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Paléoenvironnements
tropicaux et variabilité climatique (Paléotropique)
Présentation
L'objectif
de l'UR 055 Paléotropique est l'étude des variations récentes du climat
à travers l'analyse de sédiments lacustres, lagunaires et marins, des
séquences coralliennes, des coquilles littorales et spéléothèmes.
Le
programme Paléotropique
au centre IRD de Nouméa
Les
récifs coralliens et les coraux qui en sont un des constituants majeurs
donnent, en milieu tropical, de nombreuses informations sur les variations
climatiques du passé. En particulier, l'analyse des coraux donne accès
à l'étude de l'instabilité ENSO (El Niño, La Niña). Pour mener à bien
une telle étude, les coraux sont utilisés comme paléothermomètres, la
teneur en éléments traces, comme l'Uranium et le Strontium, incorporés
dans leur squelette étant fonction de la température de surface de la
mer. Cette teneur est mesurée par spectrométrie à une moyenne équivalente
au mois. Outre l'aspect paléothemométrique, les coraux sont également
de bons marqueurs de la fluctuation des niveaux marins. Leur datation
dans les forages ou sur les terrasses soulevées permet de reconstituer
les courbes de variations relatives du niveau marin et en particulier
la courbe de la dernière déglaciation (depuis les derniers 20 000 ans).
De plus, du point de vue climatique, les 2 derniers millions d'années
ont été caractérisés par une alternance de périodes glaciaires (calottes
glaciaires aux pôles et bas niveaux marins) et interglaciaires (déglaciation
et hauts niveaux marins) qui se sont succédées à une périodicité d'environ
100 000 ans.
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L'étude
de ces derniers interglaciaires, en particulier le plus proche d'il
y a 125 000 ans, devrait permettre de caractériser la période actuelle
par rapport à ces autres épisodes chauds. Une telle approche est
possible grâce à l'analyse paléoécologique et sédimentologique des
forages réalisés dans les récifs. Ce même type d'étude menée sur
les récifs postglaciaires, c'est-à-dire formés après 20 000 ans
lors de la dernière déglaciation, donne par ailleurs des indications
sur le comportement de la croissance des récifs lors de la remontée
du niveau marin. Récemment, la découverte de microbialithes
dans les récifs coralliens postglaciaires a amené à en déterminer
leur signification du point de vue environnementale et climatique.
Glossaire
Spéléothèmes
: concrétion carbonatée comme les stalagmites ou stalactites
Microbialithes
: communautés microbiennes marines
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Encoche
marine découpant le récif frangeant soulevé de Yaté (Sud-Est de
la Nouvelle-Calédonie). Cette encoche marine marque la présence
d'un ancien niveau marin et sert de marqueur de niveau marin.
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Exemples
En
Nouvelle-Calédonie
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Paléotempératures
au 18ème siècle : étude
de la variabilité climatique lors de la période pré-industrielle
: la température de surface de la mer était plus froide en moyenne
de 1°3 par rapport à la température actuelle et les anomalies de
température de type ENSO apparaissent avoir été plus marquées qu'actuellement.
Un tel résultat met l'accent sur l'importance de la variabilité
naturelle aux périodes pré-industrielles.
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Modalités
d'installation et de croissance des récifs coralliens à l'Holocène
et au Pléistocène :
les
études de croissance de différents récifs et à différentes époques
(postglaciaire, derniers interglaciaires) permettent d'établir que
cette croissance est étroitement liée aux facteurs écologique (nature
du substrat, hydrodynamisme, luminosité, apport de sels nutritifs)
climatique (SST, apports de nutriments) et tectonique (contexte
de littoral soulevé ou en subsidence). L'étude de forages carottés
du récif barrière de Nouvelle-Calédonie permettront d'apporter des
informations sur les paléoenvironnements respectivement des derniers
integlaciaires et du dernier postglaciaire.
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Platier
récifal bordant l'îlot Amédée (Sud-Ouest de la Nouvelle-Calédonie)
près duquel a été prélevé sur une colonie vivante de corail Porites,
une carotte remontant au 18ème siècle.
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A
Vanuatu
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Croissance
récifale depuis le dernier maximum glaciaire :
la
datation des coraux des forages effectués sur les récifs soulevés
de l'île d'Espiritu Santo a permis de reconstituer la courbe de
déglaciation du niveau marin depuis 20.000 ans sur des séries récifales
continues. De plus, il est apparu qu'au cours des derniers 20.000
ans, la croissance des récifs a étré perturbée lors d'accélérations
de la remontée du niveau marin postglaciaire.
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Foreuse
dans la cocoteraie à Vanuatu en transit sur sa zone de carottage
(campagne de forage de 1994).
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En
Polynésie Française et en Nouvelle-Calédonie
Microbioalithes
:
la prolifération de communautés microbiennes dans les lagons de certains
atolls ou dans des zones d'arrière récif, soumis ou non à un impact anthropique
semble coïncider avec des périodes de stress environnementaux et/ou climatiques
et peut ainsi avoir des effets très néfastes sur le développement des
communautés algo-coralliennes. Des proliférations dans des environnements
récifaux actuels de Polynésie Française et de Nouvelle-Calédonie pourraient
être contrôlées par des variations régionales ou locales, plus ou moins
durables, naturelles ou anthropiques, des paramètres physico-chimiques
de l'environnement.
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| Carottage
sous-marin |
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Coraux
(blanc) dans des niveaux de microbialithes (grisâtres) dans un fragment
de carotte prélevée sur le récif barrière de Tahiti.
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Partenariat
Nouvelle-Calédonie
:
BRGM, Service des Mines de Nouvelle-Calédonie, Aquarium de
Nouméa.
France (hors
IRD) :
Univ. Aix-Marseille I, Univ. Aix-Marseille II, Univ. Aix-Marseille
III, Univ. Bordeaux, EPHE Perpignan, LSCE, Gif-sur-Yvette, Sorbonne, Univ.
Orsay Paris XI, ENSAM Bordeaux, Laboratoire souterrain de Moulis, Laboratoire
des milieux poreux de l'IPG Paris, Laboratoire de Dynamique Terrestre
et Planétaire de Toulouse. Univ. Polynésie Française.
International :
The Australian National University, Canberra, Australie, Univ. d'Edinburgh.
USA, Univ. du Texas à Austin, Univ. de Tucson en Arizona, Univ.
Utah, Univ. Sud Floride. UABC, Mexique.
Implications
dans les programmes nationaux et internationaux
- Programme
PNEDC (Programme National d'étude de La Dynamique du Climat)
: "Modulation basse frequence d'ENSO à partir de donnees modernes
et coralliennes.
- Programme PNEC (Programme National Environnement Côtier).
1 - Programme de recherche PNEC "influence des apports nutritionnels
sur la croissance récifale au cours de la dernière déglaciation"
co-dirigé par L. Montaggioni et G. Cabioch. Les études sont
réalisées sur des échantillons de coraux de Polynésie
française et de Nouvelle-Calédonie.
2 - Poursuite du programme PNEC "Les communautés microbiennes
(microbialithes) des systèmes récifaux de Nouvelle-Calédonie:
diversité biologique, fonctionnements biogéochimiques, marqueurs
de variations de l'environnement".
- Collaboration franco-australienne en Sciences et Technologies
Marines : "The paleoclimatic history of the New Caledonia region
closing the gap between the deep-sea and the coral records".
- Programme ARTS (Annual Records of Tropical Systems) du programme
PAGES (Past Global Changes).
- Programme PNRH (Programme National de Recherches en Hydrologie)
Groupe Milieu Poreux . Ce groupe comprend environ 70 personnes regroupées
autour de 4 thèmes. Nouméa anime le thème "Modification
des aquiféres sous l'effet des réactions chimiques".
Ce groupe s'oriente plus actuellement vers les changement de porosité
dans les aquiféres carbonatés et plus en particulier dans
les massifs coralliens.
- Programme ECLIPSE "Effets des variations climatiques sur
la structuration des grands ensembles récifaux lors des derniers
stades interglaciaires du Quaternaire : exemple de la Nouvelle-Calédonie"
. Le projet se propose d'étudier les processus de croissance du
récif barrière de Nouvelle-Calédonie depuis les derniers
400.000 ans avec notamment la comparaison des derniers interglaciaires
et leur relation avec les derniers cycles glaciaires / interglaciaires.
De plus, la comparaison avec la structuration du récif barrière
australien sera effectuée afin de déterminer la part du
contrôle environnemental sur la croissance récifale à
l'échelle régionale.
- Programme ECLIPSE "MACAHO" (De la compréhension
de la Minéralisation de l'Aragonite des Coraux pour l'enregistrement
de l'Activité de l'Homme). Les coraux enregistrant très
finement les modifications de son milieu en relation avec les changements
climatiques et océaniques, le projet se propose d'apporter la précision
nécessaire pour reconstituer les interactions de diverses origines
entre l'activité de l'homme et son environnement.
Formation
Stages
Leslie Nowicki,
DEUG, Université de Nouvelle-Calédonie : "Evolution
des environnements dans le récif barrière de Poindimié
(côte Est de Nouvelle-Calédonie)".
Timothée Ourbak, DEA, DGO (Université Bordeaux I) : "Calibration
des traceurs de température et de salinité dans les coraux
massifs".
Fabrice Désenfant, Thèse, Université Aix-Marseille
III (CEREGE) : "Traçage des circulations atmosphériques
et des apports anthropiques au cours des deux derniers siècles
à partir des enregistrements de métaux lourds dans les coraux
massifs".
Timothée Ourbak, Thèse, Université de Bordeaux ;
"Signature en Température et en Salinité de l'ENSO
durant l'Holocène dans le Pacifique Tropical à travers l'étude
géochimique de coraux massifs".
Benoît Flamand, Tthèse, Université de Brest : "Morphologie
du récif barrière de Nouvelle-Calédonie: contrôle
de l'eustatisme et de la tectonique".
Références
biliographiques
Braithwaite
C.J.R., Montaggioni L.F., Camoin G., Dalmasso H., Dullo W.-Chr. & Mangini
A. (2000) The origins and development of Holocene reefs: a revisited model
based on reef boreholes in the Seychelles, Western Indian Ocean. Intern.
J. Earth Sci., 89 : 431-445.
Cabioch
G., Camoin G. & Montaggioni L. F. (1999) - Post glacial growth history
of a French Polynesian barrier reef tract, Tahiti, central Pacific. Sedimentology,
46(6 ): 985-1000.
Cabioch
G., Corrège T., Turpin L., Castellaro C. & Récy J. (1999) - Development
patterns of fringing and barrier reefs in New Caledonia (south-west Pacific).
Oceanologica Acta, 22(6) : 567-578.
Camoin
G. (Ed.) Sous presse - Paleoceanology of reef and carbonate platforms
: Miocene to modern. Palaeogeogr. Palaeoecol. Palaeoclimatol.
Corrège
Th., Delcroix Th., Récy J., Beck W., Cabioch G. & Le Cornec F. (2000)
Evidence for stronger El Niño-Southern Oscillation (ENSO) events in a
mid-Holocene massive coral. Paleoceanography,
15 : 465-470.
Corrège
T., Quinn T., Delcroix T., Le Cornec F., Récy J. & Cabioch G. (sous presse)
- Little Ice Age sea surface temperature variability in the south west
tropical Pacific. Soumis à Geoph. Res. Lett.
Le
Bec N., Juillet-Leclerc A., Corrège T., Blamart D. & Delcroix T. (2000)
A coral d18O record of ENSO driven sea surface salinity variability in
Fiji (South-Western Tropical Pacific). Geoph. Res. Lett., 27
: 3897-3900.
Sprachta,
S., Camoin G., Golubic S. & Le Campion Th. (sous presse) - Microbialites
in a modern lagoonal environment : nature and distribution, Tikehau atoll
(French Polynesia). Palaeogeogr. Palaeoecol. Palaeoclimatol.
Contacts
Guy
CABIOCH : Guy.Cabioch@noumea.ird.nc
Thierry
CORREGE : Thierry.Correge@noumea.ird.nc
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