Late Miocene paleoceanography of the equatorial Indian Ocean : global climate and Indian monsoon

Au début du Miocène supérieur (11,6 à 5,3 Ma) la configuration continentale était déjà très similaire à l'époque moderne, le climat global était plus chaud que l’actuel et des travaux récents suggèrent que les concentrations en pCO2 atmosphérique étaient plus élevées (1 à 3 fois les valeurs préindustrielles). Pendant le Miocène supérieur, la Terre a connu de profonds changements, incluant un refroidissement marqué, possiblement une diminution de la pCO2 atmosphérique, l’expansion des écosystèmes utilisant la photosynthèse C4, et la mise en place de glaciations éphémères dans l’hémisphère nord. Cette époque présente donc une opportunité unique d’étudier la mise en place de notre climat moderne et d'évaluer la sensibilité du système climatique aux forçages internes et externes dans une Terre plus chaude qu’à l’actuel. Ce travail présente de nouveaux enregistrements à résolution orbitale entre 9 et 5 Ma (~750 échantillons, résolution moyenne de 5500 ans) des Mg/Ca-SSTs (températures de surface de la mer) et des isotopes de l’oxygène de l’eau de mer corrigé du volume de glace (IVC-d18Osw, indicateur du cycle hydrologique) mesurés dans les tests d’un foraminifère planctonique calcifiant dans la couche de mélange, prélevés dans les échantillons du Site IODP 353-U1443 (5° N, 90° E, océan Indien équatorial). Ces nouveaux enregistrements provenant d'une région peu étudiée combinés avec des nouvelles simulations climatiques, font progresser l'état de l'art concernant le refroidissement de la fin du Miocène, l’implication d’une diminution de la pCO2 et des forçages dans ce refroidissement ainsi que le cycle hydrologique dans le Golfe du Bengale en lien avec la mousson indienneAt the beginning of the Late Miocene (11.6 to 5.3 Ma) Earth’s continental configuration was already similar to modern, the global climate was warmer than today and recent works suggest that atmospheric pCO2 were higher (1 to 3 times pre-industrial values). During the Late Miocene, the Earth underwent profound changes, including global cooling, possible decreases in atmospheric pCO2, expansion of C4 ecosystems, and finally the onset of ephemeral glaciation in the northern hemisphere. The Late Miocene thus presents a unique opportunity to study the establishment of our modern climate system and to assess the sensitivity of the Earth's climate system to changing internal and external drivers in a warmer than modern Earth. However, many issues are still debated, including the magnitude of cooling in the tropical oceans, the role of pCO2 concentrations, and the response of the Indian monsoon to these changes. This work presents new high resolution records from 9 to 5 Ma (~750 samples, average resolution of 5500 years) of Mg/Ca-SSTs (Sea Surface Temperatures) and ice-volume corrected seawater oxygen isotope (IVC-d18Osw, an indicator of hydrological cycle) measured in tests of a planktonic foraminifera calcifying in the mixed layer, preserved in sediment cores from IODP Site 353-U1443 (5° N, 90° E, equatorial Indian Ocean). Overall, these new high-resolution records from an understudied region combined with new climate simulations advance the state of the art regarding tropical ocean cooling during the Late Miocene, the role of decreasing atmospheric pCO2 and forcing mechanisms in this cooling, and the hydrological cycle in the Bay of Bengal in relation to the Indian monsoo