Sites d’étude

Cette étude se focalise principalement sur l’Océan Atlantique à travers cinq sites ODP et DSDP répartis entre 50°N et 60°S. Deux proviennent de l’Océan Atlantique Sud et sont distants les uns des autres d’une trentaine de degrés (DSDP 516 et ODP 689/690). Un site supplémentaire couvrant l’Eocène supérieur et l’Oligocène inférieur a également été sélectionné (DSDP 511). Un site Atlantique équatorial (ODP 925/929) et un site de l’Océan Atlantique Nord ont été étudiés (DSDP 549). Ces cinq sites représentent le cœur de ce travail de thèse. Enfin, à titre exploratoire, un site Pacifique de basses latitudes a également été étudié : le site ODP 865.

1.1. Températures actuelles des eaux de surface aux sites d’étude

δes valeurs annuelles moyennes de températures des eaux de surface à nos sites d’études peuvent être déterminées grâce aux banques de données océaniques (données issues du World Ocean Atlas compilées dans Ocean Data View http://odv.awi.de). Ces dernières sont synthétisées dans le Tableau III.1.

110

Site Océan Latitude (°) Longitude (°) SST (°C)

DSDP 549

DSDP 549A ^{Atlantique Nord}

49°05 N 49°05 N

12°05 W

13°05 W ^13,5°C

ODP 865 Pacifique équatorial 18,26°N 179,33°W 26°C

ODP 925 ODP 929 Atlantique équatorial 4°12 N 5°59 N 43°29 W 43°44 W ^27,6°C DSDP 516 Atlantique Sud 30°16 S 35°17 W 21,7°C DSDP 511 Atlantique Sud 51,00° S 46,58° W 7°C ODP 689

ODP 690 ^{Atlantique Sud}

64°31 S 65°90 S

03°05 E

01°12 E ^0°C

Tableau III.1 : Position et température actuelle des eaux de surface (moyenne annuelle) pour chaque site d’études (Données issues d’Ocean Data View http://odv.awi.de).

Aux sites DSDP 511, ODP 689/690, DSDP 516 et ODP 925/929 valeurs actuelles de température à ces sites sont représentatives des valeurs moyennes de température de l’Océan Atlantique et de l’Océan global aux mêmes latitudes (Figure III.1). Il en va de même pour la valeur de température du site Pacifique ODP 865B et la température moyenne de l’Océan Pacifique et de l’Océan global aux mêmes latitudes. En revanche, le site DSDP 549 n’est pas représentatif des températures moyennes de l’Océan Atlantique à cette latitude. En effet, la température est en moyenne 2,4°C plus chaude que la moyenne atlantique et 5°C plus chaud que la moyenne globale (Figure III.1). Ce réchauffement est dû à l’influence du Gulf Stream et de la Dérive Nord Atlantique qui transfèrent les eaux chaudes de la ceinture intertropicale (mer de

111 Caraïbes) vers la partie orientale de l’Océan Atlantique Nord (cf. Chapitre : II. 3. Le gradient de

température océanique).

Figure III.1 : Distribution des valeurs moyennes de SSTs dans les océans actuels (Enveloppe grise) et carte de températures actuelles des eaux de surface et positions des sites d’étude. Les courbes représentent les valeurs moyennes de SST pour chaque latitude de l’Océan global (en noir), de l’Océan Atlantique (en bleu) et de l’Océan Pacifique (en rouge). (Données issues d’Ocean Data View

http://odv.awi.de).

1.2. Variations temporelles des paléolatitudes et du pourcentage de carbonate des sites étudiés

 Les paléolatitudes

Afin de reconstruire correctement l’évolution du gradient méridional de température au cours du Paléogène, il est indispensable de connaître les paléolatitudes des sites d’études. Ces dernières ont été recalculées grâce au calculateur de paléolatitudes disponible en ligne :

112 n’est observée pour nos sites d’étude au cours du Paléogène (Figure III.2). Seul le site Pacifique ODP 865 migre de 10° vers le Nord au cours de notre intervalle d’étude. Actuellement il existe une différence de 2°C entre la position actuelle du site ODP 865 et la température moyenne de l’Océan Pacifique 10° plus au Sud.

Figure III.2 : Evolution latitudinale des sites d’étude au cours du Paléogène (Van Hinsbergen et al., 2015). Carte paléogéographique de l’Eocène moyen (40 εa) et positions des différents sites (εodifiée d’après Zhang.,2013). Aucune variation significative n’est observée. Seul, le site ODP 865 a migré de 10° vers le nord au cours de notre intervalle d’étude.

 Le pourcentage de carbonate

Les différents sites d’étude (hormis le site ODP 511) présentent la plupart du temps un fort taux de carbonate (Figure III.3). Les niveaux les plus carbonatés ont été privilégiés pour la sélection des niveaux à étudier.

113

Figure III.3 : Pourcentages de carbonate (issus des différents shipboard) aux différents sites d’études de l’Océan Atlantique. Le site DSDP 549 est représenté par le site DSDP 401 issu du même Leg (Leg 80) que le site DSDP 549 et représente le même environnement de dépôt. Les valeurs du site DSDP 549 proviennent des valeurs proposées par Renard, (1984). Hormis au site ODP 511, le pourcentage de carbonate est important à tous les sites au cours de l’Eocène moyen et supérieur. Un intervalle de faibles teneurs en carbonate est observé au cours de l’Eocène inférieur pour les sites de basses et moyennes latitudes (ODP 929 et DSDP 516). Cet intervalle de temps correspond au minimum de profondeur de la CCD mis en évidence dans l’Océan Pacifique (Pälike et al., 2012).

1.3. δ’Atlantique Nord (Sites DSDP 549 et 549A)

Les sites DSDP 549 et 549A (Leg 80) (respectivement 49°05 N ; 12°05 W et 49°05 N et 13°05 W) se situent au niveau du Goban Spur dans l’Atlantique Nord. δa succession sédimentaire est continue sur l’ensemble du Paléogène et correspond à des craies riches en nannofossiles calcaires et en foraminifères. δa présence de spicules d’éponges, de radiolaires et de diatomées est observée sur certains niveaux mais reste rare ou minoritaire. Le pourcentage de carbonate est élevé et généralement compris entre 75 et 90% (Figure III.3). Seuls trois échantillons de l’Eocène inférieur ont un taux de carbonates plus faible (~50%). La préservation des fossiles est considérée comme bonne à excellente (Shipboard Scientific Party, 1981). Le modèle d’âge a été établi à partir de 20 bioévènements de foraminifères planctoniques et de nannofossiles calcaires (Müller, 1983; Snyder et Waters, 1983). Ces points de contrôle ont par la suite été replacés dans la version 2012 de l’échelle des temps géologiques (Gradstein et al.,

114 2012) (Figure III.4). δ’échantillonnage s’étale sur un intervalle de temps d’environ 21 εa (entre 32 et 55 Ma). Aucune donnée de température n’existe dans la bibliographie.

Figure III.4 : εodèle d’âge pour le site 549. Les bioévénements ont été replacés à partir de la GTS 2012 (Gradstein et al., 2012).

1.4. La ceinture intertropicale atlantique (Sites ODP 925-929)

Les sites ODP 925A-929E (Leg 154) (respectivement 4°12 N ; 43°29 W et 5°59 N ; 43°44 W) se situent au niveau de Ceara Risedans l’Océan Atlantique équatorial et permettent un enregistrement des SSTs aux basses latitudes. La combinaison des carottes 925A et 929E de ces deux sites permet l’étude complète de l’intervalle de temps compris entre l’Eocène inférieur (environ 58 εa) et le début de l’Oligocène inférieur (environ 28 εa). Ce site a été sélectionné car il permet une comparaison directe de nos résultats avec ceux déjà publiés précédemment pour l’Océan Atlantique équatorial (Liu et al., 2009; Inglis et al., 2015; Zhang et al., 2016). La succession sédimentaire est représentée par des craies riches en nannofossiles calcaires avec une faible fraction argileuse. Le pourcentage de carbonate est supérieur à 60% sur tout l’intervalle (hormis à l’Eocène inférieur où il est compris entre 10 et 50%) (Figure III.3). L’assemblage des nannofossiles calcaires indique une absence d’upwelling important sur ces

115 sites au cours de l’Eocène et de l’Oligocène (Shipboard Scientific Party, 1995). Comme pour d’autres sites de basses latitudes (hormis au TDP), la préservation des foraminifères planctoniques est mauvaise (frosty specimens). δ’échantillonnage à ce site s’étale sur un intervalle de temps de 20 Ma (entre 30 Ma et 50 Ma) et couvre ainsi une majeure partie de l’Eocène et le début de l’Oligocène inférieur. δe modèle d’âge a été établi à partir de bioévènements de foraminifères planctoniques et de nannofossiles calcaires (10 pour le site 925 et 15 pour le site 929) (Chaisson et Pearson, 1997; Pagani et al., 2011) qui ont été replacés dans la version 2012 de l’échelle des temps géologiques (GTS 2012) (Gradstein et al., 2012) (Figure

III.5).

Figure III.5 : εodèle d’âge pour les sites 925A (rouge) et 929E (Orange). Les bioévénements ont été replacés à partir de la GTS 2012 (Gradstein et al., 2012).

1.5. δ’océan Atlantique tropical (Le site DSDP 516)

Le site DSDP 516F (Leg 72) se situe sur la ride du Rio Grande Rise (30°16 S ; 35°17 W) dans l’Atlantique sud au niveau des tropiques. δ’étude de la carotte 516F permet de couvrir la majeure partie de l’Eocène et de l’Oligocène (de 53 εa à environ 25 εa). δa succession sédimentaire est représentée par des craies riches en nannofossiles calcaires et en foraminifères.

116 Le pourcentage de carbonate est généralement élevé (compris entre 70 et 90%) sauf au cours de l’Eocène inférieur et au début de l’Eocène moyen où celui-ci baisse pour atteindre des valeurs parfois extrêmement faibles (entre 0 et 50%) (Shipboard Scientific Party, 1980) (Figure