A multi-proxy reconstruction and comparison of Holocene palaeoenvironmental changes in the Alvor and Alcantarilha estuaries (southern Portugal)

The present study investigates the history of two estuaries on the Algarve coast, southern Portugal, through a multi-proxy approach that links sedimentology, geochemistry, palynology, microfaunal analyses and radiocarbon dating. These analyses provide an overview of the development of these estuaries over the last ∼7500 years. Palynological data reveal climate-driven vegetational shifts over the whole period. Microfauna, which is composed predominantly of foraminifers and ostracods, provides evidence for periods of marine and brackish water conditions, observed in both estuaries. Whereas the sediment record from the Alvor estuary shows a clear, nearly continuous silting-up sequence, the development of the Alcantarilha estuary is characterised by fluvial sedimentation, replaced by a marine environment at about 7300 yr cal BP. Marine transgression is indicated by marine-brackish foraminifera and ostracod assemblages, while upper-marsh pollen decreased and wetland communities increased at the same time. A continuous shallowing of the estuaries followed between ∼6700 yr cal BP and ∼5700 yr cal BP in Alvor and 4500 yr cal BP in Alcantarilha. This was interrupted by a distinct high-energy event, possibly a storm or tsunami, between 6400 and 5800 yr cal BP in Alvor; the event was not recorded in the Alcantarilha estuary. Afterwards, the silting-up restarted with clear similarities to the pre-event situation and continued until ∼3500/2000 yr cal BP. This process was influenced by the build-up of sand barriers in front of the estuaries. This is also documented by a higher percentage of upper-marsh vegetation. The core from Alcantarilha estuary shows another layer of high-energy deposits, with mainly marine foraminifers and ostracods after 4500 yr cal BP. The youngest parts of the two records are characterised by decreasing tidal influence and increasing anthropogenic impact, indicated by increasing values of cultivated plants and other human-induced changes of vegetation cover.

RésuméNous étudions l’histoire de deux estuaires de la côte d’Algarve (sud du Portugal) en utilisant des reconstructions multi-proxy (sédimentologie, géochimie, palynologie, micropaléontologie et datation au carbone 14). Basé sur ces derniers ∼7500 ans. Les données palynologiques décrivent des transformations florales que nous expliquons par des changements climatiques. L’évolution de la microfaune (foraminifères et ostracodes) est le reflet de l’alternance des environnements marins et saumâtres dans les deux carottes étudiées. La carotte d’Alvor montre clairement une séquence régressive. La carotte d’Alcantarilha est caractérisée par une sédimentation fluviatile à laquelle succède, vers 7300 ans cal BP, une sédimentation marine littorale. La transgression est indiquée par des foraminifères et des ostracodes vivant dans des eaux saumâtres à marines. Pendant cette transgression, la proportion des pollens de l’étage supralittoral recule et celle de la zone humide augmente. Entre ∼6700 ans cal BP et ∼5700 ans cal BP à Alvor et 4500 ans cal BP à Alcantarilha, la profondeur de la lagune diminue progressivement. Un évènement de haute énergie (tempête ou tsunami) est enregistré entre 6400 et 5800 ans cal BP sur le site d’Alvor mais pas celui d’Alcantarilha. Après cet évènement, la profondeur de la lagune régresse de nouveau jusqu’à 3500/2000 ans cal BP. L’évolution de cette régression est soulignée par la formation d’un cordon littoral sur le front de l’estuaire, indiqué par l’augmentation de la proportion de la végétation de l’étage supralittoral. La carotte d’Alcantarilha montre une autre couche de sédiments, déposés en milieu de haute énergie, mise en évidence par les foraminifères et les ostracodes marins après 4500 ans cal BP. La partie la plus jeune des carottes est marquée par la diminution de l’influence de la marée et une augmentation de l’impact anthropique (changement général de la végétation et accroissement des proportions des pollens des plantes cultivées).