Reconstitution des variations de la dynamique de la Circulation Méridienne Atlantique lors de la Dernière Entrée en Glaciation par le rapport (Pa-231/Th-230) des sédiments marins

Reconstruction of changes in the dynamics of the Atlantic Meridional Overturning circulation during the Last Glacial Inception with the sedimentary (Pa-231 / Th-230)

• Auteur / Autrice : Abel Guihou
• Direction : Laurent Denis Labeyrie, Sylvain Pichat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement, Paléoclimatologie, Géochimie isotopique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-....)
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gideon M. Henderson, Jerry F. McManus

Mots clés

Mots clés contrôlés

Paléo-océanographie

Thorium

Protactinium

Sédiments marins

Atlantique (océan)

Glaciations

Circulation océanique

Mots clés libres

Climat

Circulation Thermohaline

Entrée en glaciation

Océan Atlantique Nord

Géochimie isotopique

Mc-icp-ms

Résumé

La Circulation Méridienne Atlantique (Atlantic Meridional Overturning Circulation : AMOC) est une composante majeure du système climatique terrestre. Cependant, son évolution dynamique en réponse à une transition climatique Interglaciaire / Glaciaire est peu connue. Cette thèse vise à mieux contraindre cette évolution dynamique en se focalisant sur la Dernière Entrée en Glaciation (130 000 à 60 000 ans), et à étudier les rétroactions entre l’AMOC et la croissance des calottes de glace en réponse aux changements d’insolation. Ce travail repose sur la mesure des rapports (231Pa/230Th), un proxy qui permet de reconstruire les variations d’intensité de l’AMOC, dans 5 carottes sédimentaires sélectionnées entre 2200 et 3650 m de profondeur dans l’Atlantique Nord. Nous montrons que l’AMOC a subi des variations importantes dans la structure de son export en fonction de la profondeur entre le dernier interglaciaire MIS 5. 5 et le glaciaire MIS 4. L’évolution de l’export est découplée entre les eaux intermédiaires (au-dessus de 2500 m) et profondes (vers 3500 m). L’export des eaux intermédiaires répond aux mouvements du front polaire engendrés par les changements d’insolation d’été dans l’Hémisphère Nord amplifiés aux hautes latitudes. L’export des eaux profondes présente un retard de plusieurs milliers d’années par rapport aux variations d’insolation d’été dans l’Hémisphère Nord et répond à la dynamique des calottes glaciaires. Lors des transitions vers les stades froids du MIS 5, ce découplage de l’export en profondeur implique un transport plus important de chaleur par les courants de surface qui permet de nourrir la croissance des calottes glaciaires aux hautes latitudes Nord.

The Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) is a key feature of the climate system. However, its dynamical evolution during an Interglacial / Glacial transition is still poorly constrained. This study aims at better understanding this evolution by focusing on the Last Glacial Inception (130,000 to 60,000 yr) and at studying the links between the AMOC and ice-sheet growth in response to Northern Hemisphere summer insolation. This study is based on the firsts (231Pa/230Th) data – a proxy for AMOC export – covering this period of time. The (231Pa/230Th) have been measured in 5 sedimentary cores chosen in the depth range between 2200 m and 3650 m in the North Atlantic Ocean. We show that the AMOC export in-depth structure varied significantly in between MIS 5. 5 and MIS 4. These variations are associated with changes in deep water chemistry. The evolution of the AMOC export in decoupled between intermediate (above 2500 m) and deep (around 3500 m) water depth. The intermediate water export is mainly driven by shifts of the Polar Front, itself driven by changes in Northern Hemisphere summer insolation amplified through high latitudes climate system. The deep-water export lags by several thousand years changes in Northern Hemisphere summer insolation and appears to respond to the ice-sheets dynamics. During the transitions towards cold MIS 5 substages, the decoupling implies a stronger heat transport by surface circulation that feeds Northern high latitude ice-sheet growth.