Changements climatiques, environnementaux et impacts anthropiques en Afrique Centrale durant les 10 derniers ka à partir de l’étude des biomarqueurs lipidiques

Climatic, environmental changes and human impacts in Central Africa over the last 10 ka inferred from organic biomarkers

• Auteur / Autrice : Valentine Schaaff
• Direction : Guillemette Menot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance le 22/11/2023
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (Lyon ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Jérémy Jacob
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillemette Menot, Jérémy Jacob, Anne Alexandre, Nathalie Dubois, Sarah Coffinet, Vincent Montade, Vincent Grossi, Darci Rush
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Alexandre, Nathalie Dubois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marqueurs biologiques

Holocène

Mots clés libres

Holocène

Période Humide Africaine

Biomarqueurs lipidiques

Composition isotopique du carbone et de l’hydrogène

Haute résolution

Holocene

African Humid Period

Lipid biomarkers

Carbon and hydrogen isotopic composition

High resolution record

Résumé

Depuis le début de l’Holocène, le climat africain a connu de larges changements paléoclimatiques et paléoenvironementaux. Partant d’un climat globalement humide au début de l’Holocène connu sous le terme de période humide africaine (African Humid Period, AHP), le climat est devenu globalement plus sec depuis la fin de l’AHP vers 6 à 4 ka. Ce climat récent plus sec n’est pas favorable au dépôt et à la préservation des sédiments menant à des enregistrements rares et souvent discontinus compliquant les interprétations paléoclimatiques et paléoenvironementales basées sur ces archives. Cette étude porte sur une carotte de tourbe continue et homogène provenant de la tourbière de NGaoundaba (Nord-Est du Cameroun) et couvrant les derniers 10 000 ans via l’utilisation d’un large panel de biomarqueurs lipidiques avec des origines biologiques variées : tétraéthers de glycerol isoprénoides et ramifié microbiens (isoGDGTs et brGDGT respectivement), n-alcanes et produits de dégradation de plantes, hopanoides bactériens, ... En utilisant des variations dans l’abondance, la concentration, la composition isotopique ou des calibrations empiriques récentes développées pour la tourbe, nous reconstruisons des changements de végétation, précipitations, température ou cycle du méthane pour mieux comprendre le timing et les spécificités de la période humide africaine à la fois localement et régionalement en comparant à d’autres enregistrements disponibles. De 10 à 6 ka, les températures basées sur les GDGTs, le δDC31 n-alc et le δ13Cn-alc indiquent une période plus chaude, plus humide que la période actuelle ainsi qu’une prédominance des plantes en C3 coïncidant avec l’AHP. Deux évènements plus secs sont visibles δDC31 n-alc entrainant des nombreux changements dans la végétation et les communautés microbiennes se développant dans la tourbière à ces époques.

Since the beginning of the Holocene, the African climate has undergone extensive paleoclimatic and paleoenvironmental changes. From a globally humid climate at the beginning of the Holocene known as the African Humid Period (AHP), the climate has become drier since the end of the AHP at around 6 to 4 ka. This recent drier climate is not conducive to the deposition and preservation of sediments, leading to sparse and often discontinuous records that complicate paleoclimatic and paleoenvironmental interpretations based on these archives. This study focuses on a continuous peat core from the NGaoundaba peat deposit (north-east Cameroon) covering the last 10,000 years, using a wide panel of lipid biomarkers with varied biological origins: microbial isoprenoid and branched glycerol tetraethers (isoGDGTs and brGDGTs respectively), plant n-alkanes and degradation products, bacterial hopanoids, ... Using variations in abundance, concentration, isotopic composition or recent empirical calibrations developed for peat, we reconstruct changes in vegetation, precipitation, temperature or methane cycle to better understand the timing and specificities of the African wet period both locally and regionally by comparing to other available records. From 10 to 6 ka, temperatures based on GDGTs, δDC31 n-alc and δ13Cn-alc indicate a warmer, wetter period than the current one, as well as a predominance of C3 plants coinciding with the AHP. Two drier events are visible δDC31 n-alc resulting in numerous changes in vegetation and microbial communities developing in the bog at these times.