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Variabilité de la dynamique sédimentaire et des conditions de surface de l'eau dans le nord-est de la baie de Baffin et le détroit de Nares au cours de l'Holocène, basée sur une approche multi-proxy

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Caron, Myriam (2019). Variabilité de la dynamique sédimentaire et des conditions de surface de l'eau dans le nord-est de la baie de Baffin et le détroit de Nares au cours de l'Holocène, basée sur une approche multi-proxy. Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 219 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Ce projet de thèse a eu pour but d'étudier la variabilité paléoenvironnementale du nord-est de la baie de Baffin et du détroit de Nares au cours de l'Holocène. Pour parvenir à cela, trois carottes sédimentaires ont été collectées sur le plateau continental nord-ouest groenlandais (AMD14-204 et AMD14-210) et dans le bassin de Kane (AMD14-Kane2B). Le premier objectif de la thèse a donc été d'établir une chronostratigraphie fiable pour les trois carottes de sédiment. Cependant, la datation par les moyens traditionnels (p. ex., radiocarbone) peut se révéler ardu dans les régions de hautes-latitudes, entre autres à cause d'une forte dissolution des carbonates, et c'est pourquoi une méthode de datation complémentaire a été utilisée : le paléomagnétisme. Ainsi, les variations séculaires de l'orientation (inclinaison et déclinaison) et de la paléointensité relative du champ magnétique terrestre ont été analysées pour les trois carottes sédimentaires. Par la suite, les comparaisons de ces variations paléomagnétiques séculaires avec d'autres enregistrements régionaux et un modèle géomagnétique ont permis de déterminer des marqueurs chronostratigraphiques (tie-points).
En complément de la datation radiocarbone (14C), ces marqueurs ont finalement permis de réaliser des modèles d'âges fiables pour les trois carottes sédimentaires de cette étude, servant ainsi de base pour le reste du projet. La chronostratigraphie établie pour les trois carottes sédimentaires a confirmé qu'elles couvraient bien la majeure partie de l'Holocène (base des carottes AMD14-204, AMD14-210 et AMD14-Kane2B respectivement à 9.1, ~9.5 et 9.0 cal ka BP). Les résultats de ce premier chapitre, associés à des analyses de la lithologie et des propriétés physiques du sédiment ont permis de mettre en évidence des variations correspondant à l'établissement des conditions postglaciaire après la fin de la dernière déglaciation. La seconde partie du projet de recherche s'est concentrée sur l'évolution des conditions océaniques de surface pour les deux zones d'études (NE baie de Baffin et détroit de Nares) au cours de l'Holocène, en se basant sur des assemblages de kystes de dinoflagellés (dinokystes). La technique des analogues modernes, qui permet de déterminer les propriétés de la colonne d'eau d'une période donnée en se basant sur les assemblages de dinokystes et sur une base de données, a été utilisée afin de reconstituer les conditions de surface de l'eau pour les deux zones d'étude. Ainsi, les résultats ont révélé des changements importants dans les assemblages de dinokystes, associés à des variations des conditions de surface de l'eau (température, salinité, couvert de glace, productivité). Ces variations correspondent aux trois périodes climatiques majeures de l'Holocène : la fin de la déglaciation, le maximum thermal de l'Holocène et la Néoglaciation.
De plus, les résultats ont confirmé une asynchronie apparente dans la mise en place des conditions plus chaudes liées au maximum thermal de l'Holocène, se produisant plus tôt dans la région du bassin de Kane (~8,0/7,0 cal ka BP) que dans le nord-est de la baie de Baffin (~7,5/5,5 cal ka BP). Finalement, dans une troisième partie, les propriétés minéralogiques et géochimiques du sédiment ont été analysées dans les trois carottes sédimentaires afin de déterminer les variations de la provenance et des processus de transport du sédiment détritique. L'utilisation du programme SedUnMixMC a permis de distinguer les différentes sources de sédiment à partir des assemblages minéralogiques. Les résultats ont montré des changements dans la dynamique sédimentaire qui sont associés au retrait des glaciers des calottes glaciaires du Groenland et Innuitienne, et à des variations océanographiques liées au courant ouest groenlandais circulant dans le nord-est de la baie de Baffin, et à l'eau Arctique entrant par le détroit de Nares.
Ensemble, les résultats des trois chapitres combinés ont montré qu'au début de l'Holocène, les régions du nord-est de la baie de Baffin et le détroit de Nares ont fortement été influencées par le retrait glaciaire associé à la fin de la déglaciation. Avec le maximum thermal de l'Holocène, les conditions de surface de l'eau (plus chaudes), ainsi que la dynamique sédimentaire se sont progressivement stabilisées, en lien avec une intensification progressive du courant ouest groenlandais et la mise en place de conditions de sédimentation éloignées des marges glaciaires. -- Mots clés : Baie de Baffin ; Holocène ; marge nord-ouest groenlandaise ; détroit de Nares ; Paléoclimatologie ; Paléocéanographie. -- ABSTRACT: This thesis project aimed to study paleoenvironmental variability in northeastern Baffin Bay and Nares Strait during the Holocene. To achieve this, three sedimentary cores were collected on the Northwestern Greenland Continental Shelf (AMD14-204 and AMD14-210) and in the Kane Basin (AMD14-Kane2B). The first objective of the thesis was to establish a reliable chronostratigraphy for the three sediment cores. However, because sediment dating by traditional means (e.g., radiocarbon) can be challenging in high-latitude environments, mainly due to a strong carbonate dissolution, a complementary dating method was hence used here: the paleomagnetism. Therefore, secular variations of orientation (inclination and declination) and relative paleointensity of the Earth's magnetic field were analyzed for the three sedimentary cores. Subsequently, comparison of these palaeomagnetic secular variations with other regional records and a geomagnetic model allowed to determine chronostratigraphic markers (tie-points). Hence, in addition to radiocarbon dating (14C), these chronostratigraphic markers permitted to produce reliable age models for the three sedimentary cores of this study, serving as a basis for the rest of the thesis project. Moreover, the chronostratigraphy established for the three sedimentary cores confirmed that they all cover most of the Holocene (bases of core AMD14-204, AMD14-210 and AMD14-Kane2B cores at 9.1, ~ 9.5 and 9.0 cal ka BP respectively). The results of this first objective, combined with analyzes of the lithology and the physical properties of sediment, allowed to highlight variations linked to the establishment of postglacial conditions after the end of the last deglaciation.
The second part of the research project focused on the evolution of sea surface conditions for the two study areas (NE Baffin Bay and Nares Strait) during the Holocene, based on dinoflagellate cyst assemblages (dinocysts). The modern analog technique, which allows to determine the properties of the water column of a given period, based on dinocyst assemblages and a large database, was used to reconstruct the sea surface conditions for both study areas. Thus, the results revealed significant variations in the dinocyst assemblages, associated with changes in sea surface conditions (temperature, salinity, sea-ice cover and productivity). These variations correspond to the three major climatic periods of the Holocene: the end of the deglaciation, the Holocene thermal maximum and the Neoglaciation. In addition, the results confirmed an apparent asynchrony in the establishment of warmer conditions associated with the Holocene thermal maximum, occurring earlier in the Kane Basin (~ 8.0 / 7.0 cal ka BP) than in northeastern Baffin Bay (~ 7.5 / 5.5 cal ka BP). Finally, in a third part, sediment mineralogical and geochemical properties were analyzed in the three sediment cores, in order to determine the variations in the provenance and transport processes of detrital sediments. The use of the SedUnMixMC program allowed to distinguish different sediment sources from the mineralogical assemblages.
The results showed variations in sediment dynamics associated (1) with the retreat of glaciers from the Greenland and Innuitian ice sheets, and (2) oceanographic variations related to the West Greenland Current flowing northward in northeastern Baffin Bay, and Arctic water entering through the Nares Strait strengths. Altogether, the results of the three combined chapters revealed that in the early Holocene, the northeastern regions of Baffin Bay and the Nares Strait were strongly influenced by the glacial retreat and enhanced meltwater production, associated to the end of deglaciation. With the establishment of the Holocene thermal maximum, the (warmer) sea surface conditions, as well as the sedimentary dynamics, gradually stabilized, in connection with a progressive intensification of the West Greenland Current and the establishment of ice-distal sedimentation. -- Keywords: Baffin Bay; Holocene; northwestern Greenland margin; Nares Strait; paleoclimatology; paleoceanography.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Montero-Serrano, Jean-Carlos
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : St-Onge, Guillaume et Rochon, André
Information complémentaire : Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en océanographie en vue de l'obtention du grade de Philosophiae doctor (Ph.D.).
Mots-clés : Variabilite Paleoenvironnement Paleoclimatologie Paleoceanographie Chronostratigraphie Baie Baffin Detroit Nares Holocene
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 23 oct. 2020 15:24
Dernière modification : 23 oct. 2020 15:24
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1639

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