LA CAMPAGNE OCÉANOGRAPHIQUE « PACHIDERME »

Dans le cadre du programme IMAGES (International MArine Global changES), la campagne océanographique « PACHIDERME » (MD-159), a eu pour objectif d’une part de compenser le manque d’archives sédimentaires disponibles dans les hautes latitudes sud et d’autre part d‘étudier (1) les grands systèmes de circulation océan-atmosphère dans l’Hémisphère Sud et (2) les interactions terreocéan dans les fjords. Elle avait aussi pour but de mieux cerner l’influence des vents d’ouest sur les précipitations au cours de la déglaciation et de l’Holocène. Cette campagne a permis de récolter de longues séries sédimentaires dans la zone pour documenter les changements paléo-environnementaux, paléo-climatiques et paléo-océanographiques dans le Sud-Est du Pacifique le long de la marge chilienne (Kissel & The Shipboard Scientific Party, 2007). Durant le mois de février 2007, à bord du navire océanographique « Marion Dufresne II » de l’Institut Polaire Paul-Emile Victor (IPEV), 36 carottes marines ont ainsi été prélevées entre Punta Arenas (~53°S) et Puerto Montt (~41°S) aussi bien dans les fjords qu’en océan ouvert (Fig. 2-1).

LOCALISATION ET CONTEXTE CLIMATIQUE DES SITES D’ÉTUDE 

La région chilienne des fjords d’Aysen, localisée entre l’archipel des Chonos au nord et la péninsule de Taitao au sud, représente un complexe d’îles, de chenaux, et petites baies issus de l’érosion des glaciers patagoniens qui couvraient cette région pendant les dernières glaciations. Actuellement, cette région est soumise à de très fortes précipitations produites par l’influence du front polaire sud sur le système atmosphère-océan (Strub et al., 1998). Ce front migre saisonnièrement entre environ 50°S au cours de l’été et 40°-45°S en hiver. Cette zone est donc soumise à l’influence directe des Westerlies, qui vont contrôler la distribution des précipitations, le budget sédimentaire par les fleuves et les glaciers, les régimes d’altération et/ou d’érosion et les interactions entre l’océan et l’atmosphère. A cette latitude, le climat est tempéré hyper-humide avec des températures moyennes annuelles de l’ordre de 10°C et des précipitations annuelles oscillant entre 2000 et 4000 mm (Miller, 1976 ; Markgraf et al., 1995 ; Garreaud et Aceituno, 2007, Fig. 2-2). L’intensification des Westerlies favorise une dynamique plus soutenue de la circulation océanique de surface et les apports d’eaux froides en provenance du pôle sont donc plus intenses pendant les périodes de refroidissement, alimentées par de plus fortes précipitations (Haberle et Bennett, 2004). Ces effets expliquent en partie les nombreuses évidences de fluctuations des calottes patagoniennes à l’échelle séculaire à millénaire, dont la dynamique croît exponentiellement à partir de 46°S. Elle résulte de la combinaison de plusieurs paramètres : la température de l’air, le bilan radiatif solaire et les précipitations (Ooelermans, 2005). La carotte marine CALYPSO MD07-3088 (46°04.30′ S, 75°41.23′ W) a été collectée au cours de la campagne océanographique PACHIDERME (station 7, pastille rouge, Fig. 2-1) entre la péninsule de Taitao (au sud) et l’archipel des Chonos (au nord) à une profondeur de 1536 mètres (Fig. 2-1). La carotte marine CALYPSO MD07-3119 (46°05 S, 76°06 W) a également été collectée au cours de cette même campagne au large de la région chilienne des fjords d’Aysen à la profondeur de 3250 mètres (station 8, pastille bleue, Fig. 2-1). À cette latitude, nous pourrons ainsi restituer la variabilité climatique de la ceinture des vents d’Ouest associée à celles des calottes et glaciers andins, jusqu’à présent bien documentée aux latitudes plus basses que 41°S (Lamy et al., 2001 ; 2004). De plus, la proximité de ces sites de prélèvement à un grand nombre de centres volcaniques actifs (pastilles grises, Fig. 2-1), permet l’accumulation de nombreux niveaux de téphra. L’identification des centres d’émission de ces téphras couplée à une comparaison avec les niveaux repérés dans les séries sédimentaires à terre et lacustres (Naranjo et Stern 1998 ; Haberle et Lumley, 1998) permettra d’obtenir des niveaux datés en complément des datations radiocarbone et de la stratigraphie isotopique afin d’établir un cadre chronologique fiable et précis. 

LITHOLOGIE DES CAROTTES MD07-3088 ET MD07-3119 

Une analyse de la lithologie des deux carottes a été effectuée à bord du Marion Dufresne lors de la campagne MD 159–Pachiderme et a permis de construire un log représentatif des composantes des deux enregistrements marins. Les six premiers mètres de l’enregistrement MD07-3088 sont constitués d’une succession relativement uniforme de sédiments silto-argileux de couleur noirs-olive à gris-olive. Les 13 mètres restants sont dominés par du matériel argilo-silteux de couleur gris-olive à gris, fréquemment intercalé avec des niveaux plus grossiers silto-sableux (Fig. 2-3 ; 2-4).La susceptibilité magnétique de la carotte MD07-3088 est relativement faible sur les sept premiers mètres et montre une forte variabilité d’amplitude sur les 12 derniers mètres (Fig. 2-5 et 2-6). Ces variations de susceptibilité sont corrélées avec les changements observés dan la distribution des mesures de colorimétrie par spectrophotométrie et plus précisément les variations observées des paramètres a* (gamme de 600 niveaux de couleurs de l’axe rouge vers l’axe vert) et b* (gamme de couleurs de 600 niveaux de l’axe jaune vers l’axe bleu), témoignant de changements significatifs de la teneur en matière organique et/ou en oxydes.