Refining the marine reservoir effect in the Northwest North Atlantic

This research examines whether 14C dating of pollen grains can be used as an alternative dating method for marine sediments and if the pollen ages can be used to refine the value of the Marine Reservoir Effect (MRE) applied to marine carbonates from cores retrieved from along the East Canadian Margin (Newfoundland and Scotian Shelves). Precise dating is critically important to situate abrupt climate events, such as the onsets and conclusions of the 8.2 ka cooling event, Younger Dryas, and Preboreal Oscillation and sediments thought relevant to these events have been used in my study. Pollen was extracted from ocean and wetland sediments cored from the eastern Canadian margin, James Bay region and Maritime Provinces of Canada and 14C dated using Accelerator Mass Spectrometry (AMS). Pollen dates from ocean sediments were compared with marine carbonate (mollusk shells or foraminifera) dates from the same core levels for which reworking has been excluded. The validity of the core dates was assessed via correlations with cores from other studies. Pollen samples from three tidal wetlands were taken from levels dated with 137Cs and 210Pb profiles. Ages of pollen from two additional wetlands were compared with 14C dates of botanical macrofossils.Most pollen dates vary from 14C dates based on macrofossils or carbonates, with age differences typically exceeding 250 years and over 3000 years in one instance. In some samples pollen ages were younger than the corresponding carbonate, as expected, since pollen ages should not be affected by the MRE. These differences in age between these MRE affected carbonates and the non MRE affected pollen, suggest that a MRE and the associated reservoir age could alter our understanding of the climatic timeline for the eastern Canadian Margin. However, these new reservoir ages have yet to be validated with the stratigraphic interpretations of the cores with which they are associated. In some cores, however, pollen dates show age reversals. Significant proportions of reworked pollen grains in ocean and wetland samples are associated with pollen dates that are too old. Prolonged core storage could result in pollen 14C ages that are too young, possibly because of bacterial growth but more work is needed to verify this hypothesis. Despite the problems encountered, some pollen dates are consistent with other 14C dates from the same core levels, suggesting this dating method can work. At present however, more work is needed to understand the conflicting results obtained.Cette recherche vise à determiner si la datation par carbone 14 des grains de pollen peut être utilisée comme méthode alternative de datation des sédiments marins et si l'âge du pollen peut être utilisé pour raffiner la correction due à l'effet réservoir marin (Marine Reservoir Effect) appliquée aux carbonates marins des carottes prélevée le long de la marge de l'est canadien (plateaux continental de Terre-neuve et Néo-Écossais). Une datation précise est d'une grande importance afin de situer dans le temps des évènements climatiques soudains comme le début et la fin de la période de refroidissement du 8.2 ka, l'oscillation du Dryas récent et l'oscillation du Préboréal et les sédiments correspondant à ces évènements ont été utilisés dans cette étude. Du pollen a été extrait de sédiments océaniques et de zones humides prélevés sur la marge est-canadienne, dans la région de la Baie James et dans les provinces maritimes du Canada et datés au carbone 14 en utilisant la méthode d`accélération de particules et le spectromètre de mass « Accelerator Mass Spectrometry (AMS) ». Les dates basées sur le pollen des sédiments marins ont été comparées avec celles obtenues sur des carbonates marins (coquilles de mollusques et foraminifères) provenant des mêmes niveaux dans les carottes, pour lesquelles le remaniement a été exclu. La validité des dates des carottes a été évaluée via des corrélations avec des carottes provenant d`autres études, également datées. Des échantillons de pollen de trois zones humides de marrée ont été pris aux niveaux qui ont été préalablement datés avec des profils de Cs 137 et Pb 210. Lesâges du pollen de deux autres zones humides ont été comparés avec les âges carbone 14 de macrorestes botaniques. La plupart des dates carbone 14 basées sur le pollen diffèrent de celles basées sur les macrorestes ou les carbonates, avec des différences d'âge de plus de 250 ans, et même de 3000 ans dans un cas. Dans quelques échantillons, les âges basées sur le pollen sont plus jeunes que ceux des carbonates du même niveau, tel que prévu. Ces différences entre les âges des carbonates, qui sont affectés par l'effet réservoir marin et les âges du pollen, qui ne sont pas par l'effet réservoir marin, semble indiquer un effet réservoir marin, et la correction d`âge réservoir associée à cet effet pourrait altérer notre compréhension de la chronologie climatique de la marge continentale de l`est de Canada. Cependant, ces nouveaux âges réservoir n'ont pas encore été validés avec les interprétations stratigraphiques des carottes avec lequelles ils sont associés. Toutefois, dans certaines carottes, les dates du pollen montrent des inversions d'âge. Des proportions significatives des grains de pollen retravaillés, dans les milieux marins et les zones humides, ont été associées avec des dates polliniques trop âgées. L'entreposage prolongé des carottes pourrait résulter en des dates carbone 14 trop jeunes, possiblement dû à la croissance de bactéries mais plus de recherche est nécessaire pour vérifier cette hypothèse. Malgré les difficultés rencontrées, quelques dates basées sur le pollen sont consistentes avec les autres dates carbone 14 du même niveau dans la carotte, suggérant que cette méthode de datation peut fonctionner. Pour l'instant, plus de recherche est nécessaire pour comprendre les résultats contradictoires obtenus.