Diapositive 1

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Etudes isotopique et microfaunique de la carotte
MD95-2001 (Atlantique Nord, de -165 à
59 ka). Résumé étendu par Julie MORVAN Etude
menée en 2001 par J. MORVAN et C. PUJOL
(Université Bordeaux I)
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Introduction

• Dans le domaine océanique, le Nord-Est de l'Océan
  Atlantique constitue une zone clé pour la
  compréhension de l'Océan dans le climat global.
  Elle est le siège de formation d'eaux profondes,
  là où s'initie la circulation thermohaline
  globale qui régit l'activité de la machine-océan
  (Broecker et al., 1990). Le Golfe de Gascogne et
  ses abords sont une zone privilégiée d'analyses
  qui ont été depuis plusieurs années le siège de
  travaux divers.
• Récemment, la première campagne IMAGES à bord du
  navire océanographique "Le Marion Dufresne" a
  permis de prélever dans le Golfe de Gascogne des
  colonnes sédimentaires de plus de 20 m de long
  dans des zones à taux de sédimentation important.
  Ainsi, l'analyse à haute résolution de la carotte
  MD95-2002 (Ifremer, 2000 Zaragosi et al., 2001)
  a permis une documentation très fine du
  Quaternaire terminal. L'absence, dans cette
  carotte, de la base du stade 5 (dernier
  interglaciaire "proche" de notre "postglaciaire")
  est cependant un élément négatif à une meilleure
  compréhension du passage glaciaire/interglaciaire.
  
• Afin de documenter au mieux l'ensemble des
  processus subis par l'environnement marin et d'en
  appréhender la portée régionale voire globale,
  cette étude rend compte de l'analyse des
  foraminifères planctoniques, à très haute
  résolution, principalement dans le stade
  isotopique 5 et également dans les stades
  adjacents, d'une carotte à fort taux de
  sédimentation (MD95-2001, mission IMAGES I). Elle
  a été prélevée dans une zone à faible
  perturbation sédimentaire (turbidites,
  contourites), sur un dôme, où les dépôts sont de
  type hémipélagique. Les analyses préliminaires
  ont permis de mettre en évidence le développement
  du stade 5 et des stades glaciaires 6 et 4 sous
  et sus-jacents. Les foraminifères sont
  appréhendés ici comme proxy principal. Leur
  grande représentativité dans les sédiments marins
  et leur affinité avec le milieu dans lequel ils
  se développent en font d'excellents traceurs de
  paléoenvironnements superficiels.
• Voici quel est le principal problème posé et
  quelques pistes de résolution 
• Quelle a été la variabilité climatique au cours
  du stade isotopique 5 dans l'Océan de surface
  Atlantique Nord ?
• approche physico-chimique de l'hydrologie 
  reconstitution des paléotempératures et
  paléosalinités
• approche et isotopique  d18O
• approche écologique associations microfauniques

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Matériel  La carotte MD95-2001

• Golfe de GascogneMD95-2001
• La carotte MD95-2001 a été prélevée à bord du
  n.o. "Le Marion Dufresne". Elle est située sur la
  pente continentale au débouché de la Manche, dans
  la zone de replat de Trevelyan, à 3788 m de
  profondeur (Fig. 1). D'une longueur de 22.37 m,
  lanalyse préliminaire de cette carotte a permis
  de localiser assez précisément le dernier
  interglaciaire (stade isotopique 5 ou Marine
  Isotopic Stage  MIS 5) et les stades glaciaires
  sous et sus-jacents, entre 1500 et 2100 m.

Figure 1 Carte de localisation de la carotte
MD95-2001
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Tableau 1  Caractéristiques de la carotte
MD95-2001
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• Méthode  Les foraminifères planctoniques
• Les foraminifères sont des microbiotes
  unicellulaires appartenant au groupe des
  Protozoaires  ce dernier peut-être replacé dans
  la systématique comme étant de la classe des
  Rhizopodes. Leur caractère fondamental est de
  posséder un test minéralisé, en équilibre avec le
  milieu environnant. La plupart du temps, ils
  vivent dans la zone photique mais peuvent
  descendre dans les eaux profondes jusqu'à
  plusieurs milliers de mètres. On les trouve dans
  divers régimes océaniques (masses d'eaux
  tropicales à polaires)  ils ne constituent en
  fait qu'un faible pourcentage du zooplancton
  vivant mais le dépôt constant de coquilles vides
  sur le fond des océans dans les régions à forte
  productivité contribue substantiellement à la
  formation de boues carbonatées.
• Comptage
• L'observation de la microfaune planctonique a
  été effectuée à la loupe binoculaire sur la
  fraction grossière supérieure à 150 mm. Un
  minimum de 300 individus ont été comptés pour
  chaque niveau. Chacune des espèces a été
  identifiée  leur disposition en associations
  permet dobtenir des indications sur les
  paléoclimats (Pujol, 1980) 

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Associations paléoclimatiques

• Association arctique
• Neogloboquadrina pachyderma sénestre
• Association subarctique
• Neogloboquadrina pachyderma dextre
• Globigerina bulloides
• Globigerina quinqueloba
• Association transitionnelle ou subtropicale
  d'hiver
• Globorotalia scitula
• Globigerinata glutinata
• Globorotalia inflata
• Orbulina universa
• Hastigerina siphonifera
• Globorotalia truncatulinoides
• Globorotalia hirsuta

• Association subtropicale d'été
• Globigerinoides ruber alba
• Globigerinoides ruber rosea
• Globorotalia crassaformis
• Globigerinoides conglobatus
• Association tropicale
• Globigerinella digitata

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• Analyses isotopiques
• Les échantillons prélevés tous les 4 à 10 cm de
  carotte ont fait l'objet de mesures isotopiques
  de d18O. L'espèce G. bulloides a servi de support
  à ces mesures dans la plupart des échantillons.
  En l'absence de ce taxon, i.e. durant les
  épisodes à association faunique arctique,
  N. pachyderma sénestre (enroulé vers la gauche)
  est utilisé. Quelques niveaux ont de plus fait
  l'objet d'une analyse complémentaire avec les
  espèces N. pachyderma forme dextre (enroulé à
  droite) , G.  inflata et G. ruber.
• N. pachyderma sénestre a été trié dans la
  fraction de résidu supérieure à 200 mm et
  inférieure à 250 mm. Les autres espèces, et en
  particulier G. bulloides, proviennent de la
  fraction comprise entre 250 et 315 mm.
  Généralement 0,100 mg de tests de foraminifères
  planctoniques sont analysés (soit environ
  20 N. pachyderma, 10 G.bulloides ou 7 à 8
  G. inflata).
• Les mesures des échantillons ont été effectuées
  sur un spectromètre de masse Finnigan MAT 251.
  Les données sont référencées par rapport au
  standard PDB et calibrées au NBS 19. La précision
  analytique du d18O obtenue est de 0.05.
• Estimation des paléotempératures et
  paléosalinités
• La disposition des foraminifères en assemblages
  permet, dune part, des reconstitutions de
  paléotempératures par fonction de transfert
  (Méthodes des Analogues Modernes (MAT) (Prell,
  1985)). Elle consiste en une analogie directe
  entre les associations actuelles (données 558
  points), mesurée par un coefficient de
  dissimilarité. Le calcul des paléotempératures
  est définie par la moyenne pondérée des
  températures des cinq analogues les plus proches.
  Les niveaux pour lesquels ce coefficient est
  faible possède un fort intervalle de confiance en
  ce qui concerne la température estimée. En
  revanche, pour un coefficient de dissimilarité
  gt0.15, le nombre d'analogues sera inférieur à
  cinq dans ces niveaux, on pourra douter de la
  reconstruction climatique (ceux dont le
  coefficient était trop élevé ont été supprimés).
  Sur chaque point de température estimée, la barre
  d'erreur est inférieure à 3.6C en hiver et 5.4
  en été.
• D'autre part, Duplessy et al. (1991) ont
  développé une méthode relativement complexe qui
  vise à reconstituer les paléosalinités.

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Tableau 2  Notice de calcul des anomalies de
salinité (d'après Duplessy et al., 1991)
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Résultats

• Figure 2  Variation des valeurs isotopiques du
  rapport 18O/16O au cours du temps daprès deux
  foraminifères planctoniques  G. bulloides
  (courbe noire) et N. pachyderma sénestre (courbe
  bleue).

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Figure 3  Estimation des paléotempératures (a 
hiver  b  été) et paléosalinités (c). Les
courbes pleines correspondent à la moyennes des
températures calculées, celles en pointillés aux
maximum et minimum. Les zones grisées
correspondent aux sous-stades isotopiques.
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Figure 4  Pourcentages cumulés des espèces de
foraminifères planctoniques, carotte MD95-2001.
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Figure 5  Pourcentages cumulés des associations
de foraminifères planctoniques
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Conclusions
Tableau 3  Descriptif des événements du stade
isotopique 6
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Tableau 4  Descriptif des évènements du
sous-stade isotopique 5e
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Tableau 5  Descriptif des évènements des
sous-stades isotopiques 5c et 5d
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Tableau 6  Descriptif des évènements des
sous-stades isotopiques 5a et 5b et de la
transition 4/5
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Références bibliographiques

• Broecker, W.S., Bond, G. Klas, M., 1990. A salt
  oscillator in the glacial Atlantic ? 1. The
  concept. Paleoceanography, 5, 4, 469-477 pp.
• Duplessy, J.C., Labeyrie, L., Juillet-Leclerc,
  A., Maitre, F., Duprat, J. Sarnthein, M., 1991.
  Surface salinity reconstruction of North Atlantic
  Ocean during the last glacial maximum.
  Oceanologica Acta, 14, 4, 311-324 pp.
• Ifremer, 2000. ENAM II (European North Atlantic
  Margin ) (1996-1999), IFREMER, Brest, 115 pp.
• Prell, W.L., 1985. The stability of low latitude
  sea-surface temperatures an evaluation of the
  CLIMAP reconstruction with emphasis on the
  positive SST anomalies. Rapport de TR 025.
• Pujol, C., 1980. Les Foraminifères planctoniques
  de l'Atlantique Nord au Quaternaire écologie,
  stratigraphie, environnement. Thèse d'Etat,
  Université Bordeaux 1, Talence, 254 pp.
• Zaragosi, S., Eynaud, F., Pujol, C., Auffret,
  G.A., Turon, J.L. Garlan, T., 2001. Initiation
  of the European deglaciation as recorded in the
  Northwestern Bay of Biscay slope environments
  (Meriadzek Terrace and Trevelyan Escarpment) a
  multi-proxy approach. Earth and Planetary Science
  Letters, 188, 3-4, 493-507 pp.