Reconstitution de la végétation et du climat au cours du dernier interglaciaire à partir de la séquence pollinique du lac le plus ancien d'Europe : le lac Orhid (FYROM)

Vegetation and climate reconstruction during the last interglacial : the pollen record of Lake Ohrid (Republic of Macedonia) the oldest European lake

• Auteur / Autrice : Gaia Sinopoli
• Direction : Odile Peyron, Laura Sadori
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Paléobiologie
• Date : Soutenance le 21/12/2017
• Etablissement(s) : Montpellier en cotutelle avec Università degli studi La Sapienza (Rome)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de l'évolution (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Combourieu-Nebout
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Odile Peyron, Laura Sadori, Thomas Litt, Jacques-Louis de Beaulieu, Valérie Andrieu, Elda Russo Ermolli, Roberto Sulpizio
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Litt, Jacques-Louis de Beaulieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Palynologie

Paléoclimatologie

Climat interglaciaire

Mots clés libres

Dernier Complexe Interglaciaire

Dernier Interglaciaire

Lac Ohrid

Palynologie

Paléoclimatologie

Last Interglacial Complex

Last Interglacial

Lake Ohrid

Palynology

Palaeclimatology

Résumé

Cette thèse est centrée sur les changements paléoenvironnementaux et climatiques survenus dans le période entre 130 et 70 ka (Dernier Complexe Interglaciaire), pour étudier la variabilité du climat à long terme sur l'environnement, sur la base des données de pollen à haute résolution provenant des sédiments du lac Ohrid (Albanie / F.Y.R.O.M), le plus ancien lac d'Europe. La reconstruction du climat obtenue à partir des données polliniques est basée sur un intervalle plus large, 160-70 ka.Le matériel pollinique provient des sédiments prélevés en 2013, dans le cadre du projet SCOPSCO (Scientific Collaboration On Past Speciation Conditions in Lake Ohrid) dont le carottage a été financé par l'ICDP (International Continental Scientific Drilling Program). Pendant la campagne de carottage, 6 carottes parallèles ont été prélevées à partir de l’épicentre du lac, obtenant une séquence composite extraordinaire de 569 m (DEEP).Les 247.8 m supérieurs de la carotte DEEP ont été datés et ils couvrent les derniers 637 ka. Nous avons amélioré le modèle d’âge pour le Dernier Complexe Interglaciaire et en particulier pour la transition entre MIS6 et 5, en comparant les données polliniques avec d'autres proxies de la carotte DEEP et de la Méditerranée. Cela rend le lac Ohrid extrêmement important car pour les autres enregistrements de la région Européenne, de telles contraintes chronologiques ne sont pas disponibles.L'analyse des premiers 200 m de la carotte DEEP, couvrant les derniers 500 ka, a été étudiée avec une résolution de 1,6 ka. La séquence a révélé une alternance entre des ouvertures forestières et périodes boisées reflétant une cyclicité glaciaires-interglaciaires comparable à celle de la stratigraphie des isotopes marins. Parmi les différents cycles glaciaires-interglaciaires, l’analyse pollinique à haute résolution du Dernier Complexe Interglaciaire montre l'alternance classique de périodes caractérisées par la forêt (interstades, périodes chaudes et humides) et la végétation ouverte (stades, et périodes sèches), ressemblant clairement à la succession végétale et climatique bien connue des autres séquences européennes.Concernant le Dernier Interglaciaire (ou Eémien, 128-112 ka), l'analyse pollinique et les reconstructions quantitatives climatiques basées sur ces dernières identifient trois phases clés : une phase initiale caractérisée par un réchauffement soudain (propagation des forêts mésophiles), puis une diminution des températures associées à des conditions humides (expansion de Carpinus betulus) et à la fin un établissement progressif vers des conditions froides et sèches jusqu'à la fin de Eemian à 112 ka, confirmant l’hypothèse déjà avancée par plusieurs études antérieures basées sur des séquences polliniques européennes , à savoir que l’Eemien n'était pas une période climatiquement stable.D’autres changements climatiques sont également visibles dans la région du lac Ohrid entre 112-70 ka et probablement liés à la succession d'événements froids enregistrés dans les carottes de glace du Groenland, associé à un affaiblissement de l’AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation).Ce travail a permis de fournir une nouvelle séquence de référence pollinique pour le Dernier Complexe Interglaciaire en Europe. Ce travail a également permis de quantifier les paléoclimats pour la période 160-70 ka, encore peu étudiée en Europe, principalement dans le sud (<45 ° lat. N), où un seul enregistrement a été étudié pour toute la période, avec une résolution temporelle élevée.Sur la base de ces résultats, le lac Ohrid apparait comme un site clé pour l'étude des changements climatiques survenus à une échelle centenaire et millénaire dans une région de moyenne altitude entre les régions européennes et méditerranéennes, fournissant en outre des nouvelles informations sur la connexion entre les oscillations climatiques de la région méditerranéenne et de l'Hémisphère du Nord.

This thesis is focussed on the palaeonvironmental and climatic changes occurred during the period between 130 and 70 ka (Last Interglacial Complex), with the aims to investigate the long-term climate variability on environment, on the basis of high resolution pollen data from Lake Ohrid sediments (Albania/F.Y.R.O.M. border), the oldest lake in Europe. The climate reconstruction obtained from pollen data is based on a wider interval, 160-70 ka.The investigated pollen material comes from the sediments retrieved in spring 2013 in the frame of the project SCOPSCO (Scientific Collaboration On Past Speciation Conditions in Lake Ohrid) whose drilling was financed by the ICDP (International Continental Scientific Drilling Program). During the drilling campaign 6 parallel cores have been collected from the depocenter of Lake Ohrid obtaining an extraordinary composite sequence 569 m long (DEEP).The upper 247.8 m of DEEP core have been dated using tephrostratigraphic information and tuning of biogeochemical proxy data to orbital parameters and covers the last 637 ka. In the framework of this careful temporal establishment, an even more precise chronology for the Last Interglacial Complex, and in particular for the transition between MIS6 and 5, was obtained by comparing pollen data from the same period with other DEEP and Mediterranean proxies. This make Lake Ohrid extremely important because for the other records from Mediterranean and European area such chronological constrains are not available and so the chronologies are less precise.The pollen analysis results come from the uppermost 200 m of the DEEP core (covering the last 500 ka) and revealed a succession of non-forested and forested periods clearly connected with glacial–interglacial cycles of the marine isotope stratigraphy.Among the different glacial-interglacial cycle, the new high-resolution pollen stratigraphy of the Last Interglacial Complex shows the classical alternation of periods characterized by forest (interstadials, warm and wet periods) and open vegetation (stadials, cold and dry periods), clearly resembling the well-known vegetational and climate succession of other European records.Concerning the Last Interglacial (or Eemian, 128-112 ka, roughly equivalent to MIS5e), pollen analysis and climate quantitative reconstructions identify three key phases with a slight different timing, with an initial phase characterized by a sudden warming (propagation of mesophilous forests), then a decrease of temperatures associated with wet conditions (expansion of Carpinus betulus) and at the end a progressive establishment towards cold and dry conditions until the termination of Eemian at 112 ka, confirming what other previous studies on European records said, namely Eemian was not a stable period.Several abrupt events are in also identified, during the successive stadials and interstadials (Early Last Glacial), probably correlated to the succession of cold events recorded in the Greenland ice core records, associated to a weakening of the North Atlantic Meridional Overturning Circulation.This work provides a new pollen reference sequence for the Last Interglacial Complex in Europe and concerning climate reconstruction provides new information for a period (160-70 ka, from the last part of Riss Glaciation to the beginning of Würm Glaciation) still poorly investigated in Europe, mostly in the south (< 45° lat. N), where only one record has been studied for the whole interval, with high resolution time.According to my results, Lake Ohrid can be considered a key role site for the investigation of the climatic changes occurred in centennial and millennial scale in a region of mid-altitude between European and Mediterranean areas, providing furthermore new evidence for the connection between the Europe and Northern Hemisphere climate oscillations.