoreconstructions des températures des eaux de surface et de la variabilité des proportions polliniques, cette étude a permis de retracer les variations dans le régime des précipitations et les interconnections entre les réservoirs océaniques et atmosphériques. Les résultats ont montré qu’au cours du DMG (22-18 ka BP), les températures globalement plus froides semblent contrôler les apports terrigènes en provenance de la chaine côtière proximale et la dynamique des glaciers. Lors de la déglaciation (18-11,5 ka BP), les conditions globalement plus chaudes marquent un changement radical dans la source des apports détritiques, avec une dominance de la cordillère andéenne distale. Cet intervalle est ponctué par 3 évènements de refroidissement, dont l’ACR (14,3-12,7 ka BP) pendant lesquels un regain de l’activité glaciaire est enregistré. Au cours de cet intervalle, l’expansion des tourbières Magellanes suggère des conditions climatiques plus froides et très humides résultant de la migration progressive vers le nord des Westerlies. L’Holocène Inférieur (11,5-8 ka BP) se caractérise par des conditions similaires à celles de la déglaciation avec la présence d’un événement plus grossier témoignant soit de l’influence de la légère baisse des températures (~2°C), soit d’un rôle plus important de la dynamique interne des glaciers. L’Holocène Moyen (8-3 ka BP) est illustré par la mise en place de la phase de Néoglaciation qui se traduit par un déplacement vers le nord de la cellule des vents d’ouest caractérisé par des forts apports de précipitations dans notre zone d’étude bien que peu de variations soient enregistrées dans les estimations des SST. Enfin, la faible variation des SST et la légère augmentation des précipitations enregistrées au cours de l’Holocène Inférieur (3 ka BP à l’actuel) témoignent d’un retour de la cellule des vents à une position similaire à l’actuel.

  • Titre traduit

    Climate variability along the south chilean margin since the Last Glacial Maximum : sedimentological study and new applications in tephrochronology


  • Résumé

    The south-chilean margin is the one continental mass to intercept the entire Westerly Winds cell (SWW), closely linked to the oceanic circulation. It constitutes a strategic area for paleoclimatic reconstructions and represents a peculiar interest since the last decades. In the southern high latitude chilean margin setting, the main objectives of this thesis were focused on (1) the establishment of a precise chronology based on radiocarbon dates and tephrochronology and (2) to restore the north-Patagonian icefield dynamic strongly linked to the rainfall features, temperatures and/or internal glaciers dynamic over the last 22 ka BP from a High-resolution and High sedimentation rate deep-sea core collected offshore the Taitao peninsula (~46°S). Based on robust age model by radiocarbon dates and tephrochronology study, the marine record MD07-3088 allows a large time-span since the Last Glacial Maximum, the deglaciation and the Holocene. Several proxies (clay mineralogy, grain-size and inorganic geochemistry) were used to restore the variability in continental source inputs and north-patagonian icefield fluctuations. Coupled to SST estimations and palynological dataset, this study allows to reconstruct rainfall changes and interconnections between oceanic and atmospheric features. Results show that during the LGM (22-18 ka BP), the globally colder temperatures play a major role in the detrital supplies from Coastal Range and glacier dynamic. During the deglaciation (18-11,5 ka BP), warmer conditions mark a drastic change in the terrigenous source with a dominance of Andean Cordillera influence. This interval is punctuated by 3 colder events, in particularly the ACR event (14,3-12,7 ka BP) during which a renewed glacial activity is recorded as shown by the expansion of Magellanes moorlands, typical of colder and more humid climate as a result of the northward migration of the Westerly Winds. The Early Holocene (11,5-8 ka BP) is marked by climatic conditions similar to those of the deglaciation with only the presence of one colder event resulting either by slightly temperatures decreasing (~2°C) or the internal glacier dynamic contribution. The Middle Holocene (8-3 ka BP) is illustrated by the settlement of the Neoglaciation phase resulting from the northward displacement of the SWW cell favouring more intense rainfalls in the study site even Tough any significant temperature variations are observed. Finally, the low SST variability and the slight increase of rainfalls recorded during the Upper Holocene (3 ka BP to present) give clues about the return of the SWW to modern location.


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