Méditerranée occidentale) La résolution est d’un échantillon tous les 2800 ans pour un

enregistrement entre les MIS 31 à 23.

• Méditerranée centrale

Les sites de Santa Lucia et Montalbano Jonico se trouvent en Italie du Sud. Cette péninsule pénètre en plein domaine méditerranéen et se prolonge en mer par le seuil de Sicile

3. Stratégie

jusqu’en Afrique. Ces sites offrent donc l’opportunité d’avoir enregistré des changements environnementaux marins à l’interface des deux bassins principaux composant la Méditerranée. En effet, ces bassins ont des comportements parfois différents, comme constaté à travers l’étude des sapropèles (cf. 1.1.3. « Sapropèles »). Les sites d’Italie sont également à l’interface entre domaines atmosphériques de Méditerranée occidentale et orientale. Les enregistrements polliniques pourraient, par conséquent, témoigner d’une évolution dans le temps et dans l’espace de l’opposition climatique observée entre ces domaines au Pliocène supérieur (cf. 1.2.2. « Opposition climatique »).

L’Italie méridionale permet d’étudier des coupes marines qui, par le jeu de la tectonique récente, sont aujourd’hui portées à l’affleurement. C’est le cas de la célèbre série sédimentaire hémipélagique plio-pléistocène de Semaforo-Vrica dont l’analyse palynologique a été facilitée par un taux de sédimentation élevé (~0,5 m/1000 ans ; Combourieu-Nebout, 1987). Cet auteur a également étudié à haute résolution les changements de végétation (Fig. 1.20 ; Combourieu-Nebout et Vergnaud-Grazzini, 1991) pour le passage de la limite Plio- Pléistocène, le GSSP étant défini dans la coupe de Vrica. L’enregistrement palynologique a montré un bon témoignage des étages de végétation de la montagne de la Silla qui ont déjà servi de zone refuge au Pliocène supérieur et au Pléistocène inférieur.

Cette coupe a été recalibrée sur la base d’analyses isotopiques sur Globigerinoides ruber et de la biostratigraphie des nannofossiles et des foraminifères, et étendue dans sa partie supérieure (Crotone) jusqu’à 1,280 Ma (Lourens et al., 1996a). La coupe de Vrica-Crotone a permis de calibrer la plupart des sapropèlés plio-pléistocènes. Il a été possible d’effectuer des analyses palynologiques à haute résolution de cette partie sommitale encore non étudiée mais bien datée. Les 25 m de cette coupe nommée Santa Lucia (Fig. 3.1) couvrent ~70 ka entre 1,356 et 1,280 Ma (Fig. 3.2). Quelques 9.000 pollens ont été comptés pour une résolution de 3000 ans par échantillon. J’ai aussi effectué les analyses géochimiques des isotopes stables de cette section (cf. chapitre 4.2.1. Santa Lucia ; Joannin et al., sous presse).

Depuis plusieurs années, l’équipe de N. Ciaranfi (Bari) étudie les nombreux enregistrements sédimentaires du sud de l’Italie. Il est le découvreur de la coupe de

Montalbano Jonico (Fig. 3.1) qui s’étend sur environ 450 m d’épaisseur. Les analyses

sédimentologiques, géochimiques, et paléontologiques montrent l’enregistrement de variations eustatiques importantes en liaisons avec les changements climatiques du Pléistocène inférieur-moyen (Ciaranfi et al., 1996, 1997, 2001). Des études plus récentes sur

les nannofossiles ont permis de mieux dater cette coupe (Maiorano et al., 2004) qui enregistre sûrement les MIS 25 et 19, sans vraiment préciser l’âge de sa base et de son sommet.

Pour ce site très prometteur enregistrant en continu la MPT, le contenu pollinique s’était avéré trop pauvre sur quelques analyses standard effectuées par D. Suballyova. J’ai donc tenu compte de ce faible rendement pour traiter des échantillons plus volumineux. Une bonne comparaison du signal pollinique est désormais possible avec la courbe isotopique issue des mêmes échantillons (Fig. 3.2), ce qui permet maintenant de mieux calibrer en âge la partie inférieure de la coupe. Environ 35.000 pollens ont été comptés, répartis dans 139 échantillons, qui enregistrent les changements climatiques depuis le MIS 37 jusqu’au MIS 23, avec une résolution de 2500 ans par échantillon (cf. chapitre 4.2.2. Montalbano Jonico).

• Méditerranée orientale

La coupe de Tsampika sur l’île de Rhodes (Grèce ; Fig. 3.1) est capitale pour retracer l’histoire de la résorption progressive des taxons les plus thermophiles vers le nord-est de la Méditerranée. A ce jour, aucune coupe n’existait dans ce domaine oriental. Son contenu pollinique devait permettre de vérifier l’existence possible de l’opposition climatique uniquement observée au Pliocène supérieur.

Les premiers travaux sur cette coupe ont été effectués par l’équipe Climat Eustatisme et Tectonique (CET) de l’Université Lyon 1, et tout particulièrement par J.-P. Suc puis par S. Ferry pour son organisation stratigraphique et son histoire sédimentaire. Les premiers travaux de palynologie ont été réalisés par Buisine (2000), pour qui l’enregistrement pollinique était contrôlé par la tectonique. Puis j’ai pu montrer (Joannin, 2003) que certaines portions de la succession étaient d’âge pléistocène inférieur à moyen en intégrant des données de magnétostratigraphie (coll. Suc, Krijgsman). L’enregistrement pollinique sur cette île était contrôlé par les variations eustatiques et les changements climatiques (Fig. 3.2). Au regard de l’importance de la formation de Ladiko-Tsampika dans le schéma stratigraphique de Rhodes dont découle l’interprétation de l’histoire tectonique récente de cette île appartenant à l’arc Egéen, cette nouvelle interprétation se devait d’être complètement validée. Lors d’une mission de terrain en Mai 2004, l’ensemble de la formation du site de Tsampika a été revu quant à son organisation sédimentaire et les datations des échantillons précédemment étudiés ont pu être clairement replacées. En outre, l’étude de la coupe initiale a pu être prolongée vers le haut et vers le bas (cf. chapitre 4.3. Rhodes; Cornée et al., 2006).

On dispose ainsi pour la première fois au Pléistocène en domaine marin d’un référent en palynologie pour la Méditerranée orientale. La nouvelle coupe de Tsampika enregistre les

3. Stratégie

changements climatiques entre les MIS 37 et 29 puis entre les MIS 20 et 17. La partie intermédiaire de cette série de 160 m a été démembrée par un événement tectonique. L’étude de cette coupe repose sur le comptage d’environ 32.000 pollens répartis en 116 échantillons pour une résolution de 2800 ans par échantillon (cf. chapitre 4.3. Tsampika; Joannin et al., soumis).

• Asie occidentale

Pour mieux contraindre les étapes de la réduction d’aire des taxons aujourd’hui éteints en Méditerranée, mais pour certains encore présents à l’Est (exemple Pterocarya en Colchide, Géorgie), il était indispensable de trouver un site dans la zone du Caucase. En particulier, aucune information n’était disponible en domaine continental, pour l’observation de la réaction des végétations eurasiatiques aux changements climatiques qui s’intensifièrent durant le début de la MPT, et plus précisément pour déceler les influences possibles dans cette zone des moussons africaine ou asiatique et des anticyclones sibériens.

Le site de Shamb (Fig. 3.1) se trouve dans la vallée du Sisian en Arménie, à 50 km de l’Iran. Des dépôts lacustres (souvent diatomitiques) affleurent. Une première analyse pollinique en avait été faite par Sayadyan et al. (1986). Cette coupe, alors datée du Plio- Pléistocène, présentait un diagramme pollinique surprenant, laissant à penser que la série pouvait être redoublée. Un programme Eclipse II a permis de reprendre l’étude de cette coupe. La coulée basaltique en discordance au sommet de la série a été datée à 0,935 Ma ± 15 ka(Fig. 3.2 ; Ollivier et al., 2004). Ce site couvre donc selon toute vraisemblance une partie du Pléistocène inférieur. Nous avons effectué une mission de terrain pour l’échantillonnage après identification des décalages tectoniques. Cette mission a, en outre, permis de prélever plusieurs tufs volcaniques pour datation (en cours) et de recaler dans la succession 17 niveaux à macro-restes étudiés par I. Gabrielyan. Elle m’a aussi permis de me familiariser avec l’écosystème végétal particulier de ce milieu de moyenne montagne aride mais permettant tout de même l’existence d’une ripilsive dans les fonds de vallées. Ce dernier point correspond en effet, en grande partie aux comptages polliniques préliminaires que j’avais effectué en 2004 et fut donc utile à l’interprétation des données polliniques fossiles.

En tout, les 116 m de la coupe de Shamb ont permis le comptage de 31 échantillons (environ 8.000 pollens) seulement sur les 99 prélèvements. La polarité inverse (coll. Krijgsman) et le tuf T7 qui a livré un âge de 1,400 Ma (± 20 ka ; coll. Munch), indiquent que la coupe enregistre des dépôts sédimentaires appartenant au magnétochron Matuyama, entre 1,800 au plus vieux et 1,220 Ma au plus jeune (cf. chapitre 4.4. Shamb).

• Corinthe : une application de la palynologie

Grâce aux données polliniques acquises au cours de cette thèse et à l’aide des enregistrements pré-existants, il a aussi été possible de faire des propositions d’âge pour des sédiments lacustres et marins plio-pléistocènes provenant des épaisses séries deltaïques de

Corinthe (Grèce ; Fig. 3.1). Ces calibrations ont permis à S. Rohais de contraindre dans le

temps l’évolution tectonique et sédimentaire du golfe de Corinthe. Bien que ces résultats ne soient pas primordiaux pour le travail de thèse présenté dans ce manuscrit, ils sont inclus en Annexe 3 (Rohais et al., sous presse) pour montrer à quel point l’outil palynologique peut être utile pour les reconstructions stratigraphiques et paléoenvironnementales, particulièrement en domaine continental.

4. Sites