Dynamique climatique de l'océan Pacifique ouest équatorial au cours du Pléistocène récent

M. Edouard BARD, Professeur, Collège de France - Co-directeur M. Luc BEAUFORT, Chargé de Recherche CNRS, Aix-en-Provence - Directeur de thèse Mme. Elsa CORTIJO, Chargée de Recherche CNRS, Gif-sur-Yvette - Examinateur M. Patrick DE DECKKER, Professeur, Australian National University - Rapporteur M. Dick KROON, Professeur, Vrije Universteit Amsterdam - Rapporteur M. Nicolas THOUVENY, Professeur, Université de la Méditerranée -ExaminateurThe western equatorial Pacific warm pool (WPWP), warmest ocean area of the globe, fuels the meridian monsoon and zonal Walker atmospheric circulation cells. Using planktonic foraminifera assemblages, stable isotope geochemistry and morphometry, and coccolithophorids assemblages, we investigated past climate dynamics of this area during the Late Pleistocene. We developped a new planktonic foraminifera transfer function which is not biased by the ecosystem structure like was the CLIMAP study. Using this method, the last 185 kyrs SSTs in the WPWP oscillated between 27 and 29.5°C, in agreement with alkenones estimates. The “deep” atmospheric convection over the WPWP was thus a stable feature of the Late Pleistocene climate. These temperatures appear to be modulated by the precession cycles which also force a rocking of the Indo-Pacific thermocline, following an “El Niño-Southern Oscillation-like” mechanism. At millenial time-scale, the high-latitudes Dansgaard-Oeschger cycles were find in past changes in East Asian winter monsoon strength from the northern edge of the WPWP. A 1500 yrs cycle imprints this monsoon record, which is not ice volume modulated, and thus not driven by some high-latitude process. A potential climatic feedback is attributed to thermal dissociation of methane gas-hydrates from low-latitude sedimentary margins. Indeed, a high-resolution of carbon isotopic changes in the WPWP, exhibits the occurrence of large methane gas-hydrates releases during the last glacial stage.L'océan Pacifique ouest équatorial, zone océanique la plus chaude du globe, est au cœur des cellules de circulation atmosphérique de mousson (méridienne) et de Walker (zonale). Les assemblages des foraminifères planctoniques, leur géochimie et leur morphométrie ainsi que les assemblages de coccolithophoridés nous ont permis de reconstruire la dynamique climatique de cette zone au Pléistocène récent Nous avons développé une nouvelle fonction de transfert non biaisée par la structure des écosystèmes comme dans l'étude CLIMAP. Les températures de surface des derniers 185 ka reconstruites par cette méthode varient entre 27 et 29.5°C, en accord avec les estimations des alcénones. La convection atmosphérique liée à ces températures élevées a donc persisté au cours du Pléistocène récent. Ces températures sont modulées par les cycles orbitaux de précession qui forcent également à cette échelle de temps le balancement de la thermocline des océans Indo-Pacifique, suivant un mécanisme similaire à l'El Niño-Oscillation Australe. A l'échelle du millénaire, la dynamique climatique rapide des cycles de Dansgaard-Oeschger des hautes latitudes est décelée dans les variations d'intensité de la mousson d'hiver Est Asiatique du Pacifique ouest équatorial. Cette mousson est marquée par un cycle de 1500 ans, indépendant du volume global des glaces, donc d'un forcage des hautes latitudes. Un rôle d'amplificateur des changements climatiques rapides est attribué à la dissociation thermale des clathrates de méthane des marges sédimentaires de basses latitudes. En effet, un enregistrement isotopique à haute résolution des isotopes du carbone démontre l'existence de dégazages catastrophiques de ces clathrates de méthane pendant le dernier stade glaciaire