Soutenance mémoire
Paramètres de classification des diatomées
La plus grande abondance de diatomées dans l’océan mondial est principalement concentrée dans les régions froides polaires où la silice, indispensable à la constitution de leur squelette, n’est pas limitante et dans les systèmes d’upwelling côtiers et équatoriaux marqués par une plus forte disponibilité en nutriments (Crosta & Koç, 2007; Malviya et al., 2016). Par conséquent, l’analyse des assemblages de diatomées peut se reveler un outil puissant en paléocéanographie pour la compréhension des changements climatiques passés.
A l’échelle de l’océan global, un gradient marqué de la distribution de la température (SST) et de la salinité de surface peut être observé de l’équateur (températures ~30° C ; salinité 36-37 psu) vers les pôles (températures proches de 0° C ; salinité entre 33-34 psu). Dans les zones côtières, la salinité est fortement affectée par l’évaporation, les précipitations et les apports par les rivières (Lagerloef et al., 2010). Plus spécifiquement, dans le SEP, les apports sont amplifiés par l’influence des calottes de glace nord et sud patagonienne .
Selon leur mode de vie, les diatomées peuvent être classées comme planctoniques ou pélagiques et benthiques (associées au substrat), toutes vivant dans la zone photique : au maximum les 100 premiers mètres de la colonne d’eau. En fonction de la distance par rapport à la côte, la zone pélagique peut être divisée en zone néritique ou côtière-planctonique (sur le plateau continental) et en zone océanique (océan ouvert, en dehors du plateau continental).
Compilation de la base de données des diatomées
Pour analyser la distribution des assemblages de diatomées présents dans les 3 carottes étudiées, 7 bases de données de diatomées ont été compilées à partir de sédiments superficiels de l’hémisphère sud : zone subantarctique de l’océan Atlantique (Armand et al., 2005; Crosta et al., 2005; Romero et al., 2005), la côte sud-américaine dans le SEP (Abrantes et al., 2007; Romero & Hebbeln, 2003), le secteur Pacifique et Atlantique de l’océan Austral (Esper et Gersonde., 2014), le secteur Pacifique de l’océan Austral (Benz et al., 2016) et le secteur Passage de Drake-Antarctique (Cárdenas et al., 2019) . Ces publications seront brièvement décrites ci-dessous :
Armand et al., 2005; Crosta et al., 2005 et Romero et al., 2005: ils ont publié 24 carottes du secteur Atlantique de l’océan Austral. Armand et al., (2005) ont publié des assemblages de diatomées associés à la glace, Crosta et al., (2005) ont publié des espèces de diatomées associées à l’océan ouvert et Romero et al., (2005) ont publié des diatomées de la zone subantarctique.
(Armand et al., 2005 : https://doi.org/10.1594/PANGAEA.425284).
(Crosta et al., 2005 : https://doi.org/10.1594/PANGAEA.425285).
(Romero et al., 2005 : https://doi.org/10.1594/PANGAEA.425286).
Abrantes et al., (2007) ont étudié les sédiments de surface de la marge côtière du SEP située entre 15º N et 50º S en compilant une base de données de 142 sommets de carottes.
Esper and Gersonde, (2014) ont publié une base de données composée de 80 échantillons de surface des secteurs sud de l’océan Pacifique et Atlantique entre 40º S et 80º S, maintenant disponible (https://doi.org/10.1594/PANGAEA.828674).
Benz et al., (2016) présentent l’étude de 17 carottes de sédiments marins de l’océan Austral situées entre la zone antarctique et subantarctique. Pour la compilation de la base de données présentée dans cette thèse, j’ai utilisé les abondances de diatomées du sommet des 17 carottes.
Enfin Cárdenas et al., (2019) ont analysé les assemblages de diatomées de 24 échantillons de sédiments de surface situés entre l’ouest et le centre du passage de Drake, depuis la marge continentale Chilienne et Argentine jusqu’aux îles Shetland du Sud et au détroit de Bransfield (https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.927022).
Principaux Taxons de diatomées dans les secteurs Pacifique et Atlantique de l’océan Austral
Cette nouvelle compilation des bases de données est composée de 244 sommets de carottes situées entre 15° et 80° S, avec un total de 117 taxons de diatomées décrits. Au total, 70 taxons présentaient une abondance supérieure à 2 % et 54 d’entre eux ont été identifiés au niveau des espèces. Je présente donc ces 54 espèces. Cette nouvelle compilation m’a permis de classifier les espèces de diatomées de la zone en 7 groupes que j’ai déterminé selon la position des principaux fronts (STF, SAF et PF), les caractéristiques hydrologiques et la disponibilité des nutriments . Dans ce qui suit, je présente cette répartition et détaille chacun des groupes en me focalisant sur les espèces présentes dans les carottes étudiées.
Nutriments abondants
Dans ce groupe, j’ai inclus les espèces qui sont principalement distribuées dans les zones côtières, spécifiquement où il y a une forte abondance de nutriments tels que le nitrate et le phosphate : Chaetoceros spp. resting spores, Skeletonema costatum et Thalassionema nitzschioides var. nitzschioides .
Chaetoceros spp. resting spores : Chaetoceros est un important genre de diatomées centriques planctoniques. Environ un tiers des espèces de Chaetoceros ont la capacité de former des spores qui correspondent à des cellules fortement silicifiées (Crosta et al., 1997 et références inclues). Leur habitat est Planctonique côtier et leur distribution dans le SEP est abondante dans les zones influencées par l’upwelling côtier du Pérou-Chili (Romero & Hebbeln, 2003; Abrantes et al., 2007) et dans les eaux riches en nutriments .
T. nitzschioides var. nitzschioides : est une diatomée pennate planctonique, marine, cosmopolite, associée à une forte disponibilité de nutriments .
L’habitat de cette espèce est planctonique–côtier et leur distribution dans le SEP montre des abondances supérieures à 10 % dans la zone d’upwelling équatorial (Abrantes et al., 2007).
Skeletonema costatum : diatomée centrique (formant une chaîne tubulaire) associée à une forte disponibilité de nutriments avec un habitat planctonique–côtier. Leur distribution dans le SEP se caractérise par des fortes abondances autour de 35º S, associées à l’upwelling côtier PérouChili (Abrantes et al., 2007) .
Groupe Planctonique-côtier
Dans ce groupe, j’ai inclus 14 espèces qui sont principalement distribuées sur le plateau continental, dans les zones tempérées à chaudes . Les espèces suivantes sont décrites : Thalassiosira eccentrica, Coscinodiscus radiatus, Thalassiosira anguste-lineata, Thalassiosira pacifica et Shionodiscus oestrupii var. venrickiae (ces espèces ont été identifiées dans les 3 carottes étudiées dans cette thèse).
Thalassiosira eccentrica : diatomée centrique, planctonique, marine avec une distribution cosmopolite sauf dans les océans Arctique et Antarctique (Tomas, 1998). Leur habitat est principalement planctonique-côtier, bien qu’il soit également possible de trouver quelques formes en océan ouvert (Hasle, 1976). Dans le SEP, Thalassiosira eccentrica est principalement distribuée dans la zone planctonique côtière avec des abondances ~12 % entre 42º et 43º S, avec des abondances similaires également observées dans la zone océanique subantarctique de l’océan Atlantique .
Coscinodiscus radiatus : diatomée centrique, planctonique, marine, cosmopolite, se trouvant principalement dans les eaux tempérées avec un habitat planctonique–côtier. Dans le SEP, cette espèce est distribué de 41º S vers le nord, avec les plus grandes abondances observées autour de 20º S dans la zone subtropicale .
Thalassiosira anguste-lineata : diatomée centrique, marine, planctonique avec un habitat planctonique–côtier. La distribution de Thalassiosira anguste-lineata dans le SEP présente des faibles abondances (2-3.5 %) entre ~40 et 45º S .
Thalassiosira pacifica : diatomée centrique, planctonique et marine que se trouve dans les océans froids à subtropicaux (Park et al., 2016). Cette espèce présente un habitat planctonique–côtier et une distribution dans le SEP principalement centrée dans la zone côtière du Chili entre 32º et 48º S .
Shionodiscus oestrupii var. venrickiae : diatomée centrique, planctonique, marine, associée au plateau continental des zones tropicales à subtropicales (Fryxell & Hasle, 1980). Son habitat est planctonique–côtier avec une distribution dans le SEP entre 32º et 48º S .
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Table des matières
Introduction Générale
Chapitre 1: Contexte du Sud-Est Pacifique
1.1. Contexte géographique et géologique
1.2. Circulation atmosphérique
1.3. Circulation océanique
1.3.1. Circulation de surface
1.3.2. Circulation profonde
Chapitre 2: Matériel et méthodes
2.1. Carottes étudiées
2.2. Modèle d’âge
2.3. Les traceurs micropaléontologiques
2.3.1. Les foraminifères planctoniques
2.3.2. Les diatomées
2.4. Les traceurs géochimiques : les isotopes de l’oxygène
2.4.1. d18O G. bulloides carotte MD07-3081
2.4.2. d18O de l’eau de mer de surface
Chapitre 3: Base de données des diatomées dans le secteur Pacifique et Atlantique del’océan Austral
3.1. Paramètres de classification des diatomées
3.2. Compilation de la base de données des diatomées
3.3. Principaux Taxons de diatomées dans les secteurs Pacifique et Atlantique de l’océan Austral
3.3.1. Nutriments abondants
3.3.2. Groupe Planctonique-côtier
3.3.3. Groupe Benthique-côtier
3.3.4. Groupe Subtropical
3.3.5. Groupe Polaire
3.3.6. Groupe Antarctique
Chapitre 4: L’enregistrement des 20 derniers ka dans la carotte MD07-3081 Paleoceanographic reconstruction based on diatom and foraminiferal assemblages in the South East Pacific since the Late Glacial
I. Introduction
II. Study area
III. Material and methods
III.1. Radiocarbon dating
III.2. Oxygen stable isotope analyses (δ18O)
III.3. Planktonic Foraminifera analyses
III.4. SST by Modern Analogue Technique (MAT)
III.5. Diatom analysis
III.6. Statistical analysis
IV. Results
IV.1. Age Model
IV.2. G. bulloides d18O
IV.3. Foraminiferal assemblages and paleotemperatures
IV.4. Diatom abundances and assemblages
IV.5. PCA
V. Discussion
V.1. Late Glacial
V.2. Deglaciation
V.3. Holocene
VI. Conclusions
VII. Supplementary information
VIII. References
Chapitre 5: Reconstitution des conditions climatiques et hydrologiques dans les eaux de surface du SEP depuis la dernière période glaciaire à partir des assemblages de diatomées
5.1. Données nouvelles discutées dans le chapitre
5.2. Abondance et assemblages des diatomées dans la carotte MD07-3100
5.2.1. Groupe Nutriments abondants
5.2.2. Groupe Planctonique-côtier
5.2.3. Groupe Benthique-côtier
5.2.4. Groupe Subtropical
5.2.5. Résultats de l’analyse en composantes principales de l’assemblage des diatomées de la carotte MD07-3100
5.2.6. Synthèse de principaux résultats de la carotte MD07-3100
5.3. Abondance des diatomées dans la carotte MD07-3088
5.3.1. Groupe Nutriments abondants
5.3.2. Groupe Planctonique-côtier
5.3.3. Groupe Benthique-côtier
5.3.4. Groupe Subtropical
5.3.5. Groupe Polaire
5.3.6. Résultats de l’analyse en composantes principales de l’assemblage des diatomées de la carotte MD07-3088
5.3.7. Synthèse des principaux résultats de la carotte MD07-3088
5.4. Comparaison des assemblages de diatomées le long du transect latitudinal 41-49° S
Chapitre 6: Conclusion
