Isotopes stables de l’oxygène ( 18 O)

Les valeurs de δ18O sont variables et comprises entre -5 ‰ et 3 ‰. Celles-ci augmentent d’environ 3 ‰ à tous les sites étudiés au cours du Paléogène. Les valeurs les plus négatives sont enregistrées aux sites ODP 925/929 et DSDP 516 et les valeurs les plus positives aux sites ODP 689/690 et ODP 511. δ’ensemble de ces valeurs sont compilées à la fin de cette partie dans la Figure IV.15.

160  Sites ODP 925/929

La composition isotopique en oxygène du carbonate total (δ18Obulk) varie le long de l’enregistrement depuis un minimum de -4,3 ‰ au Paléocène jusqu’à un maximum de -1,2 ‰ à l’Oligocène. Une importante variabilité est observée (amplitude allant de 0,5 ‰ à 1,6 ‰) au cours de l’Eocène moyen. Une excursion positive de 1,2 ‰ est enregistrée à l’EOT. Au cours du Paléogène, toutes les fractions marquent une augmentation constante des valeurs de δ18O.

δe δ18O des fractions inférieures à 3 µm (δ18Oinf3) varie depuis -4,3 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à -0,8 ‰ à l’Oligocène. δes valeurs de δ18O de ces fractions sont dans leur ensemble plus élevées que celles des autres fractions.

Les valeurs de δ18O des fractions 3-5 µm (δ18Ofr3-5) et 5-8 µm (δ18Ofr5-8) très enrichies en coccolithes enregistrent une évolution similaire. Celles-ci varient depuis -4 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à -1,4 ‰ à l’Oligocène pour les fractions 3-5 µm et de -4,3 ‰ à -1,5 ‰. δes valeurs de δ18O augmentent entre 48 εa et 42 εa puis marquent, tout comme le δ18Obulk, une plus forte variabilité au cours de l’Eocène moyen avant de diminuer de ~1,5 ‰ au cours de l’Eocène supérieur puis de rediminuer au cours de l’Oligocène inférieur.

δe δ18O des fractions 8-20 µm (δ18Ofr8-20) évolue depuis un minimum de -4,6 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à des valeurs de -1,4 ‰ à l’Oligocène.

δe δ18O des fractions 20-160 µm (δ18Ofr20-160) enregistre des valeurs globalement plus faibles que les autres fractions et marquent une plus grande variabilité. Ces valeurs varient depuis -5,2 ‰ jusqu’a -1,4 ‰ (Figure IV.15).

 Site DSDP 516

Le δ18Obulkaugmente le long de l’enregistrement depuis un minimum de -2,2 ‰ jusqu’à un maximum de 0,2 ‰ au début de l’Oligocène.

Les δ18Oinf3 varient depuis un minimum de -1,8 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à 0,2 ‰ à l’Oligocène. δes valeurs de δ18O de ces fractions sont plus élevées que le reste des fractions.

161 Les δ18Ofr3-5 et les δ18Ofr5-8 marquent une évolution très similaire l’une par rapport à l’autre. Celles-ci varient de -2,2 ‰ à 0 ‰ pour les fractions 3-5 µm et de -2 ‰ à -0,2 ‰ pour les fractions 5-8 µm.

Le δ18Ofr8-20 évolue depuis un minimum de -2 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à des valeurs de 0,1 ‰ à l’Oligocène.

Le δ18Ofr20-160 enregistre une variabilité plus forte dans les valeurs de δ18O en comparaison des autres fractions avec des valeurs très négatives entre 44 Ma et 56 Ma, comprises entre -2 ‰ et -3,75 ‰, et des valeurs plus positives autour de -0,5 ‰ à partir de 40 εa.

δes courbes de δ18O des différentes fractions enregistrent toutes une excursion positive de 0,5 ‰ au cours de l’EOT (Figure IV.15).

 Site ODP 511

Du fait du faible pourcentage en carbonate des échantillons issus de ce site, les mesures n’ont pu être réalisées que sur la fraction carbonatée des fractions 3-5 µm, 5-8 µm et 8-20 µm. Ces trois fractions étant enrichies en coccolithes, leur signature isotopique en oxygène est très similaire.

Les courbes de δ18Ofr3-5 et de δ18Ofr5-8 varient depuis un minimum de 0,1 ‰ à l’Eocène supérieur jusqu’à des valeurs comprises entre 0,9 ‰ et 0,3 ‰ à l’Oligocène inférieur.

Les courbes des différentes fractions enregistrent toutes une excursion positive de 0,5 ‰ au cours de l’EOT (Figure IV.15).

 Sites ODP 689/690

Le δ18Obulkaugmente le long de l’enregistrement depuis un minimum de -0,3 ‰ jusqu’à un maximum de 2,4 ‰ à l’Oligocène.

Le δ18Oinf3 varie depuis un minimum de -0,3 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à 2,5 ‰ à l’Oligocène. δes valeurs de δ18O de ces fractions sont plus élevées que le reste des fractions. Ces fractions composent la majeure partie du sédiment, il n’est donc pas étonnant que les valeurs de δ18O de ces dernières soient très proches des valeurs du « bulk ».

162 Les δ18Ofr3-5 et les δ18Ofr5-8 marquent une évolution très similaire l’une par rapport à l’autre. Celles-ci varient depuis -1 ‰ jusqu’à 2,1 ‰ pour les fractions 3-5 µm et de -0,7 ‰ à 2 ‰. Une variabilité plus importante est, comme pour le site 925/929, observée entre 46 Ma et 40 Ma avec l’occurrence de deux excursions négatives (d’environ 0,5 ‰) à 43,6 εa et 42 εa.

Le δ18Ofr8-20 évolue depuis un minimum de -0,3 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à des valeurs de 2,2 ‰ à l’Oligocène. Hormis à l’Eocène inférieur où un différentiel d’environ 0,5 ‰ est observé, le δ18O de ces fractions est proche de celui des fractions à coccolithes.

Le δ18Ofr20-160 enregistre des valeurs globalement similaires aux autres fractions. Les valeurs augmentent depuis des valeurs de -0,4 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’ à 2,5 ‰ à l’Oligocène.

Les courbes de δ18O des différentes fractions enregistrent toutes une excursion positive de 1,5 ‰ au cours de l’EOT (Figure IV.15).

Le δ18O de S. linaperta (δ18OS. linaperta) augmente au cours de l’Eocène depuis des valeurs comprises entre 0 ‰ et 0,5 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à des valeurs comprises entre 1 ‰ et 1,5 ‰ à l’Eocène supérieur puis 2,3 ‰ à l’Oligocène (Figure IV.15).

 Site DSDP 549

Le δ18Obulkaugmente le long de l’enregistrement de -1 ‰ à 1,2 ‰ à l’Oligocène.

Le δ18Oinf3 varie depuis un minimum de -1,9 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à 1,5 ‰ à l’Oligocène. δes valeurs de δ18O de ces fractions sont toujours plus élevées d’en moyenne 0,5 ‰ que celles des autres fractions.

Comme pour les autres sites, les δ18Ofr3-5 et les δ18Ofr5-8 marquent une évolution très similaire l’une par rapport à l’autre. Celles-ci varient depuis -2 ‰ jusqu’à 0,9 ‰ pour les fractions 3-5 µm et de -2 ‰ à 0,6 ‰. Dans le détail, les valeurs de δ18O des fractions 5-8 µm augmentent entre 53 εa et 42 εa avant de se stabiliser autour de 0 ‰ jusqu’à l’EOT alors que les fractions 3-5 µm continue à diminuer (~0,5 ‰).

Le δ18Ofr8-20 évolue depuis un minimum de -2,4 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à des valeurs de 0,8 ‰ à l’Oligocène. A partir de 42 Ma, où ces fractions sont enrichies en coccolithes, les valeurs de δ18O sont comprises entre les valeurs de δ18O des fractions enrichies en coccolithes 3-5 µm et 5-8 µm.

163 Le δ18Ofr20-160 enregistre des valeurs de δ18O globalement similaires aux autres fractions (hormis inférieure à 3 µm). Les valeurs augmentent depuis des valeurs de -1 ‰ à -2 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à 1,2 ‰ à l’Oligocène.

δe δ18OS. linapertaaugmente au cours de l’Eocène avec des valeurs comprises entre -1 ‰ et – 2 ‰ à l’Eocène inférieur jusqu’à des valeurs comprises entre 0 ‰ et 1 ‰ à l’Eocène supérieur (Figure IV.15).

 Site ODP 865

Le δ18Obulkdiminue entre le Paléocène et l’Eocène inférieur et passe de -0,85 ‰ à -1,17 ‰. Cette diminution est ensuite suivie d’une augmentation jusqu’à un maximum de -0,12 ‰ à l’Eocène moyen.

Le δ18Oinf3 varie depuis un maximum de -0,57 ‰ au Paléocène jusqu’à un minimum de -0,95 ‰ entre 54 et 56 Ma. Cette évolution est suivie d’une augmentation constante jusqu’à des valeurs de 0,15 ‰ à l’Eocène moyen.

Les δ18Ofr3-5 et les δ18Ofr5-8 marquent une évolution très similaire l’une par rapport à l’autre. Celles-ci varient depuis un maximum d’environ 1 ‰ au Paléocène jusqu’à un minimum de -1,7 ‰ à -1,8 ‰ entre 54 et 56 Ma. Cette évolution est suivie d’une augmentation constante jusqu’à des valeurs de -0,2 ‰ à l’Eocène moyen.

Le δ18Ofr8-20 évolue depuis un maximum en moyenne de -1 ‰ à l’Eocène inférieur et au Paléocène jusqu’à des valeurs comprises entre -0,8 ‰ de -0,2 ‰ à l’Eocène moyen.

Le δ18Ofr20-160 enregistre une évolution des valeurs de δ18O globalement similaires aux autres fractions. Celles-ci varient depuis un maximum d’environ -0,9 ‰ au Paléocène jusqu’à un minimum de -1,3 ‰. Cette évolution est suivie d’une augmentation constante jusqu’à des valeurs comprises entre -0,2 ‰ et -0,6 ‰ à l’Eocène moyen (Figure IV.15).

165

Figure IV.15 : Evolution du signal isotopique en oxygène des différentes fractions séparées, du bulk et des espèces de foraminifères planctoniques de subsurface S. linaperta aux différents sites d’étude au cours du Paléogène. δes traits pleins représentent l’évolution du δ18O des fractions cibles 3-5 µm. δes traits pointillés représentent l’évolution du δ18Obulk. Dans leur ensemble les valeurs de δ18O sont comprises entre -5 ‰ et 3 ‰. Celles-ci augmentent globalement d’environ 3 ‰ à tous les sites étudiés au cours du Paléogène. Les valeurs les plus négatives sont enregistrées aux sites ODP 925/929 et DSDP 516 et les valeurs les plus positives aux sites ODP 689/690 et 511. δ’erreur analytique est de ± 0,07 ‰. Tous les résultats issus d’isotopie sont ici présentés, indépendamment de leur exclusion dans les interprétations finales.

 Le différentiel entre valeurs issues des fractions 3-5 µm et les autres fractions séparées

δorsque l’on analyse le différentiel isotopique entre les fractions 3-5 µm et 5-8 µm il apparaît qu’il n’existe pas d’écart important dans les valeurs de δ18O. De même, les valeurs isotopiques des différentes fractions et du bulk des sites ODP 511, ODP 689/690 et DSDP 516 de hautes latitudes sont relativement similaires. Les coccolithophoridés étant les principaux producteurs carbonatés de ces sites de haute latitude et les effets vitaux interspécifiques en oxygène étant réduit au Paléogène, la similitude entre les courbes de δ18O des différentes fractions enrichies à coccolithes (fractions 3-5 µm, 5-8 µm et certaines 8-20 µm) et de bulk

n’est pas surprenante

A l’inverse une importante dispersion dans les valeurs de δ18O est observée entre les fractions 3-5 µm et les fractions supérieures au niveau des sites Atlantique ODP 925/929 et DSDP 516 de basses et moyennes latitudes (sauf pour la fraction à 5-8 µm). Cet écart entre les valeurs est particulièrement important au cours de l’Eocène moyen (Figure IV.16).

167

Figure IV.16 : Evolution du différentiel entre le signal isotopique en oxygène des fractions 3-5 µm et des différentes autres fractions aux différents sites d’étude au cours du Paléogène. Les zones grises correspondent à l’erreur analytique. δes points compris dans cette zone sont équivalents. δes différentiels sont faibles aux sites ODP 511, ODP 689/690 et DSDP 549 où les sédiments sont majoritairement composés de coccolithes de tailles variables. Tous les résultats issus d’isotopie sont ici présentés, indépendamment de leur exclusion dans les interprétations finales.