Océanologie et climatologie

1.1. Variations climatiques saisonnières

La majorité des informations concernant les dynamiques climatiques ont été tirées de la thèse d’Emmanuel Barbier (2004). Le climat dans le GT (figure 2) est principalement contrôlé par la dynamique des cellules anticycloniques subtropicales de l’Atlantique Nord (Anticyclone des Açores-Bermudes) et du Pacifique Nord. En hiver, Ces deux cellules de hautes pressions se positionnent au Sud (2a), induisant de forts vents de Nord dans le GT, qui repoussent la zone de convergence intertropicale (ZCIT) vers le Sud et maintiennent des conditions sèches. L’anticyclone des Bermudes entretient des alizés intenses, qui sont canalisés par la brèche orographique de l’Isthme de Tehuantepec et passent côté Pacifique. Ces vents sont appelés « Nortes » ou « Tehuanos » et balayent le GT à plus de 100 km/h par périodes répétées de quelques jours entre novembre et février. Au printemps et en été, les cellules anticycloniques Atlantique et Pacifique se déplacent vers le Nord (2b) ce qui entraîne une diminution de l’intensité des alizés dans le Golfe de Tehuantepec. La ZCIT, poussée par la mousson panaméenne, remonte et s’aligne sur le relief de la côte d’Amérique centrale, apportant des pluies sur la zone (30 mm en juin, 2c). La saison des pluies est cependant atténuée en juillet et août (2c) ; cette période sèche est appelée « la canicùla », de forts vents peuvent y être enregistrés (Romero-Centenno et al., 2003).

Les températures atmosphériques mensuelles (2c) varient de 25°C en hiver à 28°C en été boréal.

Paléoclimatologie et paléocéanologie du Golfe de Tehuantepec 158 A ETE BOREAL A A HIVER BOREAL Mousson Panaméenne ZCIT MNM A A Nortes ZCIT 0 5 10 15 20 25 30 35 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Précipitations Températures Salina-Cruz (17°N, 95°W) (a) (b) (c) CC CCR Tempér atur es ( °C) Précipitations (mm) J F M A M J J A S O N D

Figure 2 : Dynamiques saisonnières du climat dans le Pacifique Est intertropical. CC : courant de Californie ; ZCIT : zone de convergence intertropicale ; MNM : mousson Nord-Mexicaine ; CCR : courant du Costa Rica. (a) Hiver boréal, noter en vert clair les zones d’upwelling, en rouge les cellules anticycloniques et les vents associés. (b) Eté boréal. (c) Régime mensuel de précipitations (histogramme) et de températures (courbe) à Salina-Cruz (17°N, 95°W). Moyennes effectuées sur 40 ans, d’après Weatherbase (http://www.weatherbase.com/).

Seasonal dynamics of the climate in the Intertropical Eastern Pacific. CC: California current, ZCIT (ITCZ): intertropical convergence zone, MNM: North Mexican monsoon, CCR : Costa Rica current. (a) Boreal winter, notice in light green the upwelling zones, in red the high pressure cells and associated winds. (b) Boreal summer. (c) Monthly mean precipitations (histogram) and temperatures (curve) in Salina-Cruz (17°N, 95°W). Average on 40 years (from Weatherbase).

1.2. Variations océanologiques saisonnières

La circulation océanique dans le GT présente une forte variabilité saisonnière : en hiver les vents poussent le Courant de Californie au Sud (2a), dont les eaux froides et salées se mélangent avec les eaux de surface, formant d’importantes gyres cycloniques (3g, Molina-Cruz et Martinez-Lopez, 1994 ; Gonzalez-Silvera et al., 2004) ; en été la remontée de la ZCIT

Paléoclimatologie et paléocéanologie du Golfe de Tehuantepec

favorise l’entrée des eaux chaudes et peu salées du courant côtier du Costa Rica (CCR) dans le GT (2b) (Molina-Cruz et Martinez-Lopez, 1994).

Les profils mensuels de salinité (3b et e) et de température (3c et f) révèlent une faible variabilité saisonnière des masses d’eau situées au delà de 200 m de profondeur, mais des variations significatives en surface et subsurface. En été les pluies, les apports fluviatiles et l’entrée du CCR entraînent une diminution de la salinité en surface (~33,7 psu) et des températures élevées (~29 °C). La thermocline est profonde (100-150 m de profondeur) et la colonne d’eau est bien stratifiée (cf. profils de salinité et température en juillet et août). En hiver, les eaux de surface subissent une augmentation de la salinité (~34 psu, avec un maximum au printemps de 34,7 psu) et une diminution de température (~25-26 °C). La thermocline remonte à une profondeur d’environ 50 m et la structure de la colonne d’eau est moins marquée (cf. profils de salinité et température en décembre). Cette structure hivernale (thermocline peu profonde, mélange des masses d’eau et faibles températures de surface) peut être mise en relation avec l’occurrence d’un upwelling, créé à cette saison par les forts vents « Tehuanos » qui repoussent les eaux de surface vers le large. La remontée d’eaux froides (3g) et très riches en nutriments induit une importante productivité primaire en surface (3h, comparé à la situation estivale, 3i).

Les masses d’eau du Golfe de Tehuantepec sont marquées par une zone de minimum d’oxygène (ZMO) permanente entre ~75 et 900 m de profondeur ([O2 dissous]<0,5 ml/l,

figure 3a). Quelques variations saisonnières sont à noter : i) en surface, les taux d’O2 dissous sont plus faibles (4 ml/l) en été et automne qu’en hiver et printemps (5 ml/l), ii) entre 125 et 600 m de profondeur, les taux d’O2 dissous sont plus élevés en été et automne (~0,4 ml/l) qu’en hiver et printemps (~0,2 ml/l). En outre, la limite supérieure de la ZMO est plus profonde en hiver (125 m) qu’au printemps (50 m) et se situe vers 75 m en été et automne. Ces variations des conditions d’oxygénation de la colonne d’eau sont principalement induites par la dégradation de la matière organique, bien que l’influence de la ventilation par la circulation intermédiaire ne puisse être exclue (mais dans l’état de nos connaissances, il n’est pas possible de quantifier cet effet).

Paléoclimatologie et paléocéanologie du Golfe de Tehuantepec

160

Figure 3 : Caractérisation de la colonne d’eau. Profils mensuels d’oxygène dissous (a et d), de salinité (b et e) et de température (c et f), pour deux localisations : 15,5°N ;95,5°W (a, b et c) et 14,50°N ;95,5°W (d, e et f). D’après World Ocean Atlas 2001 (Levitus,http://ingrid.ldeo.columbia.edu/). Photographies satellites du Golfe de Tehuantepec : températures de l’océan de surface (04 janvier 2005 de Earth Observatory, NASA

(http://earthobservatory.nasa.gov) (g) et concentrations en chlorophylle a en hiver (h) et en été (i)

(SeaWIFS, http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/SeaWiFS/). En hiver, les températures basses et les concentrations en chlorophylle élevées correspondent à la signature de l’upwelling.

Characterization of the water column. Monthly profiles of dissolved oxygen concentration (a and d), salinity (b and e) and temperature (c and f) for two locations: 15.5°N, 95.9°W (a, b, c) and 14.5°N, 95.5°W (d, e, f). From World Ocean Atlas 2001. Satellite pictures of the Gulf of Tehuantepec: sea surface temperatures (January, 4th 2005 from Earth Observatory, NASA) (g) and chlorophyll a concentrations in winter (h) and summer (i) (SeaWIFS). In winter, the low temperatures and the high Chl a concentrations correspond to the upwelling signature.

1.3. Variations climatiques et océanologiques interanuelles

La variabilité interannuelle est dominée par l’oscillation australe (ENSO). D’après la synthèse bibliographique de Barbier (2004), les périodes El Niño (indice ENSO faible à négatif) correspondent à des conditions hivernales exacerbées : migration vers le sud des courants équatoriaux et de la ZCIT, influence plus prégnante du courant de Californie et

Paléoclimatologie et paléocéanologie du Golfe de Tehuantepec

diminution des précipitations. L’étude de Romero-Centenno et al. (2003) confirme l’augmentation de fréquence des vents « Tehuanos » pendant les événement El Niño entre 1964 et 1995. Cependant, certaines études (De La Lanza-Espino et Galindo, 1989 in Barbier, 2004 ; Schwing et al., 2002) indiquent un réchauffement des eaux de surface d’environ 1,5 °C au large du Mexique.

Figure 4 : Localisation (a) et principales caractéristiques lithologiques de la carotte MD02-2520. Photographie d’une partie la section XV (b) et représentation schématique de la séquence (c). Noter la présence quasi-continue de laminations.

Location (a) and principal lithological characteristics of core MD02-2520. Picture of a part of section XV (b) and schematic representation of the sequence (c). Notice the dominance of the laminations on the whole sequence.

Paléoclimatologie et paléocéanologie du Golfe de Tehuantepec

162