Soutenance de thèse de Cyril AUBERT

L’Iran est situé à l’interface de plusieurs grands systèmes climatiques et domaines biogéographiques. La région a été de plus l'un des centres de néolithisation précoce et de domestications végétales et animales. Malgré cela, l’Iran reste peu documenté du point de vue paléoécologique et de nombreuses questions paléoenvironnementales restent sans réponses : concernant par exemple les effets de la saisonnalité sur le fonctionnement des écosystèmes, le contexte environnemental lors de la néolithisation, ou encore le rôle des facteurs climatiques et anthropiques sur la dynamique des écosystèmes. L’objectif de cette thèse est d’apporter des éléments de réponses à ces questions en utilisant les chironomes fossiles de façon pionnière sur plusieurs séquences sédimentaires iraniennes et ce, dans différents contextes naturels et anthropiques. L’analyse du lac Neor (NO Iran), a révélé que les chironomes constituent un excellent bioindicateur de la temporarité des milieux aquatiques en relation avec les variations de températures estivales et les variations saisonnières de précipitations. Cette étude met en évidence l'alternance de périodes sèches et humides, reflet des variations hydrologiques du lac au cours du Tardiglaciaire et de l'Holocène. L’aridité climatique au début de l’Holocène serait reliée à une une forte saisonnalité des précipitations et notamment une diminution des précipitations printanières, fruit d’interactions complexes entre les principaux systèmes climatiques régionaux. Les phases humides à Neor seraient dûes à des températures estivales plus basses entrainant une évaporation moindre du lac. Ces températures estivales plus basses seraient liées à un renforcement des masses d’air froides sibériennes. Les résultats du lac Arjan (SO Iran), révèlent également un changement hydrologique majeur à la transition Tardiglaciaire-Holocène. À Arjan, le Dryas récent est caractérisé par des conditions aquatiques d’eau libre et profonde, tandis qu’au début de l’Holocène, le lac devient peu profond et fortement végétalisé, comme en témoigne la diversification de taxons littoraux et associées aux macrophytes aquatiques. La tourbière de Rouzian (SO Iran), située dans un contexte anthropisé au nord de Persépolis présente également des variations hydrologiques, très probablement à mettre en relation avec le développement local des sociétés humaines. L'augmentation de l'aridité entre 2500-1500 BP aurait incité les Achéménides à mettre en place des systèmes de gestion de l'eau dans les zones humides, provoquant une augmentation de l’humidité et du niveau d’eau dans la tourbière. La mare du palais d’Ardashir située dans un site archéologique sassanide localisé dans la plaine de Firouzabad (SO Iran), présente un changement hydrologique important autour du 5ème siècle après JC, comme en témoigne la diminution des taxons d’eau libre en faveur de taxons littoraux associés aux macrophytes aquatiques. Une nouvelle fois, ce changement hydrologique semble avoir été causé par l’intervention humaine, l’extension et l’aménagement des zones littorales de la mare. En conclusion, nos travaux montrent que les chironomes fossiles constituent un outil paléoécologique prometteur en Iran. Indépendamment des analyses palynologiques ou géochimiques, les chironomes permettent de reconstruire les changements hydrologiques et de révéler l’impact du climat ou de l’homme sur les hydrosystèmes des zones semi-arides. Cependant, quelques limitations techniques pourraient être palliées par la mise en place de fonctions de transfert basées sur les chironomes. Les chironomes permettraient des reconstructions paléoclimatiques quantitatives robustes, et de renforcer les connaissances sur les changements hydroclimatiques et hydrologiques en Asie du sud-ouest.

Iran is located at the interface of several major climate systems and biogeographic field. The region was also one of the early centers of Neolithization and plant and animal domestication. In spite of this, Iran remains little documented from the paleoecological point of view and many paleoenvironmental questions remain unanswered: including for example, the effects of seasonality on the functioning of ecosystems, the environmental context during Neolithization, or the role of climatic versus anthropogenic factors in ecosystem changes. The aim of this thesis is to answer these questions using, for the first time, the analysis of chironomid fossils on several sedimentary sequences from Iranian sites located in different natural and anthropogenic contexts. The analysis of Neor Lake (NW Iran) revealed that chironomids are an excellent bioindicator of ephemeral aquatic conditions of wetland in relation to variations in summer temperatures and precipitation seasonality. This study highlights the alternation of dry and wet periods, reflecting the lake's hydrological variations during the Lateglacial and Holocene periods. The climate aridity at the beginning of the Holocene would be related to a strong seasonality of precipitation and in particular a decrease in spring precipitations, fruit of complex interactions between the main regional climatic systems. The wet phases at Neor are due to lower summer temperatures causing less evaporation of the lake. These lower summer temperatures can be partly explained by strengthening of Siberian cold air masses. Results from Lake Arjan (SW Iran) also reveal a major hydrologic change at the Lateglacial-Holocene transition. In Arjan, the Younger Dryas is characterized by open water and deep water conditions. At the start of Holocene, the lake becomes shallow and highly vegetalized, as evidenced by the diversification of littoral taxa associated with aquatic macrophytes. The Rouzian peat bog (SW Iran), situated in an anthropized context, in the north of Persepolis, also presents hydrological variations most likely to be related to the local development of human societies. The increase in aridity between 2500-2000 BP could have prompted the Achaemenids to set up water management systems affecting the wetlands, causing an increase of moisture and water level in the peat bog. The Ardashir pond, located in a Sasanian archaeological site situated in the Firuzabad plain (SW Iran), shows a significant hydrological change around the 5th century AD, as evidenced by the decrease of open water taxa in favor of coastal taxa associated with aquatic macrophytes. Once again, this hydrological change seems to have been caused by human intervention, especially by the extension and the development of the coastal areas of the pond. In conclusion, our work shows that chironomids fossil are a promising paleoecological tool in Iran. Independently of the palynological or geochemical analyzes, chironomids allow to rebuild the hydrological changes and to reveal the impact of the climate or the man on the hydrosystems of the semi-arid zones. Technical limitations of chironomid analysis as a paleoecological tool can be overcome by the implementation of transfer functions based on chironomids. The latter would allow robust quantitative paleoclimatic reconstructions to enhance our knowledge of hydroclimatic and hydrological changes in southwest Asia.