Monopol (Indian MONsOon PaleO-variabiLity) (2012-2016) & DIPOMOUSS (2019-2020)

Financement

ANR (2012-2016) / IFREMER (2019-2020)

Porteur des projets

F. Bassinot (LSCE)

Laboratoires partenaires

GEOPS (Univ. Paris Saclay, campus Paris Sud Orsay)
CEREGE (CNRS-Univ. Aix-Marseille)
EPOC (CNRS – Univ. Bordeaux I)
IPGP (Univ. Paris-Diderot)
MNHN (Paris)
Tongji University (Shanghai)
China University of Geosciences (Pékin)
Peking University (Pékin)

La mousson indo-asiatique est un phénomène climatique majeur en raison de son impact économique et sociétal sur une des régions les plus densément peuplées de la planète, et en raison de l’ampleur des transferts de chaleur et d’humidité mis en œuvre, qui en font un élément essentiel du climat global de la planète. La variabilité naturelle de la mousson indo-asiatique reste cependant imparfaitement connue et son évolution future est difficile à modéliser en raison de la complexité des processus et des interactions qui sont à l’œuvre (c.à.d. dynamique de l’océan, réponse de la végétation, télé-connexions avec les moyennes et hautes latitudes, couplage mousson/ENSO/IOD/ITF).

Les projets MONOPOL et DIPOMOUSS visent à étudier l’eau et les sédiments de l’océan Indien tropical (Est et central) afin de reconstruire la variabilité passée de la mousson indo-asiatique et sa sensibilité à différents types de forçages au cours du Quaternaire. Ils se basent sur l’exploitation des eaux et des carottes sédimentaires prélevées en 2012 lors de la campagne océanographique MONOPOL (à bord du N/O Marion Dufresne II), et qui seront prélevées en 2020, lors de la campagne océanographique DIPOMOUSS à l’aide de rosettes, des carottiers CASQ et CALYPSO et d’un carottier d’interface (multi-tubes). Ils regroupent 6 laboratoires : CEREGE, EPOC, GEOPS, IPGP, LSCE et MNHN et s’inscrivent dans le cadre d’une collaboration à l’échelle internationale au sein du programme IGBP/PAGES – IMAGES (International Marine Global Changes Study).

Photographie du Marion Dufresne, lors de la Mission océanographique MONOPOL (Golfe du Bengale). Crédit photo : Stéphanie Duchamp-Alphonse

Concrètement, les reconstructions paléocéanographiques et paléoclimatiques se basent sur une approche multi-traceurs, comprenant des traceurs biologiques (ex. études des assemblages de nannofossiles calcaires et de pollens), sédimentaires et géochimiques (ex. Ti/Al, δ¹⁸O, Mg/Ca). Les changements passés d’altération de l’Himalaya en relation avec les variations de la mousson sont établis sur la base de l’analyse de traceurs sédimentaires (argiles, granulométrie laser) et géochimiques (éléments majeurs et traces combinés aux isotopes du Nd, du Sr et du Pb).
Notre équipe se focalise plus particulièrement sur la mousson indienne et son impact sur la dynamique i) de l’érosion de l’Himalaya et du transfert des sédiments à l’océan ainsi que de la distribution des isotopes du Nd dans le golfe du Bengale et de leur évolution dans la passé (impact de l’érosion) ; ii) des eaux de surface et la profondeur de la thermocline/nutricline, qui impactent considérablement les producteurs primaires (coccolithophores notamment) ; et iii) l’hydrologie de subsurface et des eaux intermédiaires à l’échelle des cycles glaciaires-interglaciaires.

Photographie du Mutlicarottier utilisé à bord du Marion Dufresne, lors de la mission océanographique MONOPOL, permettant de prélever l’interface eau-sédiments du Golfe du Bengale. Crédit photo : Stéphanie Duchamp-Alphonse

La Mission Mingulay-Rockall (juin 2016) à bord de l’Atalante avait pour objectif de prélever des échantillons d’eau et des carottes de sédiment dans des zones riches en dépôts de débris de coraux profonds afin d’exploiter ces archives pour des reconstructions paléoceanographiques.

Deux sites de prélèvement ont été plus particulièrement étudiés durant cette mission :
1/ Le site Mingulay (en mer des Hébrides) qui se caractérise par la présence de récifs coralliens d’eaux froides (L. pertusa) qui prolifèrent actuellement entre 100 et 150 m de profondeur d’eau.
2/ Le site de Logachev (SW du chenal de Rockall) qui se caractérise lui aussi par d’abondantes colonies coralliennes (L. pertusa et M. oculata) mais à des profondeurs plus importantes autour de 750 m.

Ce projet vise donc à effectuer une étude multidisciplinaire (sédimentologie, biologie et géochimie des coraux) pour reconstruire l’histoire de la croissance de ces récifs ainsi que les changements environnementaux (température, circulation des eaux de sub-surface et intermédiaires) au cours de l’Holocène à partir de ces deux sites. Nous obtiendrons donc des reconstructions de l’hydrologie des eaux de sub-surface et intermédiaires avec des résolutions temporelles inédites en deux sites, à des profondeurs différentes.

Ce projet réunit des chercheurs Britanniques, Irlandais et Français et s’inscrit dans un effort de recherche national qui vise à étudier les écosystèmes des coraux profonds et à utiliser les coraux fossiles comme archives naturelles pour reconstruire à haute résolution les changements paléo-climatiques passés (ANR HAMOC PI C. Colin).

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« Exploring paleo-hydrology and its impact on sedimentary dynamic processes in the South China Sea » / MD 215

Financement

IFREMER

Porteur du projet

C.Colin

Chefs de mission

C. COLIN (GEOPS, France), Z. LIU (Tongji University, China) et A. Tien-Shun LIN (National Central University, Taiwan),

Equipe scientifique embarquée

35 chercheurs et étudiants français (laboratoires GEOPS, LSCE, IFREMER, LOG), Chinois (Key State Laboratory of Marine Geology, Tongji University) et Taiwanaise (Department of Earth Sciences du National Central University, National Sun Yat-sen University, Institute of Oceanography du National Taiwan University).

La campagne océanographique MD215 HYDROSED à bord du navire Marion Dufresne a permis de collecter de longues carottes de sédiments marins et des échantillons d’eau de mer dans le nord de la mer de Chine du Sud. L’objectif scientifique principal de cette mission est de restituer l’hydrologie passée des masses d’eaux intermédiaires et profondes ainsi que le climat de la région sud-est asiatique et d’en estimer l’impact sur la dynamique du transport des sédiments au fond de l’océan et des transferts terre – mer.

Les échantillons prélevés lors de la campagne océanographique HYDROSED vont permettre de :

1- Mieux contraindre l’origine et les variations passées des masses d’eaux intermédiaires et profondes du Nord de la mer de Chine du Sud et des relations existantes avec les changements glacio-eustatiques, l’évolution de la circulation thermohaline globale (Great Conveyor Belt) et les modifications climatiques régionales;

2- Reconstruire la variabilité passée du climat sud-est asiatique (la mousson Est asiatique et le système ENSO) à très haute résolution temporelle et en établir les potentiels impacts sur la sédimentation profonde du Nord de la mer de Chine du Sud ;

3- Reconstruire dans le passé la dynamique de transferts des sédiments depuis les continents (fleuves taïwanais) au nord de la mer de Chine du Sud avec une approche ‘’source to sink’’ et en établir les contrôles climatiques (paléo-typhons, paléo-moussons et changements du niveau marin) ;

4- Développer et/ou améliorer des traceurs géochimiques utilisés pour les reconstructions paléo-océanographiques et améliorer notre compréhension de la distribution des isotopes du néodyme (Nd) et des concentrations élémentaires en terres rares (REE) dans une mer marginale fortement influencée par d’énormes décharges d’eau douce et de sédiments par plusieurs fleuves asiatiques.

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