Incendies et variabilité climatique à l'échelle (sub)millénaire et orbitale : dynamique des paléofeux « globaux » et dans les régions subtropicales
Le réchauffement climatique pourrait entraîner une augmentation des incendies à l’échelle mondiale et dans les régions subtropicales soumises à de fortes sécheresses. Les feux peuvent également amplifier ou réduire le changement climatique initial par des rétroactions. En vue d’améliorer ces prévisions de l’activité future des feux et des risques qui y sont liés, un des défis de la recherche sur les changements climatiques globaux est d’identifier quand, comment et pourquoi l’activité des incendies évolue en réponse à la variabilité climatique passée à l’échelle (sub)millénaire et orbitale. Pour cela, j'étudie la dynamique passée du régime des feux, à l’échelle globale en analysant les traceurs « feu » compilés dans la base de données du Global Paleofire Working Group et à l’échelle régionale en utilisant les microcharbons préservés dans des archives sédimentaires marines. L'objectif est de développer un modèle prédictif des feux pour le passé applicable pour les projections de la dynamique future des incendies. Cette recherche vise à améliorer la compréhension des rétroactions des feux sur le climat et à aider les responsables dans la gestion des incendies.
(08/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Réponse de la végétation méditerranéenne aux cycles climatiques millénaires d’après un nouvel enregistrement pollinique marin du golfe du Lion
Les archives polliniques provenant de la marge de l'Europe occidentale indiquent que la végétation régionale oscillait entre forêt et steppe au cours de la dernière période glaciaire en réponse à la variabilité climatique multi-centennale, en particulier les cycles de Dansgaard-Oeschger (D-O) et les événements de Heinrich (HE). Cependant, la dynamique de la végétation dans le nord-ouest de la région méditerranéenne pendant cette période reste mal comprise, en raison de la nature fragmentaire des séquences disponibles. Dans cette étude, nous présentons un nouvel enregistrement pollinique marin, provenant du golfe du Lion (MD99-2343, 40°29'N, 4°01'E), documentant la réponse de la végétation du nord-ouest de la Méditerranée pendant les stades isotopiques marins (MIS) 4 à 2 (~73 – 14 kyrs). Les premiers résultats révèlent que l’expansion forestière, colonisant les vallées du Rhône et de l'Èbre, en réponse aux cycles de D-Os, est modulée par la précession, comme précédemment observé dans les enregistrements polliniques situés au sud de 40°N sur la marge de l'Europe occidentale. Dans ces régions, les HEs sont généralement associés à une expansion des steppes. Cependant, l’enregistrement de la carotte MD99-2343 met en évidence un scénario différent, où les couvertures forestières ouvertes dominent pendant les HE 6 et 2. Nous proposons que des processus atmosphériques et marins locaux spécifiques, corrélés à la quantité d’eau douce dans le golfe du Lion, ont favorisé le développement d’une forêt tempérée dans cette région pendant les événements HE 6 et 2. Ces résultats soulèvent de nouvelles questions quant à la complexité des interactions climatiques et environnementales dans le nord-ouest de la Méditerranée durant les périodes glaciaires.
(06/11/2024)
UB, UBM, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, EPHE, PSL
Réponse de la végétation méditerranéenne aux cycles climatiques millénaires d’après un nouvel enregistrement pollinique marin du golfe du Lion
Les archives polliniques provenant de la marge de l'Europe occidentale indiquent que la végétation régionale oscillait entre forêt et steppe au cours de la dernière période glaciaire en réponse à la variabilité climatique multi-centennale, en particulier les cycles de Dansgaard-Oeschger (D-O) et les événements de Heinrich (HE). Cependant, la dynamique de la végétation dans le nord-ouest de la région méditerranéenne pendant cette période reste mal comprise, en raison de la nature fragmentaire des séquences disponibles. Dans cette étude, nous présentons un nouvel enregistrement pollinique marin, provenant du golfe du Lion (MD99-2343, 40°29'N, 4°01'E), documentant la réponse de la végétation du nord-ouest de la Méditerranée pendant les stades isotopiques marins (MIS) 4 à 2 (~73 – 14 kyrs). Les premiers résultats révèlent que l’expansion forestière, colonisant les vallées du Rhône et de l'Èbre, en réponse aux cycles de D-Os, est modulée par la précession, comme précédemment observé dans les enregistrements polliniques situés au sud de 40°N sur la marge de l'Europe occidentale. Dans ces régions, les HEs sont généralement associés à une expansion des steppes. Cependant, l’enregistrement de la carotte MD99-2343 met en évidence un scénario différent, où les couvertures forestières ouvertes dominent pendant les HE 6 et 2. Nous proposons que des processus atmosphériques et marins locaux spécifiques, corrélés à la quantité d’eau douce dans le golfe du Lion, ont favorisé le développement d’une forêt tempérée dans cette région pendant les événements HE 6 et 2. Ces résultats soulèvent de nouvelles questions quant à la complexité des interactions climatiques et environnementales dans le nord-ouest de la Méditerranée durant les périodes glaciaires.
(05/11/2024)
UB, UBM, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, EPHE, PSL
Calibration of the microcharcoal proxy preserved in marine sediments and reconstruction of paleo-fires in the Western Mediterranean region during the Holocene
(Quaternaire. vol. vol. 35/3, n° 1142-2904, pp. 147-150, 01/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Wave Climate Projections off Coastal French Guiana based on High-Resolution Modelling over the Atlantic Ocean
Global warming is altering the atmosphere and ocean dynamics worldwide, including patterns in the generation and propagation of ocean waves, which are important drivers of coastal evolution, flood risk, and renewable energy. In French Guiana (northern South America), where most of the population is concentrated in coastal areas, understanding future wave climate change is critical for regional development, planning and adaptation purposes. The most energetic waves typically occur in boreal winter, in the form of long-distance swell originating from the mid-latitude North Atlantic Ocean. However, existing high-resolution wave climate projections that cover the French Guiana region focus on the hurricane season only (summer-fall). In this study, we used a state-of-the-art basin-scale spectral wave model and wind fields from a high-resolution atmospheric global climate model to simulate present and future winter (November to April) wave climate offshore of French Guiana. The model performance was evaluated against wave data from ERA5 reanalysis, satellite altimetry and coastal buoys between 1984 and 2013. For the future greenhouse gas emission scenario (Representative Concentration Pathway) RCP-8.5, we found a statistically significant overall projected decrease (~5%) in wintertime average significant wave height and mean wave period, with a ~1° clockwise rotation of mean wave direction. The results suggest that these decreasing trends are primarily driven by changes in large-scale patterns across the Atlantic that counteract an expected increase in local wind speed. We discuss the implications of such projections for mud-bank dynamics along coastal French Guiana, although further local studies are required to address future coastal evolution and hazards. Finally, we identify a need for more in situ wave data near French Guiana to improve quantitative assessments of model performance and allow a correction of possible model biases.
(Ocean Modelling, n° 1463-5003, 01/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, BRGM, PSL, CNRM, INSU - CNRS, CNRS, Comue de Toulouse, DIRAG
Radon-222 signatures of atmospheric dynamics in the Pech Merle Painted Cave, France: Consequences for management and conservation
(Science of the Total Environment. vol. 949, n° 0048-9697, pp. 174648, 01/11/2024)
IPGP - UMR_7154, INSU - CNRS, IGN, UR, IPG Paris, CNRS, UPCité, GET, IRD, UT3, Comue de Toulouse, INSU - CNRS, CNES, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, GEOTRAC, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, USC
Investigating sediment dynamics on a continental shelf mud patch under the influence of a macrotidal estuary: a numerical modeling analysis
Shelf mud patches represent major sinks for fine-grained particles on continental shelves, as well as for carbon and contaminants of continental origin. The West Gironde Mud Patch (WGMP) is an interesting example of such offshore marine systems as it is an active mud deposition area located offshore the Gironde estuarine mouth (France) at depths between 30 and 70 m. It is known to be the trap of fine particles coming from the estuary, but the contribution of this material to the total mass of the depocenter is poorly quantified. In addition, despite the economic and ecological issues at stake, the response of such subtidal sedimentary structure to the combination of tidal currents, waves, and river supply remain poorly understood. Thus, using a realistic 3-D hydrodynamic and mixed (mud/sand) sediment transport model, this study aims at investigating the sediment dynamics of the WGMP under different hydrometeorological conditions. The analysis of the residual fluxes at the estuarine mouth exhibited large discrepancies between the different sediment classes as well as for contrasted hydro-and meteorological conditions induced by different dominant transport mechanisms. During winter, the reinforced density gradients drive strong up-estuary baroclinic circulation at the bottom that dominates the sediment dynamics over the barotropic export of mud particles. The model also reproduced the signature of a subtidal mud accumulation area over the continental shelf around 30-40 m water depth, on the proximal side of the observed WGMP. On average over two years, 26% of the mud mass accumulating on the simulated subtidal mudflat comes from the estuary. The trapping efficiency of this mud patch is negatively correlated with the significant wave height. Moreover, due to the estuarine turbid plume being more concentrated and developed at the surface during high river discharge, the trapping efficiency of the mud body is enhanced compared to lower discharge. This study highlights the sensitivity of mud and sand fluxes to vertical and horizontal residual circulation, and points out the uncertainties associated with the simulation of short-term (i.e., years) fine particle deposits compared to long-term (i.e., centuries) sediment accumulation trends. In addition, these results show the primordial effects of both wave action and riverine sediment supply on the dynamics of such subtidal muddy structures, which raises concern about their fate facing climate change and human activities in the future.
(Continental Shelf Research. vol. 282, n° 0278-4343, pp. 105334 (17p.), 01/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, DYNECO, IFREMER
Two-dimensional determination of dissolved manganese in sediment porewaters
We present a new method for imaging dissolved manganese at millimeter scale by coupling DET (diffusive equilibrium in thin film) and colorimetric techniques. The method is an adaptation of the porphyrin approach for the measurement of dissolved Mn by substitution of Mn(II) and Mn(III) to Cd in the Cd(II)-POR complex. Optimization of the Cd-POR concentrations was required for transposition to 2D-DET. A commercial flatbed scanner and a hyperspectral camera were used for imaging. Using the hyperspectral camera, detection limit is about 5 μM and measuring range is up to 520 μM. The method was applied on the field in a tidal mudflat of the French Atlantic coast and in sediments inhabited by polychaetes. These first images allowed to precisely describe two-dimensional millimeter features such as burrows and highlighted the role of bioirrigation in benthic Mn fluxes. This new technique offers the possibility to investigate the reactivity of microenvironments towards dissolved Mn in two dimensions in a wide range of laboratory and in situ studies using a non-destructive tool.
(Marine Chemistry. vol. 267, n° 0304-4203, pp. 104454, 01/11/2024)
LPG, UM, UA, INSU - CNRS, CNRS, Nantes univ - UFR ST, Nantes Univ, MIO, IRD, AMU, INSU - CNRS, UTLN, CNRS, IPREM, UPPA, INC-CNRS, CNRS, LUSAC, UNICAEN, NU, Cnam, ENTROPIE [Nouvelle-Calédonie], IRD [Nouvelle-Calédonie], IFREMER, UNC, CNRS, IPGP - UMR_7154, INSU - CNRS, IGN, UR, IPG Paris, CNRS, UPCité, CARRTEL, USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry], INRAE, Fédération OSUG, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Late Middle Pleistocene (MIS 11‐6) in Europe – introduction
The following collection of contributions presents both unique and synthesized regional evidence that provides considerable clarification regarding this part of the European Quaternary stratigraphical sequence. It is a reliable step forward to overcome an over‐simplistic view, because progress over recent years in many different fields has led to significant advances in our understanding regarding the interactions between environmental processes and climate.
(Boreas. vol. 53, n° 0300-9483, pp. 453-454, 28/10/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Unlocking the potential of hydrogen isotopes (δ2H) in tracing riverine particulate organic matter sources and dynamics
This study explores the efficacy of hydrogen isotopes in tracing the origins and dynamics of particulate organic matter (POM) in the Loire River, employing a novel dual vapor equilibration method to measure its nonexchangeable hydrogen (δ2Hn). By integrating δ2Hn with traditional carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) isotopes and C/N ratios of POM, we compared the ecological information using multivariate analyses. Fortnightly river sampling over three years showed seasonal patterns in the δ2Hn values of POM, highlighting two primary POM end-members: phytoplankton and terrestrial matter. Bayesian mixing models confirmed that using δ2Hn as a tracer effectively discriminated these riverine POM end-members, with phytoplankton predominating in spring-summer and terrestrial matter in winter. Redundancy analyses revealed the main environmental drivers of POM composition, identifying significant correlations between the POM sources, chlorophyll a, suspended particulate matter, and river discharge. Our findings demonstrate that δ2Hn, alone or combined with δ13C, δ15N or N/C ratio, provided a new robust tracer for POM source dynamics, thereby offering valuable insights into riverine biogeochemical cycles and ecosystem functioning. Our study underscores the novel potential of δ2Hn as a tool in environmental and ecological research, advocating for its broader application across various aquatic ecosystems to enhance our understanding of organic matter dynamics.
(Aquatic Sciences - Research Across Boundaries. vol. 87, n° 1015-1621, pp. 5, 24/10/2024)
UB, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, WasserCluster Lunz, BOKU