Expressions des grands changements paléoclimatiques au Cénozoïque (Transition Éocène-Oligocène « EOT » ; Miocène moyen « MMCO, MMCT ») en domaine côtier à partir de la géochimie des bivalves

Soutenue le 16 octobre 2020

Encadrants : Emmanuelle Pucéat (Biogéosciences, Dijon) et Marc de Rafélis (GET, Toulouse)

Financement : ANR AMOR (Reconstruction modèle-données des climats du Cénozoïque)

Début de thèse : octobre 2017

Résumé

L’ère Cénozoïque est caractérisée par le dernier passage d’un mode climatique « greenhouse » à un mode climatique « icehouse » avec la mise en place de la calotte Antarctique. Les premières traces de glaciations ont pu être mises en évidence à la Transition Éocène-Oligocène (EOT ; ~33.9 Ma) qui est ensuite suivie d’une période d’instabilité de la calotte correspondant à des phases de glaciations et de déglaciations jusqu’à l’établissement de la calotte polaire Antarctique moderne au cours de la Transition Climatique du Miocène Moyen (MMCT ; ~14 Ma). Cependant, les processus à l’origine de ces phases de glaciation-déglaciation restent aujourd’hui mal contraints et la pCO₂ comme facteur principal n’explique pas la fonte de la calotte au cours de l’Optimum Climatique du Miocène Moyen (MMCO ; ~16 Ma) avec des pCO₂ reconstruites comprises entre 380 et 500 ppm. Cette thèse a pour objectif d’apporter de nouvelles informations paléoclimatiques et paléoenvironnementales au cours de cette période charnière par l’acquisition de nouvelles données de température et de salinité en domaine côtier à l’aide d’une combinaison de traceurs géochimiques, δ¹⁸O, Δ₄₇ et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, mesurés sur des coquilles de bivalves. Le couplage δ¹⁸O-Δ₄₇ a tout d’abord été testé dans des différents types d’environnements allant d’environnements restreints tels que des lagunes et baies à des environnements côtiers ouverts. Les salinités calculées sont cohérentes avec les gammes de tolérance des organismes présents dans les différents faciès rencontrés. Les résultats obtenus montrent que ce couplage δ¹⁸O-Δ₄₇ peut être utilisé avec succès pour déconvoluer l’évolution de la température et du δ¹⁸O de l’eau de mer locale dans des environnements allant de marin franc à saumâtre. Les résultats en ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ont également pu être reliés à l’activité du lessivage continental et à la salinité lorsque celle-ci est assez basse et correspondant à un environnement saumâtre. Les données acquises montrent une chute de 10°C des températures côtières dans l’est de l’Atlantique Nord (Angleterre) pour l’accident EOT-1 ainsi qu’une baisse de salinité et une modification du réseau de drainage des rivières, davantage affectés par la chute du niveau marin associé à la mise en place de la calotte Antarctique. Une chute de ~8°C a également été mise en évidence dans des environnements marins ouverts dans l’ouest de l’Atlantique Nord (Floride) au cours de l’EOT associée à un contraste saisonnier de température et de salinité plus prononcé. Les données acquises pour le Miocène Moyen ont mis en évidence une large gamme d’expression du MMCO, avec un refroidissement de ~10°C en mer Méditerranée et un réchauffement concomitant de ~6°C dans l’Océan Atlantique Nord pour des sites situés à des latitudes similaires mais dans des environnements côtiers et des bassins différents. Ces nouvelles données mettent en évidence la diversité de la réponse locale des environnements côtiers en réponse à un changement climatique global, qui complexifie l’utilisation d’archives provenant de ce type d’environnement pour étudier l’évolution du climat.

Mots-clés

paléoclimats, Cénozoique, paléoenvironnements, bivalves, saisonnalité

Comité de suivi de thèse

Emmanuelle Pucéat (encadrante)
Marc de Rafélis (encadrant)
Guillaume Dera (GET, membre interne)
Yannick Donnadieu (CEREGE, membre externe)

Jury

Dominique Blamart (université Paris-Saclay) – rapporteur
Claire Rolliond-Bard (Institut de Physique du Globe) – rapportrice
Valérie Chavagnac (université Toulouse Paul Sabatier) – examinatrice
Yannick Donnadieu (université Aix-Marseille) – examinateur
Fabrice Minoletti (Sorbonne Université) – examinateur
Emmanuelle Vennin (université Bourgogne Franche-Comté) – examinatrice
Emmanuelle Pucéat (université Bourgogne Franche-Comté) – directrice de thèse
Marc De Rafelis (université Toulouse Paul Sabatier) – directeur de thèse

extrait:

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Expressions des grands changements paléoclimatiques au Cénozoïque (Transition Éocène-Oligocène « EOT » ; Miocène moyen « MMCO, MMCT ») en domaine côtier à partir de la géochimie des bivalves

Soutenue le 16 octobre 2020

Encadrants : Emmanuelle Pucéat (Biogéosciences, Dijon) et Marc de Rafélis (GET, Toulouse)

Financement : ANR AMOR (Reconstruction modèle-données des climats du Cénozoïque)

Début de thèse : octobre 2017

 

Résumé

L’ère Cénozoïque est caractérisée par le dernier passage d’un mode climatique « greenhouse » à un mode climatique « icehouse » avec la mise en place de la calotte Antarctique. Les premières traces de glaciations ont pu être mises en évidence à la Transition Éocène-Oligocène (EOT ; ~33.9 Ma) qui est ensuite suivie d’une période d’instabilité de la calotte correspondant à des phases de glaciations et de déglaciations jusqu’à l’établissement de la calotte polaire Antarctique moderne au cours de la Transition Climatique du Miocène Moyen (MMCT ; ~14 Ma). Cependant, les processus à l’origine de ces phases de glaciation-déglaciation restent aujourd’hui mal contraints et la pCO₂ comme facteur principal n’explique pas la fonte de la calotte au cours de l’Optimum Climatique du Miocène Moyen (MMCO ; ~16 Ma) avec des pCO₂ reconstruites comprises entre 380 et 500 ppm. Cette thèse a pour objectif d’apporter de nouvelles informations paléoclimatiques et paléoenvironnementales au cours de cette période charnière par l’acquisition de nouvelles données de température et de salinité en domaine côtier à l’aide d’une combinaison de traceurs géochimiques, δ¹⁸O, Δ₄₇ et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, mesurés sur des coquilles de bivalves. Le couplage δ¹⁸O-Δ₄₇ a tout d’abord été testé dans des différents types d’environnements allant d’environnements restreints tels que des lagunes et baies à des environnements côtiers ouverts. Les salinités calculées sont cohérentes avec les gammes de tolérance des organismes présents dans les différents faciès rencontrés. Les résultats obtenus montrent que ce couplage δ¹⁸O-Δ₄₇ peut être utilisé avec succès pour déconvoluer l’évolution de la température et du δ¹⁸O de l’eau de mer locale dans des environnements allant de marin franc à saumâtre. Les résultats en ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ont également pu être reliés à l’activité du lessivage continental et à la salinité lorsque celle-ci est assez basse et correspondant à un environnement saumâtre. Les données acquises montrent une chute de 10°C des températures côtières dans l’est de l’Atlantique Nord (Angleterre) pour l’accident EOT-1 ainsi qu’une baisse de salinité et une modification du réseau de drainage des rivières, davantage affectés par la chute du niveau marin associé à la mise en place de la calotte Antarctique. Une chute de ~8°C a également été mise en évidence dans des environnements marins ouverts dans l’ouest de l’Atlantique Nord (Floride) au cours de l’EOT associée à un contraste saisonnier de température et de salinité plus prononcé. Les données acquises pour le Miocène Moyen ont mis en évidence une large gamme d’expression du MMCO, avec un refroidissement de ~10°C en mer Méditerranée et un réchauffement concomitant de ~6°C dans l’Océan Atlantique Nord pour des sites situés à des latitudes similaires mais dans des environnements côtiers et des bassins différents. Ces nouvelles données mettent en évidence la diversité de la réponse locale des environnements côtiers en réponse à un changement climatique global, qui complexifie l’utilisation d’archives provenant de ce type d’environnement pour étudier l’évolution du climat.

 

Mots-clés

paléoclimats, Cénozoique, paléoenvironnements, bivalves, saisonnalité

 

Comité de suivi de thèse

Emmanuelle Pucéat (encadrante)
Marc de Rafélis (encadrant)
Guillaume Dera (GET, membre interne)
Yannick Donnadieu (CEREGE, membre externe)

 

Jury

Dominique Blamart (université Paris-Saclay) – rapporteur
Claire Rolliond-Bard (Institut de Physique du Globe) – rapportrice
Valérie Chavagnac (université Toulouse Paul Sabatier) – examinatrice
Yannick Donnadieu (université Aix-Marseille) – examinateur
Fabrice Minoletti (Sorbonne Université) – examinateur
Emmanuelle Vennin (université Bourgogne Franche-Comté) – examinatrice
Emmanuelle Pucéat (université Bourgogne Franche-Comté) – directrice de thèse
Marc De Rafelis (université Toulouse Paul Sabatier) – directeur de thèse

titre_these:

Étude de la saisonnalité en domaine côtier aux périodes caractéristiques du développement de la calotte Antarctique (EOT, MMCT)

date_de_debut_these:

octobre 2017

nom:

Briard

date_de_debut_these_numerique:

201710

titre:

Expressions des grands changements paléoclimatiques au Cénozoïque (Transition Éocène-Oligocène « EOT » ; Miocène moyen « MMCO, MMCT ») en domaine côtier à partir de la géochimie des bivalves

date_de_soutenance_these:

16 octobre 2020

date_de_fin_these_numerique:

20201016