Reconstruction climatique des derniers 200 ka à partir de l'étude isotopique et géochimique des spéléothèmes du sud de la France

Climatic reconstruction of the last 200 ka based on the isotopic and geochemical study of south France speleothems

• Auteur / Autrice : Karine Wainer
• Direction : Dominique Blamart, Dominique Genty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace. Sciences de la terre
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Paléoclimatologie

Spéléothèmes

Mots clés libres

Delta47

Composition isotopique

Dernier interglaciaire

Dansgaard-Oeschger

Résumé

Le but de cette thèse est de caractériser les variations climatiques des derniers 200 ka à travers l’étude de quatre spéléothèmes du sud de la France, datés par U-Th. Entre 175 et 165ka, l’enregistrement isotopique de la base du plancher stalagmitique de la grotte de Villars indique pour la première fois dans la région des oscillations climatiques rapides. Au niveau de la Terminaison II, la composition isotopique de ce plancher montre un appauvrissement exceptionnel du 18Oc de -5 ‰. La confrontation de ces données avec le 18O des inclusions fluides et du 47 de la calcite suggère que (1) si l’équilibre isotopique a été satisfait, le réchauffement associé à la Terminaison II serait de 20°C, (2) si on considère un effet cinétique alors le réchauffement corrigé de cet effet serait de 12°C. Une stalagmite voisine (grotte de Maxange) et contemporaine de cet épisode ne montre pas de telle amplitude de changement ce qui souligne l’influence des caractéristiques du karst sur le signal enregistré par les spéléothèmes. Le MIS5 est caractérisé, via la comparaison de différents enregistrements comme associé à un climat relativement clément avec des périodes plus humides et chaudes et des épisodes plus froids, synchrones des refroidissements de l’Atlantique Nord. Au MIS3, un enregistrement daté par MCICPMS permet d’attribuer un âge précis aux limites des cycles de Dansgaard-Oeschger (DO) 14, 13 et 12. La fin des DO identifiés était manifestement associée un refroidissement abrupt (permafrost). La cessation de croissance définitive de cet échantillon simultanément aux deux autres confirme le durcissement du refroidissement du MIS3 vers 30ka.

This work aims to characterise the climatic variations of the last 200 ka through the study of four South France speleothems dated by the U-Th method. Between 175 and 165ka, the high resolution of the Villars Cave flowstone core (Vil-car-1) base record yields for the first time in the region, millennial climatic events. During Termination II, the isotopic composition of the same record shows a spectacular drop of the 18Oc of -5 ‰. The confrontation of these data with fluid inclusions 18Odw and calcite 47 suggests that (1) if isotopic equilibrium was satisfied, the Termination II warming is around 20°C, (3) if we consider that kinetic effect occurred, the warming amplitude should be about 12°C (corrected from kinetic effects). A stalagmite from a neighbour site didn’t record such an amplitude of variation during Termination II: it reminds us the strong influence of the cave karstic system on speleothems isotopic signals. According to the study of 3 speleothems, the MIS5 was globally a warm and humid period with an alternation of warmer and more humid episodes and colder and drier ones. The latters are synchronous with cooling events in the North Atlantic Ocean. For MIS3, this study allows us to give precise ages to the Dansgaard-Oeschger (DO) cycles 14 end and 13 and 12 limits, thanks to a high resolution precisely dated by MCICPMS record. The end of the identified DO is synchronous to an abrupt cooling (short permafrost settlement). The growth cessation of this sample synchronous to the two others stalagmites growth cessation confirms an important cooling during MIS3 at 30ka.