Mediterranean Outflow Water dynamics into the Gulf of Cadiz since yhe Pleistocene.

La sédimentation de la pente moyenne du Golfe de Cadix est fortement influencée par l’écoulement d’un courant de fond d’origine méditerranéenne : la Mediterranean Outflow Water (MOW). La compréhension de la relation entre l’écoulement de la MOW, l’Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) et les variations climatiques en Atlantique Nord représente un enjeu majeur et complexe. Ces travaux de thèse, en étudiant les caractéristiques sédimentaires des sédiments des drifts contouritiques du Golfe de Cadix, corps sédimentaires propices à l’étude de la variabilité des courants de fond, visent à comprendre la dynamique de la MOW depuis le Pléistocène inférieur. Cette étude s’appuie essentiellement sur des archives sédimentaires prélevées lors de l’Expédition Integrated Ocean Drilling Program 339 « Mediterranean Outflow » (2011-2012) et valorise également des carottes sédimentaires collectées durant la mission océanographique CADISAR (2001). Ce travail a permis d’identifier les sources des minéraux argileux composant les dépôts du système contouritique de Cadix (apports fluviatiles du Guadalquivir et poussières éoliennes nord-africaines) et mis en évidence les rôles de la circulation océanique de surface et l’écoulement de la MOW, dans la distribution des minéraux argileux dans le Golfe de Cadix. Les assemblages ostracodiques, la minéralogie des argiles ainsi que les mesures granulométriques, effectués à haute résolution sur des archives sédimentaires prélevées à différentes bathymétries, ont permis d’affiner le schéma de circulation de la MOW dans le système contouritique de Cadix pour le dernier cycle climatique. Des séries sédimentaires plus anciennes couvrant l’intervalle des Stades Isotopiques Marins (MIS) 12-11 ont montré que le modèle de fonctionnement général établi demeurait valable mais d’intensité moindre, pour l’analogue climatique le plus récent. Enfin les mesures granulométriques et des cortèges argileux réalisées à haute résolution sur une longue série sédimentaire du drift de Faro, mises en âges par une stratigraphie isotopique inédite, ont permis de déterminer trois phases de construction du drift de Faro ainsi que de reconstruire la dynamique de la MOW depuis le Pléistocène inférieur (1,2 Ma).Sedimentation in the middle slope of the Gulf of Cadiz is strongly influenced by Mediterranean Outflow Water (MOW). The relationship between MOW, the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) and climate variations in the North Atlantic is a major and complex issue. This PhD work focuses on the sedimentary characteristics of contourite drifts in the Gulf of Cadiz. Contourites are sedimentary bodies that can offer precious information on the variability of bottom current patterns and are used here to reveal the dynamics of the MOW since the Early Pleistocene. This study is mainly based on sedimentary archives collected during Integrated Ocean Drilling Program Expedition 339 "Mediterranean Outflow" (2011-2012) and marine sediment cores collected during oceanographic mission CADISAR (2001). The present work identifies the sources of clay minerals composing the deposits in the Cadiz contourite system as being fluvial inputs from the Guadalquivir and North African aeolian dust. Furthermore, it highlights the role of surface ocean circulation and MOW current in the distribution of clay minerals in the Gulf of Cadiz. The high resolution clay mineralogy and grain size measurements, along with ostracod assemblages performed as part of this work in sedimentary archives collected at various depth in the Cadiz contourite system have refined our understanding of the MOW circulation pattern for the last climatic cycle. Older sedimentary series covering Marine Isotopic Stadial (MIS) 12-11 show that the general circulation pattern established for MOW was also true for the most recent climatic analogue. Finally, high-resolution grain size measurements and clay assemblages over a long sedimentary series from the Faro Drift—dated with a novel isotope stratigraphy—evidence that the Faro Drift was established in three phases and reveal new details on the dynamics of the MOW since the Lower Pleistocene (1.2 Ma)