Soutenance de thèse de PILLOT Quentin
Titre de thèse
Evolution de l'écologie marine et du climat au cours du Miocène supérieur
Evolution of marine ecology and climate during the Late Miocene
Résumé de la thèse
Le Miocène supérieur (11,63-5,33 millions d'années, Ma) est une période
géologique pendant laquelle le climat global est passé d'un état plutôt chaud et humide à un état plutôt froid et sec. Cette période a connu un événement océanographique majeur, appelé le Biogenic Bloom du Miocène supérieur (LMBB), enregistré dans les sédiments des basses latitudes des océans Pacifique, Atlantique et Indien entre 8 et 3,5 Ma. Cet évènement est caractérisé par des taux élevés d'accumulation d'opale provenant de diatomées et de calcite provenant de nannofossiles calcaires et de foraminifères planctoniques. Mes travaux cherchent à comprendre comment l'évolution paléogéographique du Miocène et le contexte climatique global ont influencé la mise en place de la circulation océanique moderne et quel rôle ces éléments ont eu sur le LMBB. Une compilation de données sédimentologiques m'a permis de suggérer que le LMBB est un événement hétérogène. J'ai ensuite cherché à identifier les causes possibles des changements de productivité au Miocène supérieur à l'aide du modèle de Système Terre IPSL- CM5A2 et du modèle de biogéochimie marine PISCES_V2. Mes résultats montrent que la fermeture du passage d'Amérique centrale (CAS) engendre une intensification de la formation d'eau profonde en Atlantique Nord (NADW) et une augmentation de la productivité primaire surtout dans les basses latitudes. La mise en place de la calotte glaciaire groenlandaise provoque également une intensification de la NADW, et celle des déserts entraîne une augmentation de la productivité primaire. L'ouverture du passage de Béring entraine, elle, une baisse du débit de la NADW et une diminution de la productivité primaire dans les basses latitudes. La diminution de la pCO2 provoque également une diminution de la productivité. Bien qu'il soit possible que l'évènement soit multi factoriel, je suggère que la fermeture du CAS à 7-8 Ma et l'ouverture de Béring à 6 Ma ont pu
respectivement déclencher le LMBB et amorcer son déclin.
Thesis resume
The Late Miocene (11.63-5.33 million years ago, Ma) is a geological period marked by a shift in global climate from relatively warm and wet to cold and dry. During this period, a major oceanographic event, known as the Late Miocene Biogenic Bloom (LMBB) was recorded in the low-latitude sediments of the Pacific, Atlantic and Indian oceans between 8 and 3.5 Ma. This event is characterized by high accumulation rates of opal from diatoms and calcite from calcareous nannofossils and planktonic foraminifera. My work focuses on understanding how Miocene paleogeographic evolution and the global climatic context influenced the settlement of modern ocean circulation, and how both elements influenced the LMBB. I first generated a compilation of sedimentological data that enabled me to suggest that the LMBB is a heterogeneous event. I then investigated the possible causes of marine productivity changes during the Late Miocene using the Earth System model IPSL-CM5A2 and the marine biogeochemistry model PISCES_V2. My results show that the closure of the Central American Seaway (CAS) leads to an intensification of North Atlantic Deep Water (NADW) and an increase in primary productivity, especially at low latitudes. Greenland ice sheet building also intensifies NADW, while the expansion of deserts increases primary productivity. The opening of the Bering Strait, on the other side, generates a reduction in NADW flow and primary productivity in the low latitudes. Decreasing atmospheric CO2 levels also causes a decrease in productivity. Although the event has probably a multi-factorial origin, I here suggest that the closure of the CAS at 7-8 Ma and the opening of Bering strait at 6 Ma may have respectively triggered the LMBB and initiated its decline.