A multi-proxy approach to drought reconstruction

Reconstitution des périodes de sécheresse par approche multi-indicateurs

Inga Labuhn (1, 2) , Valérie Daux (1, 3, 2) , Dominique Genty (1, 2)

1 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
2 GLACCIOS - Glaces et Continents, Climats et Isotopes Stables
3 GEOTRAC - Géochrononologie Traceurs Archéométrie

In palaeoclimate reconstructions, the combination of proxy records measured in different climate archives is challenging because of the uncertainties associated with each proxy, but it can also help reduce some of these uncertainties. Here, we present a novel approach to combine speleothem and tree ring proxies for a drought reconstruction of the last 640 years: a fluid inclusion δ 18 O record from a stalagmite from Villars Cave (southwest France) and a tree ring cellulose δ 18 O record of Quercus spp. from the nearby Angoulême area. The δ 18 O of the fluid inclusions is taken as an estimate of the δ 18 O of the trees' source water. Then, the cellulose and source water δ 18 O are used to calculate the leaf water isotopic enrichment, as well as relative humidity, which is the dominant controlling factor of this enrichment. The reconstructed long-term trends in relative humidity differ from a previously published reconstruction of moisture variability based on the tree ring record alone. Further measurements will be necessary to support either reconstruction. Nevertheless, this investigation demonstrates the great potential for combining isotope proxies from speleothems and tree rings to reconstruct both the low-and high-frequency variability of drought.

En paléoclimatologie, la comparaison entre les différentes archives est complexe à cause des incertitudes associées à chaque indicateur ; elle peut cependant aussi aider à réduire les incertitudes. Nous présentons ici une nouvelle approche pour combiner les indicateurs paléoclimatiques issus des spéléothèmes et des cernes d'arbre pour reconstituer les sécheresses au cours des derniers 640 ans : le δ 18 O des inclusions fluides d'une stalagmite de la grotte de Villars (sud-ouest de la France) et le δ 18 O de la cellulose des cernes de chênes (Quercus spp.) proches d'Angoulême. Le δ 18 O des inclusions fluides est considéré comme le δ 18 O de l'eau souterraine qui alimente les arbres. Puis le δ 18 O de la cellulose et celui de l'eau souterraine sont utilisés pour calculer l'enrichis-sement isotopique de l'eau de la feuille ainsi que l'humidité relative qui est le facteur dominant contrôlant cet enrichissement. La variation de l'humidité relative reconstituée diffère des reconstitutions publiées basées uniquement sur les cernes d'arbre suggérant la nécessité de faire d'autres reconstitutions pour mieux comprendre ces différences. Ce travail montre tout l'intérêt de comparer deux archives pour tenter de reconstituer les périodes de sécheresse passées.

Mots clés: tree rings; cellulose; speleothems; fluid inclusions; stable isotopes; oxygen (δ 18 O); palaeoclimate; drought; multi-proxy

Mots clés: cernes d'arbre; spéléothèmes; inclusions fluides; isotopes stables; oxygène (δ 18 O); paléoclimat; sécheresses; multi-indicateur; France

Domaines: Ecosystèmes; Chimie organique; Interfaces continentales, environnement; Climatologie; Géochimie; Stratigraphie; Etudes de l'environnement; Environnement et Société; Milieux et Changements globaux

Inga Labuhn, Valérie Daux, Dominique Genty. A multi-proxy approach to drought reconstruction. Quaternaire, 2016, 27 (3), pp.239-247. ⟨10.4000/quaternaire.7632⟩. ⟨hal-02467720⟩