Mise en âge des carottes MD02-2529 et MD02-2508

2.4.1. Carotte MD02-2529

Les derniers 40 000 ans ont été datés par 15 mesures au ¹⁴C effectuées sur des foraminifères planctoniques et générées par l’accélérateur ARTEMIS (au LM¹⁴C, Gif-sur-Yvette, France). Parmi eux, 11 niveaux ont été datés par l’espèce de subsurface N. dutertrei

(Figure 1.22), dont 4 niveaux ont été doublés avec l’espèce de surface G. ruber (Figure 1.22). Les foraminifères ne calcifiant pas leur test à la même profondeur dans la colonne d’eau, cela permet notamment de vérifier que N. dutertrei n’enregistre pas l’âge de masses d’eaux plus vieilles que G. ruber. Ne constatant aucun biais significatif entre les espèces, le modèle d’âge a été construit à partir de N. dutertrei. De plus, deux niveaux situés à 1cm d’intervalle ont été moyennés. Au final, 10 niveaux sont utilisés pour dater le sommet de la carotte (points noirs dans Figure 1.28). Afin de convertir les âges ¹⁴C en âges calendaires, les

datations ¹⁴C ont été calibrées avec la courbe de calibration MARINE04 pour les âges ¹⁴C inférieurs à 26 000 ans (Hughen et al., 2004) en utilisant un ΔR de 50±49 ans. La banque de données des âges réservoirs marins (ΔR pour MARINE04) et le logiciel Calib 5.1 utilisé pour la calibration sont disponibles sur internet à l’adresse http://calib.qub.ac.uk/marine. Pour les âges ¹⁴C supérieurs à 26 000 ans, l’équation publiée par Bard et al., 2004, et calculée vis-à-vis de la chronologie de la carotte de glace GISP2 (Stuiver et Grootes, 2000) a été utilisée. Entre 40 000 et 130 000 ans, la datation de la carotte a été effectuée par stratigraphie isotopique. Pour l’intervalle 40-60 kyr BP, 3 niveaux ont été datés en faisant coïncider des minima enregistrés dans les δ18

O des foraminifères benthiques avec les évènements chauds des températures Antarctiques (triangles jaunes dans la Figure 1.28). Cette méthode, déjà utilisée pour dater des sédiments marins de l’Atlantique Nord (Shackleton et al., 2000) et du Pacifique Sud (Pahnke et Zahn, 2005), est justifiée dans le cas de la MD02-2529 parce que (1) les taux de sédimentation sont constants dans cet intervalle, et (2) un âge ¹⁴C daté à 39 cal. kyr BP correspond au dernier évènement chaud enregistré dans BYRD. Deux enregistrements Antarctique (BYRD et Siple Dome) ont eux-mêmes été synchronisés vis-à-vis de la chronologie de GISP2 grâce aux concentrations atmosphériques de CH₄ (voir Blunier et Brook, 2001 pour BYRD ; Brook et al., 2005 pour Siple Dome), ce qui apporte une cohérence à cette méthode et qui justifie une éventuelle comparaison entre les enregistrements de la carotte MD02-2529 et de la carotte GISP2.

Entre 60 et 140 kyr BP, il a été montré que la correspondance entre le δ18

O des foraminifères benthiques et les températures Antarctique ne pouvait être employée (Landais et al., 2006). Pour cet intervalle, la courbe de δ18

O des foraminifères benthiques est donc corrélée à un stack de δ18

O de foraminifères benthiques (Lisiecki et Raymo, 2005, Figure 1.28). La transformation des profondeurs en âge est effectuée par interpolation linéaire entre les niveaux datés.

Les taux de sédimentation sont d’environ 30 cm.kyr^-1 pour l’Holocène, de 13 cm.kyr^-1 pour l’intervalle 20-70 kyr BP et de 10 cm.kyr^-1 pour le reste de la carotte. Les résultats du modèle d’âge sont reportés dans Leduc et al., 2006 (cf. article#1 dans le Chapitre 2).

Figure 1.28 : Modèle d’âge de la carotte MD02-2529 (Leduc et al., 2007). La relation âge profondeur est basée sur des datations ¹⁴C (points noirs) entre 0 et 40 kyr BP, sur la correspondance entre BYRD et le δ18

O des foraminifères benthique (triaangles jaunes, panels du haut) et sur la correspondance entre le δ18

O des foraminifères benthique (triangles verts, panels du bas, Lisiecki et Raymo, 2005).

Figure 1.28: Age model for core MD02-2529 (Leduc et al.,2007). The age/depth relationship is based on ¹⁴C datings (black dots) for the last 40 kyr BP, on the correspondance between the BYRD record and the δ18

O recorded by benthic foraminifera (yellow triangles, top) and on the correspondance between the δ18

O recorded by benthic foraminifera and the benthic stack of Lisiecki and Raymo, 2005 (green traingles, bottom).

2.4.2. Carotte MD02-2508

Le modèle d’âge de la carotte MD02-2508 est basé pour les derniers 38 000 ans sur 16 datations au ¹⁴C effectuées sur des foraminifères (Blanchet et al., subm.). 14 datations ont été effectuées sur l’espèce de foraminifère benthique U. peregrina et 2 sur l’espèce de foraminifère planctonique de surface G. ruber. Les données de U. peregrina ont été converties en « âges de surface équivalents » en considérant un âge des masses d’eaux de 1 500 ans à l’endroit de la carotte (données GEOSECS, Blanchet et al., subm.). Comme pour la carotte MD02-2529, les âges ¹⁴C sont convertis en âges calendaires en utilisant la calibration MARINE04 (Hughen et al., 2004) pour les derniers 25 000 ans (ΔR de 201±53 ans) et l’équation de Bard et al., 2001 pour les âges plus anciens. La base de la carotte est datée par des mesures de paléomagnétisme : l’excursion Blake datée à 117 kyr BP dans les loess chinois (Fang et al., 1997), a été repérée à une profondeur comprise entre 3800 et 3860 cm (Blanchet et al., subm.).

Afin d’affiner le modèle d’âge, et plus particulièrement pour l’intervalle 30-60 kyr BP, il est possible de mettre en relation les propriétés sédimentaires des sédiments avec la variabilité climatique des hautes latitudes. Dans ce cadre, des mesures de densité effectuées tous les deux centimètres à bord du Marion Dufresne peuvent être utilisées (Figure 1.29). Il a effectivement été démontré que les variations de flux terrigènes au site de la carotte MD02-2508 étaient fortement influencées par la variabilité de type DO (Blanchet et al., subm.). Ainsi, un modèle d’âge alternatif peut être construit en alignant les données de densité avec les transitions stades-interstades les plus évidentes afin d’obtenir un modèle d’âge cohérent vis-à-vis de l’enregistrement des températures au site de GISP2 (Figure 1.29). Les données de Corg montrant clairement des maxima et des minima pendant les interstades et les stades de GISP2, respectivement (et corrélés négativement à la teneur en carbonates), sont en accord avec d’autres enregistrements sédimentaires de la région (Ortiz et al., 2004). Cette stratégie sera particulièrement importante pour (1) comparer des enregistrements sédimentaires à haute résolution influencés par des variations hydrologiques rapides, et (2) faire correspondre des évènements rapides à des stades et/ou à des interstades enregistrés à GISP2 sans ambiguïté, notamment vis-à-vis des variations rapides de l’hydrologie des eaux intermédiaires déduites des isotopes stables des foraminifères benthiques.

Le taux de sédimentation de la carotte MD02-2508 est d’environ 30 cm.ky^-1 pour l’intervalle 10-120 kyr BP, et deux fois supérieur pour l’Holocène.

Figure 1.29 : Modèle d’âge alternatif basé sur la comparaison entre les données de densité de la carotte MD02-2508 estimées à bord du Marion Dufresne et les températures atmosphériques

enregistrées au site de GISP2 (Stuiver et Grootes, 2000). Les traits rouges marquent les niveaux de la carotte MD02-2508 qui ont été alignés avec les transitions stades-interstades les plus évidentes dans les deux enregistrements. D’après les données Beaufort et al., 2002.

Figure 1.29: Alternative age model for core MD02-2508 based on the comparison between shipboard density data of the sediment core and the atmospheric temperatures recorded at the GISP2 site (Stuiver and Grootes, 2000). Red bars indicate events of core MD02-2508 aligned with the most evident stadial/interstadial transitions within both records. From the data of Beaufort et al., 2002.