Reconstruction paléocéanographique à partir d'assemblages de diatomées et de foraminifères dans le Sud-Est Pacifique depuis la dernière période glaciaire

Paleoceanographic reconstruction from diatom and foraminiferal assemblages in the Southeast Pacific since the last glacial period

• Auteur / Autrice : María Elisabeth Teca Oliva
• Direction : Giuseppe Siani, Elisabeth Michel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 26/01/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences Paris-Saclay (Orsay, Essonne ; 2004-....) - Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Géosciences, climat, environnement et planètes (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Quidelleur
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mary Elliot, Nejib Kallel, Xavier Crosta
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mary Elliot, Nejib Kallel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pacifique (région ; sud-est)

Foraminifères

Diatomées

Courants marins

Paléo-océanographie

Mots clés libres

Paléocéanographie

Pacifique Sud-Est

Fronts océaniques

Diatomées

Foraminifères

Paleoceanography

South East Pacific

Oceanic fronts

Diatoms

Foraminifera

Résumé

Dans le contexte du réchauffement climatique, les données paléoclimatiques à différentes échelles temporelles et spatiales sont essentielles pour appréhender les mécanismes et les processus climatiques. La Patagonie chilienne (41°S à 56°S), traversée par les Andes du nord au sud, représente une contrainte topographique majeure sur la circulation océanique et atmosphérique. C'est la seule région qui intercepte toute la ceinture des vents d'ouest et représente donc une zone clé pour l'étude des changements paléoenvironnementaux dans l'hémisphère sud et la compréhension des mécanismes océan-atmosphère et de leurs interactions entre les moyennes et hautes latitudes de l'hémisphère sud. Dans ce contexte, les objectifs principaux de cette thèse sont : (1) de réaliser des analyses d'assemblages de diatomées sur des sédiments marins profonds collectés le long de la marge sud-chilienne à partir de trois carottes océaniques localisées selon un transect latitudinal entre 41°S et 49°S de la dernière période glaciaire à l'Holocène, (2) d'évaluer leurs liens avec les changements paléohydrologiques régionaux. L'analyse des assemblages de diatomées reflète la proximité des carottes marines à la côte de la marge Patagonienne. Tout au long de la période étudiée, les pourcentages des espèces côtières et benthiques diminuent du Nord vers le Sud tandis que ceux des espèces océaniques subantarctiques, inexistants au nord, augmentent vers le sud. Au-delà de l'influence très importante d'un environnement plus côtier pour les assemblages de diatomées, l'étude des 3 carottes a permis de mettre en évidence des variations régionales liées aux changements des différents courants et de l'influence des différentes masses d'eau. Pendant la dernière période glaciaire, les assemblages de diatomées des 3 carottes étudiées ne montrent pas une présence importante d'espèces associées au groupe subantarctique - polaire, de sorte qu'aucun rapprochement du front subantarctique (SAF) de nos sites n'est observé pendant cette période. Tout le long de la période étudiée dans les carottes, le taxon de diatomées associées à une importante présence de macronutriments (Chaetoceros spp.) était dominant avec les plus forts pourcentages au cours de la déglaciation. Cette augmentation est associée soit à la reprise de l'upwelling Austral soit à la plus grande influence de l'eau équatoriale de sub-surface (ESSW) riche en nutriments. Enfin au début de l'Holocène, l'augmentation relative des diatomées planctoniques côtières suggère l'influence des eaux continentales qui conduit à un apport accru de micronutriments et des faibles salinités. Pour la carotte plus océanique, cette période est marquée par une forte augmentation des espèces subantarctiques d'océan ouvert (F. kerguelensis, A. tabularis), apportées par une intensification du courant circumpolaire (ACC). Ces deux effets s'expliquent par une intensification des vents d'ouest.

In the context of global warming, palaeoclimatic records at different temporal and spatial scales are essential to understanding climate processes and mechanisms. Chilean Patagonia (41°S to 56°S), crossed by the Andes from north to south, represents a major topographic barrier to oceanic and atmospheric circulation. It is the only region that intercepts the entire westerly wind belt (SHW) and therefore represents a key area for the study of palaeoenvironmental changes in the Southern Hemisphere as well as for the understanding of ocean-atmosphere mechanisms and their interactions between the middle and high latitudes of the Southern Hemisphere. In this perspective, the main objectives of this thesis are: (1) to carry out analyses of diatom assemblages in deep marine sediments collected along the southern Chilean margin from three ocean cores located along a latitudinal transect between 41°S and 49°S since the last glacial, (2) to assess their relationship to regional palaeohydrological changes. The analysis of diatom assemblages reflects the proximity of the marine cores to the coastal Patagonian margin. Throughout the period studied, the percentages of coastal benthic species decrease from north to south while those of subantarctic oceanic species, which are absent in the north, increase towards the south. Beyond the very important influence of a more coastal environment for the diatom assemblages, the study of the 3 cores made it possible to highlight regional variations linked to changes in the various currents and the influence of the different water masses. During the last glacial period, the diatom assemblages of the 3 studied cores do not show a significant presence of species associated with the subantarctic-polar group, so that no proximity of the subantarctic front (SAF) to our sites is observed during this period. Throughout the period recorded in the cores, the macronutrient-rich diatom taxon (Chaetoceros spp.) was dominant with the highest percentages during the deglaciation. This increase is associated either with the resumption of the Southern Ocean upwelling either the greater influence of nutrient-rich equatorial subsurface water (ESSW). Finally, during the Holocene, the increased presence of coastal planktonic diatoms suggests the influence of continental waters leading to an increased supply of micronutrients and low salinities. For the most oceanic core, this period is marked by a strong increase in open ocean subantarctic species (F. kerguelensis, A. tabularis), driven by an intensification of the circumpolar current (ACC). Both changes would be the result of SHW intensification.