High resolution climate records from modern and last interglacial periods derived from giant clam shells (Tridacnidae) in Sulawesi, Indonesia

par Camilo Arias Ruiz

Thèse de doctorat en Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces

Sous la direction de Mary Elliot.

Soutenue le 18-12-2017

à Nantes , dans le cadre de École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes) , en partenariat avec Université Bretagne Loire (COMUE) .

Le président du jury était Laurent Barillé.

Le jury était composé de Elisabeth Michel.

Les rapporteurs étaient Laurent Chauvaud, Claire E. Lazareth.

mots clés

• Tridacna gigas
• Terrasses récifales
• Bivalves
• Traceurs radioactifs en océanographie
• Pléistocène
• Mer de Sulawesi (région)

Titre traduit

Reconstructions climatiques à haute résolution à partir de bénitiers géants sur l’île de Sulawesi (Indonésie) au cours du Pléistocène

Résumé

Des coquilles de bénitiers géants (Famille Tridacnidae) ont étés utilisées pour reconstruire des conditions climatiques au cours des dernières périodes interglaciaires dans l’ île de Sulawesi , en Indonésie. Des analyses géochimiques sur des coquilles modernes, ont montré que ces organismes enregistrent effectivement la variation de l ’environnement dans lequel ils habitent , en termes de : température, salinité, précipitations et apports en nutriments . Le s résultat s principaux ont été la reproductibilité du signal géochimique dans deux espèces différentes et l’enregistrement des anomalies climatiques liées au phénomène La Niña en 2010. La datation à travers l’Uranium - Thorium a mis en évidence des récifs formés lors du début de la dernière période interglaciaire (MIS - 5) et de l’avant dernière interglaciaire ou MIS - 7. La comparaison entre reconstructions modernes et fossiles a donné comme résultats : 1) des conditions de température en moyenne plus froides et avec une saisonnalité réduite pour ces deux périodes (début du MIS - 5 et MIS - 7), liée à des conditions plus sèches.2) Ces paramètres répondent systématiquement aux variations du niveau marin et témoignent la forte interaction entre la circulation atmosphérique et océanique dans la région .3) La variabilité interannuelle SST/SSS présente des oscillations dans la même amplitude qu’aujourd’hui pour la période du MIS - 5, cependant pour le MIS 7, ces oscillations sont réduites autour de 50 % par rapport à l’actuelle . 4) Le Mg/Ca présente une forte variation taxonomique, des études complémentaires sont nécessaires pour enlever le facteur biologique du signal géochimique. 5) Le Ba/Ca et le 13C sont potentiellement liées aux processus d’upwelling et/ou variations de salinité.

Résumé

Giant clam shells (Tridacnidae family) were used to reconstruct climatic conditions during the last interglacial periods in Indonesia's Sulawesi Island. Geochemical analyzes on modern shells have shown that these organisms actually record the variation of the environment in which they live, in terms of: temperature, salinity, precipitation and nutrient inputs. The main results were the reproducibility of the geochemical signal in two different species, as well as the recording of the climatic anomalies related to the La Niña phenomenon in 2010. Uranium-series dating revealed reefs formed at the beginning of the last interglacial period (MIS-5) and the penultimate interglacial or MIS-7. The comparison between modern and fossil reconstructions gave the following main results: 1) colder average temperature conditions with reduced seasonality for both periods (beginning of MIS-5 and MIS-7) due to drier conditions.2) These parameters respond systematically to a decrease / increase of the sea level and testify the strong interaction between the atmospheric and ocean circulation in the region3) The interannual variability of SST / SSS presents oscillations in the same amplitude as today for the MIS-5 period, however for MIS 7, these oscillations are reduced around 50% compared to the current interglacial4) The Mg/Ca ratio has a strong taxonomic variation, additional studies are needed to remove the biological factor related to geochemical signal. 5) Ba/Ca present a potential use as tracers of upwelling processes and/ or variations in salinity. Giant clam shells (Tridacnidae family) were used to reconstruct climatic conditions during the last interglacial periods in Indonesia's Sulawesi Island. Geochemical analyzes on modern shells have shown that these organisms actually record the variation of the environment in which they live, in terms of: temperature, salinity, precipitation and nutrient inputs. The main results were the reproducibility of the geochemical signal.