Le Nord-Ouest de la Mer d’Arabie et sa variabilité paléoclimatique

La Mer d‟Arabie est localisée dans le N-O de l‟Océan Indien, entre la péninsule arabique à l’Ouest, le Pakistan au Nord et l’Inde occidentale à l’Est. Elle se prolonge au N-O par le Golfe d’Oman et à l’Ouest par le Golfe d’Aden, qui est situé à la jonction avec la Mer Rouge .

Dans le cadre de ce travail de recherche, on s’intéresse au Golfe d’Aden et aux continents adjacents à partir d’un enregistrement sédimentaire marin : la carotte MD92-1002 prélevée à 1 327 m de profondeur. Le Golfe d‟Aden est situé entre la Corne de l’Afrique (Somalie et Djibouti) et la péninsule arabique (Yémen). Il est localisé entre 10° et 16° de latitude nord et entre 43° et 53° de longitude est. Sa longueur est de 1000 km et sa largeur varie de 150 à 440 km. Il relie la Mer Rouge (2000 km de longueur et 300 km de largeur) au N-O à travers le détroit de Bab-el Mandeb de 25 km de largeur et 137 m de profondeur (Werner et Lange, 1975).

Le Golfe d‟Aden est un bassin océanique qui s‟est formé lors de la séparation entre la plaque africaine et la plaque arabique. Cette divergence est datée de l’Oligocène et se poursuit de nos jours. Les reliefs montagneux bordent ce bassin avec des altitudes qui peuvent dépasser 3 600 m au Yémen et 4 000 m dans le Rift est africain. Les plaines côtières sont de 2 à 50 km de large. Le Golfe d‟Aden se trouve à proximité de l’Afar qui est une zone volcanique active. Le volcanisme est aussi présent au Yémen. Le transport du matériel volcanique se fait soit de façon directe lors des éruptions (Touchard et al., 2003) soit par déflation (Stein et al ., 2007). La déflation est le mécanisme de transport majeur qui domine sur les bordures continentales arides du Golfe d’Aden et de la Mer Rouge. Le transport fluviatile se limite à quelques oueds épisodiques descendant des escarpements des montagnes.

Le contexte climatique régional : La mousson indienne

Le mot mousson dérive de l‟arabe » mawsim », ou « saison » qui désigne des vents périodiques qui soufflent du S-O en été et du N-E en hiver. Ce changement saisonnier de direction des vents est causé par la différence de pression entre le continent et l‟océan en raison du contraste dans leur capacité à retenir la chaleur. On associe à ce changement saisonnier de fortes précipitations avec deux saisons extrêmes : un été marqué par des précipitations très abondantes et un hiver sec. La Mer d’Arabie et ses bordures continentales appartiennent au domaine de la mousson indienne.

Pendant l‟été boréal (Juin-Septembre), les terres du continent asiatique se réchauffent plus vite que l‟Océan Indien, un gradient de basse pression s‟installe. L‟air chaud prend de l‟altitude au-dessus de l‟Himalaya et du plateau tibétain et il est remplacé par de l‟air frais venant de l‟océan ce qui engendre un vent monodirectionnel soufflant du S-O vers le N-E. Par conséquent, la Zone de Convergence Intertropicale (ITCZ) se déplace vers le Nord et atteint les côtes sud de la péninsule arabique en arrivant jusqu’au Sud de l’Iran, Pakistan et l’Ouest de l’Inde. C‟est la mousson d’été, appelée aussi la mousson du S-O (Webster et al., 1998 ; Ruddiman, 2001 ; Shankar et al., 2002).

Pendant l‟hiver boréal (Novembre-Février), le continent se rafraichit alors que l‟océan conserve encore de la chaleur. La cellule de pression se renverse, ce qui entraîne un vent majeur soufflant du N-E vers le S-O et un déplacement de l‟ITCZ vers le Sud. Par conséquent, les conditions arides dominent sur le continent. C‟est la mousson d’hiver ou mousson du N-E (Webster et al., 1998 ; Ruddiman, 2001 ; Shankar et al., 2002) .

L’influence du changement climatique saisonnier sur l’hydrologie continentale et sur la circulation atmosphérique dans le N-O de la Mer d’Arabie

L’hydrologie continentale en Arabie et sur la Corne de l’Afrique 

La variation des précipitations et des températures en Arabie et sur la Corne de l’Afrique

L’Arabie fait partie d‟une immense zone aride qui s‟étend du Sahara jusqu‟au désert de Sind en Inde et Pakistan. Dans la partie orientale de la péninsule, les montagnes d’Oman culminant jusqu’à 3 075 m reçoivent de rares pluies pendant l‟hiver. Les précipitations proviennent essentiellement des perturbations cycloniques méditerranéennes (Trewartha, 1961) touchant l’Est (entre 100 et 200 mm de précipitations annuelles) et le Nord (entre 100 et 150 mm de précipitations annuelles) de l’Arabie. A l’intérieur de la péninsule, dans le désert du Rub al-Khali qui occupe l’essentiel du térritoire de l’Arabie Saoudite, les précipitations annuelles varient entre 0 et 50 mm, la température peut y atteindre 55°C pendant l’été et l‟évaporation yest très importatnte. Dans l’extrême Sud-Ouest, les montagnes du Yémen bordant le Sud de la Mer Rouge et le Nord du Golfe d’Aden culminent jusqu’à 3 700 m. C’est la région la plus humide de la péninsule appelée « l’Arabie heureuse » ou «El Khadra» (le vert) avec des précipitations qui peuvent atteindre 1000 mm par an pendant l’été .

Dans la Corne de l’Afrique, le climat varie selon les régions. A l’Est et au Nord, les plaines désertiques et semi-désertiques de Somalie et d‟Afar reçoivent des précipitations de l‟ordre de 30 à 150 mm et les températures y sont très élevées (40°C en Juillet et Aout le long des côtes de l‟Erythrée). En Ethiopie, les sites de montagnes bénificient d’un climat tropical d’altitude. Le total des précipitations annuelles, principalement d’origine atlantique, dans les montagnes du Sud-Ouest varient entre 1400 et 2200 mm. Dans les montagnes du Sud-Est de l’Ethiopie, où l’influence des airs provenant de l’océan indien est aussi présente, les précipitations annuelles sont de l’ordre de 1000 à 1400 mm (entre Juillet et Septembre) et les températures sont comprises entre 16 et 22°C. Au dessus de 3000 m d’altitude, la température est en moyenne de 5 °C et le climat est de type alpin. Dans la région du Rift, le climat est subtropical sec avec une pluviosité annuelle qui varie entre 600 et 1000 mm et une température annuelle comprise entre 20 et 24°C.

Table des matières

Introduction générale
Partie I. Présentation du secteur d’étude : Le Nord-Ouest de la Mer d’Arabie et sa variabilité paléoclimatique
Chapitre 1. Le contexte actuel – Nord-Ouest de la Mer d’Arabie et les continents djacents
Introduction
I. Le contexte climatique régional : La mousson indienne
II. L’influence du changement climatique saisonnier sur l’hydrologie continentale et sur la circulation atmosphérique dans le N-O de la Mer d’Arabie
II.1. L’hydrologie continentale en Arabie et sur la Corne de l’Afrique
II.1.1. La variation des précipitations et des températures en Arabie et sur la Corne de l’Afrique
II.1.2. La végétation en Arabie et sur la Corne de l’Afrique
II.1.2.1. Les grands traits phytogéographiques
II.1.2.2. La répartition de la mangrove le long des côtes de la Mer Rouge et du Golfe d‟Aden
II.2. La variabilité saisonnière de la circulation atmosphérique et son effet sur la circulation océanique ainsi que la productivité primaire dans le N-O de la Mer d’Arabie
II.2.1. La circulation océanique
II.2.2. La productivité primaire
III. Conclusions
I. Rappels sur les changements climatiques pendant les derniers 20 000 ans: la théorie astronomique des climats et les caractéristiques de la dernière déglaciation
II. La reconstitution des changements paléohydrologiques en Arabie et sur la Corne de l’Afrique
II.1. Les changements hydrologiques en Arabie
II.2. Les changements hydrologiques dans la Corne de l’Afrique
II.3. La réponse du couvert végétal aux changements climatiques
III. La variation de l’intensité des vents de la mousson indienne
III.1. Les changements de la circulation atmosphérique et leurs effets sur le transport détritique
III.2. Les variations de la productivité primaire dans la Mer d‟Arabie
IV. L’effet du changement du niveau marin sur la teléconnection entre la Mer Rouge et le Golfe d’Aden
V. Conclusion
Partie II. Matériel et méthodes
Chapitre 1. Présentation de la carotte MD92-1002
I. Localisation
II. Les travaux antérieurs effectués sur la carotte MD92-1002
III. Description lithologique de la carotte MD92-1002
Chapitre 2. Méthodes analytiques
I. Les analyses isotopiques de l’oxygène
I.1. L‟espèce de foraminifère planctonique Globigerinoides ruber
I.2. La stratigraphie isotopique
II. Le modèle d’âge
III. L’étude palynologique
III.1. La palynologie: un outil paléoenvironnemental
III.2. Le traitement chimique des échantillons palynologiques
III.3. Comptage et identification des grains de pollen et des dinokystes
III.4. Le calcul des pourcentages
III.5. Le calcul des concentrations et des influx
III.6. La vérification de l‟analyse palynologique
III.7. Les analyses statistiques appliquées sur les taxons de pollen et les kystes de dinoflagellés
III.7.1. Classification Ascendante Hiérarchique (CAH)
III.7.2. L’Analyse Factorielle des correspondances (AFC)
IV. Les analyses géochimiques par spéctrométrie de fluorecence des rayons X
Partie III. Résultats et discussion
Chapitre 1. Reconstitution des changements environnementaux et hydrologiques sur les bordures continentales du Golfe d’Aden pendant les derniers 20 000 ans (Article1)
Article 1. Hydro-climate changes over Southwestern Arabia and the Horn of Africa during the last Glacial-Interglacial transition: A pollen record from the Gulf of Aden
Introduction
I. Modern environmental setting
I.1 Regional climatology
I.2. The Gulf of Aden
I.3. Vegetation
II. Material and Methods
II.1 Core MD92-1002
II.2 Age model
II.3 Pollen analyses
III. Results
IV. Discussion
IV.1. Regional environment
IV.2. Local hydrology and relations with the surrounding land masses
IV.3. Humidity evolution and ITCZ dynamics over the Horn of Africa and Arabia
Conclusion générale

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