Evolution de la sédimentation organo-minérale enregistrée dans la série continentale des Echets (Ain, France) entre 140 000 et 40 000 ans.
Résumé
La présente étude concerne le sondage 1.01 prélevé au centre du marais des Echets, près de Lyon (France) et réalisé dans le cadre du programme ECLIPSE de l'INSU. Ce projet a pour objectif de définir la variabilité climatique de l'Eémien et de rechercher l'impact en domaine continental des évènements abrupts enregistrés dans l'Atlantique Nord et la glace groenlandaise (du type évènements de Heinrich et de Dansgaard-Oeschger). Les résultats présentés ici portent essentiellement sur la caractérisation géochimique organique et minérale des sédiments déposés. Dans ce travail, la matière organique sédimentaire est caractérisée par différents paramètres de la pyrolyse Rock Eval (COT, Cmin, IH, S2/S3CO2 notamment), confrontés d'une part aux données acquises sur le sédiment total par spectrométrie ICP/AES (majeurs) et d'autre part aux données palynologiques qui précisent le cadre chronologique et environnemental. Ces données permettent de caractériser des régimes sédimentaires spécifiques qui correspondent à des périodes présentant des degrés d'extension du couvert végétal et de production aquatique variés et au final à des degrés d'humidité ou d'aridité différents. Plus en détail, cette étude révèle les points suivants : 1- La sédimentation minérale caractérisée par les rapports Si/Al et 3elts/Al met en évidence une cyclicité de la quantité et de la qualité des apports au cours du temps de 42 m jusqu'à environ 30 m. Au dessus, le régime sédimentaire est différent, ceci est souligné par le profil de carbonates qui se stabilise à cette profondeur. 2- Le début du réchauffement de l'Eémien est mis en évidence à 40 m dans la carotte par la présence de matière organique planctonique caractérisée par l'élévation des valeurs d'IH mais également celles du COT. De la même manière, la sédimentation minérale mise en évidence par la répartition des éléments majeurs, indique un changement de sédimentation à 40 m également. Ce changement du régime sédimentaire est marqué aussi bien par l'augmentation de l'indice d'altération chimique (CIA*) qui traduit une plus forte contribution des aluminosilicates (notamment des minéraux argileux), que par la diminution du rapport Na/Ti que nous interprétons comme marqueur d'érosion. Néanmoins, la réduction marquée des apports minéraux clastiques se fait ensuite vers 39 m (profils carbonates) traduisant la mise en place du couvert végétal et des sols associés qui limite l'érosion du bassin versant. 3-La distribution verticale des éléments majeurs (CIA*, CaCO3, Na/Ti) met en évidence l'alternance de phases de sédimentation liées aussi bien aux variations climatiques majeures glaciaires-interglaciaires enregistrées également par la matière organique et la composition pollinique qu'aux variations abruptes présentes au sein des différents stades. Successivement, on enregistre donc : au cours du Riss, le Stade de Caluire (correspondant soit au Heinrich H7 ou au H11), l'Eémien, le St Germain I et II (avec en particulier la crise froide du Montaigu), les Melisey I et II, et dans le Weichselien : les épisodes froids H6 (# 29,9-30,4m) et H5 (28,90-29,8)]. Par ailleurs, les teneurs en Al et K fortement corrélées enregistrent les 3 évènements froids du St Germain I mises en évidence par les pollens, ainsi que les variabilités de l'Eémien, et les épisodes froids marqués du Weichselien. 4- Le rapport Fe/Mn est considéré comme marqueur de niveau du lac (les fortes valeurs correspondant aux plus grandes tranches d'eau, périodes chaudes et humides), comme en témoigne l'anti-corrélation avec Na/Ti et la bonne corrélation avec l'indice d'hydrogénation de la matière organique (S2/S3CO2). Sa distribution permet également d'identifier les périodes froides et les périodes tempérées, et à l'intérieur de ces périodes, des épisodes froids et arides marquants, comme la crise du Montaigu à l'intérieur du St Germain I, ou les Heinrich 5 et 6 durant le Weichselien . 5-L'indice d'hydrogénation de la matière organique (S2/S3CO2) interprété comme degré d'humidité, s'il caractérise les longues périodes tempérées, met aussi en évidence les pics thermiques du Weichselien : l'Ognon I et II, l'IS9 et l'IS8 (Charbon-Hengelo) pour lesquels S2/S3CO2 est supérieur à 4. A l'inverse, le degré d'oxygénation de la matière organique (S3CO2/S2), ou degré d'aridité, met en évidence les évènements abrupts de type Heinrich, au sein des périodes glaciaires : H7 ou H11 dans le Riss, H6 et H5 dans le Weichselien.