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Introduction : photo d’un test de foraminifère actuel ( x 50 environ )

Introduction : photo d’un test de foraminifère actuel ( x 50 environ )

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Introduction : photo d’un test de foraminifère actuel ( x 50 environ )

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  1. Introduction :photo d’un test de foraminifère actuel ( x 50 environ )

  2. Plan

  3. A. l’outil foraminifères : écologie , intérêt climatologique

  4. I Les Foraminifères : De foramen : "petit trou«  et ferre : " porter " Classification : • règne= Protistes • sous règne=Protozoaires • embranchement=Rhizoflagellés • classe=Rhizopodes ordre=Foraminifères

  5. ils sont strictement marins , appartenant au zooplancton • 6000 espèces actuelles benthiques+ planctoniques , 3000 espèces planctoniques fossiles) • formes spinoses :. • le test porte des épines • carnivores et associés à des algues symbiontes au niveau de la couronne d’épines . ex : O.universa • formes non spinoses : • le test ne porte pas d’épines • herbivores et ne portent pas de symbiontes ( puisque pas d’épines )

  6. cycle de reproduction bimodal= asexué et sexué • formes macrosphériques → gamontes ( reproduction sexuée rare);( proloculum de grande taille) • formes microsphériques → schizontes ( reproduction asexuée )( petit proloculum )

  7. testintraectoplasmique minéralisé calcite/aragonite doublé par une basale chitineuse. • Succession de loges . • Proloculum = loge initiale. Enroulement spiralé et test perforé.

  8. formes enroulées : . planispiralées évolutes ou involutes • Formes trochospiralées ( enroulement hélicoïdal). Dans ce cas la face dorsale est évolute et la face ventrale involute → erreur de classification (Ammonoïdés par Alcyde d’Orbigny)

  9. sens d’enroulement ≠ au sein d’un même morphotype • Il s’observe commodément sur la face ventrale où il y a l’ouverture, en partant de la loge la plus petite vers la plus grande • dextre (photographie de N.Neogloboquadrina) • senestre • Ce sens d’enroulement est caractéristique d’environnements différents (au point de vue T°C). (ex : N.pachyderma - senestre dans les eaux polaires, dextre dans les eaux tropicales) • Mais, selon les espèces, le sens senestre ou dextre peut indiquer aussi bien le chaud et le froid→ complexité

  10. la taille : elle varie entre 50µ et 1mm pour les planctoniques (on observe les plus gros là où les températures de surface sont élevées). • taille < 150µ : ce sont des formes juvéniles peu évoluées et ensuite les structures évoluent → on choisit pour les études plutôt les formes adultes dont la taille > 150µ → utilisation de tamisde maille Ø 150µ et étude des refus de tamis.

  11. flux colonne d’eau → sédiment • il est estimé par des pièges à sédiments .Kawahata et al,2002, " pacific warm pool" • = flux de l’ordre de 100 à 200 tests/m2 /j (cela donne une idée du dépôt)

  12. distribution des bioprovinces à Foraminifères planctoniques en Atlantique Nord (d’après Bé et Tolderlund 1971) • ◦ carte présentée avec ≠ régions et latitudes (après tamisage refus > 150µm ) : la distribution est calquée sur les bioprovinces climatiques. • polaire • subpolaire • subtropical • tropical • subtropical • tempéré • subpolaire • polaire zonation méridienne mais déviation vers le Nord par le Gulf Stream dans l’Atlantique Nord • bien zoné horizontalement dans l’Atlantique Sud

  13. exemple de l’océan Atlantique • Tableau présentant les ≠ espèces de foraminifères en fonction des zones arctique , subarctique et subtropicale.

  14. Néopachyderma senestre en .micro photo.

  15. Gl.bulloïdes en microphoto

  16. g.quinqueloba en microphoto

  17. graphique:( Peters et al. , 2004) distribution ≠ foraminifères en fonction de ≠ zonations de T°C

  18. Néopachyderma senestre en micro photo.

  19. Graphique : • il y a 560 000 ans, les variations dans les assemblages de Foraminifères coïncident avec les variations du δ18O. • il y a 1,8 millions d’années (les numérotations paires, impaires à droite correspondent à une statigraphie isotopique) les variations du δ18O entre périodes chaudes et froides augmentent d’amplitude à partir des 600000 dernières années, ce qui coïncide aussi avec les variations de certains fossiles, et ce qui indique une tendance au réchauffement. Coïncidence aussi avec cycle à 100000et à 400000 ans /soleil.

  20. II Problèmes posés par les dernières découvertes : • Jusqu’alors existence de morpho-espèces (morphotypes) → > celles utilisées en micropaléontologie • or analyses génétiques : une même morphologie peut regrouper plusieurs espèces ≠

  21. ex atlantique de Globigerinella siphonifera planispiralée, de grande taille (d’après de Vargas et al, Marine micropaleontology, 45- 2002)

  22. mais il existe 5 génotypes différents de G.siphonifera (d’un point de vue génétique il y a 5 espèces ≠)

  23. on peut voir la répartition de ces 5 génotypes le long d’un transect N-S del’Atlantique ex : le type 2 est surtout entre Amérique du Sud et Afrique O

  24. Graphique : nombre d’individus/latitude de chaque type ( I, II, III, IV). Ce graphique montre une forte quantité de type III quand il y a une forte [chlorophylle] ceci en liaison avec la zone de upwellingmauritanien. • ═> outil à retenir mais…

  25. La définition d’espèce biologique (sensu Mayr) n’est pas testable en paléontologie et encore moins en micropaléontologie… • Que faire ? travailler toujours sur la base d’un faisceau d’outils et de convergences

  26. B. Les reconstructions qualitatives • Deux exemples seront considérés :

  27. 1. La mer d’Alboran (début de la Méditerranée au niveau de Gibraltar jusqu’à Almeria

  28. Mer d’Alboran : · l’entrée des eaux atlantiques provoque 2 tourbillons anticycloniques  • altimétrie : existence de tourbillons en mer d’Alboran (été 1997)

  29. 2 transects :  • de Gibraltar vers le sud de la Sicile (O–>E) • de Marseille vers les Baléares (N–>S) • Ils montrent les dominantes de certaines espèces en % de forams planctoniques dans sédiments de S.

  30. Ceci est couplé avec d’autres données : mesures de température, densité, salinité, sur la colonne d’eau.

  31. On constate une remontée de la pycnocline (100m contre 250m en moyenne) liée à un brassage important des eaux en hiver : favorable au développement de N.pachyderma dextre (+ nutriments –> phyto –> proies pour N.pachyderma)

  32. Comparaison avec le passé : entre –20000 et –8000 ans , dernier max. glaciaire , on a plutôt N.pachyderma dextre puis relais franc par G.inflata entre 8000 et 0 (en % relatifs) comme ce qui est observé dans l’actuel. • ═> calcul d’abondances absolues, on aboutit à la même remarque. • Conclusion : vers –8000 ans on situe bien ce changement de populations

  33. Cartes des populations avant 8000 ans et après 8000 ans = conditions actuelles

  34. Valeur seuil dans les échanges Atlantique/Méditerranée atteinte il y a 8000 ans : • changement dans les flux Atlantique/Méditerranée en relation avec la remontée du niveau marin due à fonte calotte ( ↔50 millions de km³ d’eau ce qui est énorme ) . Le flux était de 86% du taux actuel de pénétration du flux atlantique en Méditerranée → il y a 8000 ans on était à –30m par rapport au niveau actuel et les échanges semblables à l’actuel ont été établis il y a –8000 ans entre Atlantique et Méditerranée.

  35. 2;Golfe de Gascogne : • Carte montrant la marge du Golfe de Gascogne

  36. Carte situant la marge et la terrasse Meriadzek. • Carotte de 2000 à 3000m de profondeur (MD 95 en 2002), à l‘abri des sédiments turbiditiques → ≠ données :

  37. δ18O , teneur en CaCO3 en %, susceptibilité magnétique Si, abondance relative (%) en N.pachyderma senestre (espèce polaire), en grains lithiques grossiers (>150µ) dans le sédiment (grains/g) et donc liés à des icebergs. • Données qui s’étalent de –15000 ans à l’actuel. • A partir de 15000 ans changement climatique : fonte des calottes de glace de l’hémisphère Nord

  38. Carte de paléogéographie régionale pendant le dernier max glaciaire : on observe un paléofleuve et un delta énorme dans la Manche, la zone d’étude présente un avantage : dépôts rapides, plusieurs dizaines de cm à plusieurs m/milliers d’années ce qui permet de détecter des variations de très faible amplitude. (les Foraminifères indiquent qu’il faisait très froid avant 15000 ans)

  39. Il existe un optimum de deux espèces senestres entre 10000 et 6000 ans ; puis on constate une diminution de ces 2 espèces : G.truncatulinoïdes left coiling, G.hirsuta left coiling (graphe de droite) remplacées par des formes destres de N.pachyderma (graphe de gauche). • Deux dates –7000 et –9000 ans avec entre les deux un changement climatique.

  40. C. Reconstruction quantitative : principe des fonctions de transfert

  41. Aujourd’hui les fonctions de transfert paléoenvironnementales permettent de quantifier (chiffrer) les reconstitutions paléoenvironnementales. Ces quantifications = conditions aux limites des modèles climatiques sont de véritables tests . • Si un modèle climatique peut reproduire la situation actuelle et d’un paléoclimat il est validé. • Ces modèles sont-ils capables de reproduire les scenarii paleoclimatiques détectés dans les données ?

  42. Besoin d’une base de données actuelles constituées par des prélèvements de sédiments de surface = matrice où figure ≠ paramètres : prélèvements, latitude, longitude, T°C de surface en février (SST), T°C de surface en août (SST), % des ≠ espèces

  43. Données hydrographiques : proviennent des atlas mondiaux NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration- US department of commerce) site sur lequel tout le monde peut aller.

  44. Carte situant les prélèvements et l’information de couvert de glace (mois/an)

  45. Carte situant les prélèvements et SST février : -2°C ═>16°C (température de surface de l’eau)

  46. Besoin d’une base de données actuelles constituées par des prélèvements de sédiments de surface = matrice où figure ≠ paramètres : • idem qu’à la page 42 avec comptage des % de deux espèces N.pachyderma senestre : PCHS et N.pachyderma dextre :PCHD

  47. Deux graphiques présentant les % de ces espèces en fonction de la température en août et de la latitude en °N ↔ 2 zones latitudinales = courants upwelling ?

  48. Il existe 2 méthodes pour les fonctions de transfert : • -Méthode d’Imbrie et Kipp ( 1971 ) : • on trie de manière statistique les assemblages spécifiques actuels en facteurs ( analyse en composante principale ) déterminé par les paramètres physiques

  49. cette méthode est appliquée maintenant uniquement dans des contextes régionaux ( upwelling , bassins fermés…)

  50. cartographie du facteur F1