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Variabilité climatique et reconstitution des conditions océanographiques dans le golfe de San Jorge (Patagonie, Argentine) au Pléistocène supérieur et à l'Holocène

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Faye, Simon Waly (2020). Variabilité climatique et reconstitution des conditions océanographiques dans le golfe de San Jorge (Patagonie, Argentine) au Pléistocène supérieur et à l'Holocène. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 191 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: La circulation atmosphérique dans l'hémisphère Sud est principalement contrôlée par les forts vents de la ceinture des vents d'ouest. Ces vents ont une influence considérable sur la circulation océanique dans l'Atlantique Sud et le Pacifique Sud. La Patagonie est la seule masse continentale qui intercepte l'essentiel des vents d'ouest et représente donc une région clé pour l'étude des variations passées de ces vents. Cependant, l'étude sur la dynamique de ces vents fait l'objet de discussion dans la littérature scientifique. En outre, la majeure partie de ces études en lien avec les conditions océaniques dans le Pacifique Sud est localisée dans la partie ouest de la Patagonie. Par contre, la variation passée de ces vents en relation avec les conditions océaniques dans l'Atlantique Sud reste faiblement documentée. Sous cet angle, 52 échantillons de surface et 3 carottes sédimentaires prélevés dans le golfe de San Jorge (GSJ), situé dans l'Atlantique Sud-Ouest, ont été étudiés dans cette thèse. L'objectif était de mieux saisir les interactions entre le climat actuel et passé, la végétation et les conditions océaniques dans l'Atlantique Sud. Dans le chapitre 1, la distribution spatiale des assemblages modernes de kystes de dinoflagellés à partir des échantillons de surface a permis d'établir une base de données de référence pour les interprétations paléocéanographiques en identifiant les assemblages qui reflètent les conditions modernes de surface dans le golfe. À partir des résultats, deux assemblages ont été identifiés. Le premier assemblage est situé dans le GSJ alors que le second assemblage est localisé au large du GSJ. Les assemblages de kystes de dinoflagellés sont dominés par les taxons autotrophes avec une forte présence de taxons hétérotrophes au nord et au large du GSJ. La distribution des kystes de dinoflagellés semble être contrôlée par l'upwelling au large, la présence de proies (e.g. les diatomées) et la productivité primaire. Dans le Chapitre 2, les patrons de dispersion moderne du pollen et des spores ont été caractérisés en relation avec les provinces phytogéographiques adjacentes au golfe à partir des échantillons de surface. Les résultats ont permis également d'établir une base de données moderne pour décrire l'histoire de la végétation et de décrire les flux d'apports éoliens afin d'identifier des indicateurs pour étudier les variations passées des vents d'ouest. Les résultats attestent que la distribution pollinique reflète la végétation adjacente au GSJ et ainsi démontrent la validité des études polliniques dans la zone d'étude. Dans les sédiments, nous avons retrouvé le pollen de Nothofagus et de Podocarpus transportés sur une longue distance (~350 km) par les vents d'ouest vers le GSJ. L'abondance de ces taxons dans les sédiments du golfe a été identifiée comme un excellent traceur pour décrire la dynamique passée des vents d'ouest. Dans le chapitre 3, les assemblages fossiles de pollen & spores et de kystes de dinoflagellés préservés dans 3 séquences sédimentaires dans le GSJ ont permis de documenter l'histoire de la végétation, de retracer la migration latitudinale de la ceinture des vents d'ouest dominants en relation avec les conditions océaniques dans le golfe durant le Pléistocène supérieur et l'Holocène. Les résultats des chapitres précédents ont été utilisés comme bases de données modernes dans l'interprétation des archives sédimentaires. Les assemblages sporo-polliniques fossiles et de kystes de dinoflagellés combinés aux données sédimentologiques, géochronologiques (AMS-14C) suggèrent des conditions arides et un environnement subaérien probablement lagunaire avant 14 000 cal BP dans le GSJ. Cette période est suivie d'une immersion du golfe et d'une transition vers des conditions semi-arides sur le continent marquées par le développement de la steppe patagonienne. L'indice P:D (indicateur des apports continentaux) et les flux de pollen de Nothofagus dans le GSJ ont été identifiés comme des indicateurs de l'intensité des vents d'ouest. Les résultats suggèrent une position nord d s vents d'ouest au cours du Pléistocène supérieur, puis une migration sud durant l'Holocène inférieur suivi d'une migration progressive vers le nord durant le reste de l'Holocène. Cette migration progressive est marquée par une intensification des vents d'ouest au centre de la Patagonie à la fin l'Holocène inférieur jusqu'à l'Holocène moyen entrainant une augmentation de la productivité dans le GSJ en raison de la fertilisation du golfe par les flux terrigènes. -- Mot(s) clé(s) en français : Ceinture des vents d'ouest, distribution pollinique, kystes de dinoflagelés, Patagonie, plateau continental argentin. -- ABSTRACT: Atmospheric circulation in the Southern Hemisphere is mainly controlled by the strong winds of the Southern Westerly Wind Belt (SWWB). These winds have a significant influence on ocean circulation in the South Atlantic and South Pacific Oceans. The Patagonian region is the only continental mass intercepting the core of the SWWB and constitutes a key region for documenting the latitudinal shifts of these winds. The dynamics of these winds have been well recorded, particularly in relation to oceanic conditions of the South Pacific Ocean (Western Patagonia). Conversely, past variations of these winds in relation to oceanic conditions of the South Atlantic Ocean (Eastern Patagonia) remain poorly documented. In this investigation, 52 surface samples and 3 sediment cores taken from the San Jorge Gulf (SJG), located in the Southwest Atlantic, were studied to better understand the interactions between current and past climate, vegetation and oceanic conditions in the South Atlantic Ocean.In Chapter 1, the spatial distribution of modern dinoflagellate cyst assemblages from surface samples was analyzed so that the environmental preferences of each taxon be inferred and used to reconstruct paleoenvironmental conditions. The results helped identifying two main assemblages. The first one is located in the inner part of the SJG while the second is located at offshore sites. The dinoflagellate cyst assemblages are dominated by autotrophic taxa, but with strong presence of heterotrophic taxa in the northern part of the SJG and offshore sites. The distribution of dinoflagellate cysts appears to be controlled by offshore upwelling, the presence of prey (e.g. diatoms) and primary productivity.In Chapter 2, pollen and spore dispersal patterns from surface samples of SJG bottom sediments were characterized in relation to the phytogeographic provinces adjacent to the gulf. The results helped to establish a modern database to describe the vegetation history and to identify the best proxies to study past variations of the SWWB. The results demonstrate that the pollen distribution reflects the vegetation adjacent to the SJG and thus confirms the validity of the pollen records in the study area. In the sediments, we found pollen from Nothofagus and Podocarpus transported by the SWWB over long distances (~ 350 km) to the SJG. The abundance of these taxa in the SJG sediments have been proposed here as indicators of the past dynamics of the SWWB.In chapter 3, the fossil assemblages of pollen & spores and dinoflagellate cysts preserved in three sedimentary sequences in the SJG were used to document the vegetation history, and to trace the latitudinal migration of the SWWB in relation to oceanic conditions in the SJG during the Late Pleistocene and Holocene. The results of previous chapters were used as a modern database for the interpretation of the palynological records (pollen, spores and dinocysts). The interpretation of the fossil assemblages combined with sedimentological and geochronological data (AMS-14C) suggest a subaerial environment in the SJG and possibly a coastal lagoon environment under arid conditions before 14,000 cal BP. This period was followed by an immersion of the SJG and a transition to semi-arid conditions in the adjacent continent marked by the development of the Patagonian steppe. The P:D index (proxy of continental inputs) and Nothofagus pollen were identified as indicators of the intensity of the SWWB in the SJG. The results suggest a northern position of the SWWB during the Late Pleistocene, followed by a southward shift during the Early Holocene and a gradual northward migration onwards. This gradual migration is marked by an intensification of the SWWB in the center of Patagonia from the end of the Early Holocene to the Middle Holocene that produced high terrigenous inputs, leading to increased ocean fertilization and primary productivity in the SJG. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Southern Westerly Winds; pollen patterns; dinoflagellate cyst assemblages; Patagonia; Argentinian Continental shelf.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Rochon, André
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : St-Onge, Guillaume
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 : San Jorge Golfe Argentine Holocène Pleistocène Paléoclimatologie Paléo-océanographie
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 09 déc. 2021 18:40
Dernière modification : 09 déc. 2021 18:40
URI : https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1928

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