Purcell, Karl
(2020).
« Utilisation de l'excès de 230Th pour déterminer les taux de sédimentation et les effets diagénétiques dans des sédiments du sud de la Ride de Lomonosov » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
La chronostratigraphie de l'océan Arctique n'a pas encore été bien intégrée dans l'histoire du climat mondial en raison des chronologies conflictuelles qui ont été proposées jusqu'ici. L'absence de consensus est due en partie aux difficultés rencontrées pour dater les sédiments et déterminer les taux de sédimentation. Certaines de ces difficultés sont des taux de sédimentation bas et variables, le peu ou l'absence de restes biogéniques, les écarts entre les stratigraphies des isotopes de l'oxygène de l'océan local et en haute mer, et les interprétations conflictuelles des données paléomagnétiques. Dans ce contexte, l'extinction de l’excès de thorium 230 (230Thxs) dans les séquences sédimentaires peut servir à établir des balises temporelles sur des échelles glaciaires-interglaciaires allant jusqu'à ~ 375 ka. Ce radionucléide est utilisé dans cette situation depuis plus d'un demi-siècle, mais son utilisation n'a pas été généralisée et, pour l'océan Arctique, il y a toujours peu d'études utilisant la radiochronologie au-delà des limites temporelles du radiocarbone. Nous examinons ici l'utilisation du 230Thxs comme outil stratigraphique dans une séquence sédimentaire du sud de la Ride de Lomonosov (PS2757) à laquelle on avait auparavant attribué des chronologies incompatibles en utilisant différentes méthodes. Selon les données 10Be antérieures, la séquence est caractérisée par des vitesses de sédimentation significativement plus élevée que celles observées dans l’océan Arctique central. En se basant sur l'attribution de la base d’un pic de 230Thxs à ~ 520 cm à la transition MIS 7/8 (~ 243 ka), une vitesse moyenne de sédimentation de 2,1 cm/ka a été calculée. C'est un ordre de grandeur supérieur à celui des sites où la méthode 230Thxs a été utilisé avec succès auparavant. La vitesse moyenne de sédimentation élevée est attribuable au transport de sédiments emportés par la dérive transpolaire à partir des plateaux continentaux de Laptev et de la Sibérie Orientale. Cependant, de grandes variations d'amplitude en 230Thxs sont superposées à la tendance à la décroissance exponentielle du haut vers le bas de la séquence. Elles suggèrent des intervalles avec une sédimentation et une récupération réduite de 230Th dans la colonne d'eau, alternant avec des "excursions" de 230Thxs, l'une, notamment, attribuée au stade isotopique 3, excursion également enregistrée dans plusieurs autres carottes de l'océan Arctique. La séquence étudiée possède une caractéristique particulière, à ~ 6 m de profondeur, illustrée par une importante mobilité diagénétique de l'uranium, en relation avec la teneur en carbone organique et les conditions redox. La mobilité de U est démontrée par les variations du 230Thxs et du rapport d'activité 234U/238U dans un intervalle autrement caractérisé par des équilibres quasi séculaires entre les inventaires de ces isotopes. Il est conclu que la méthode du 230Thxs pour l'établissement de repères chronostratigraphiques dans les séquences de l'océan Arctique peut être utilisée pour un large éventail de taux d'accumulation de sédiments, à condition que les effets diagénétiques liés aux gradients redox dans la colonne sédimentaire ne modifient ni ne fractionnent la distribution des isotopes de la série de l’uranium.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Océan Arctique, Ride de Lomonosov, Quaternaire, 230Thxs
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