Evaluating the efficacy of planktonic foraminifer calcite δ18O data for sea surface temperature reconstruction for the Late Miocene

Dans cette étude sont examinées les données publiées du δ18O de la calcite des foraminifères planctoniques du Miocène supérieur vivant en surface, ceci afin d'estimer les températures de surface des mers (SST) pour l'antéquaternaire. Les données proviennent de 33 sites marins du Miocène supérieur (Messinien) le long d'un gradient latitudinal actuel allant de 64°N à 48°S. Elles indiquent une SST dans la zone tropicale-subtropicale (jusqu'à 30°N et S) globalement plus froide qu'actuellement. Les causes possibles de cette différence de température sont soit écologiques (ex : calcification des coquilles sous la zone de mélange ( = ocean mixed layer), taphonomiques (ex : diagenèse ou dissolution), liées à une estimation imprécise de la composition isotopique de l'oxygène de l'eau de mer au Miocène supérieur ou bien naturelles, reflétant ainsi un réel climat froid au Miocène supérieur. L'échelle du refroidissement apparent au niveau des tropiques suggère que le signal SST de la calcite des foraminifères a été réinitialisé, au moins en partie, par la calcite diagénétique précoce à δ18O élevé formée dans les coquilles de foraminifères au sein des eaux interstitielles froides des fonds marins. Ceci est à ajouter aux effets de la calcite formée sous la zone de mélange durant la vie des foraminifères. Cette hypothèse est soutenue par des SST froides très marquées à partir des basses latitudes-dans certains cas de 9 °C plus froides qu'actuellement-où les gradients de température et la composition en δ18O de l'eau de mer entre la surface et le fond sont très marqués et où la stratification de la surface océanique est élevée. À plus hautes latitudes, particulièrement au N et au S de 30°, le signal des températures est toujours plus froid bien que les estimations des températures maximales recoupent les SST actuelles au N et au S de 40°. La comparaison des SST estimées à partir de l'analyse des alkenones dans l'Atlantique Est-tropical (Ocean Drilling Program (ODP) Site 958)-analyse qui indique une surface des mers 2 à 4 °C plus froide-et des SST estimées à partir des isotopes de l'oxygène (Deep Sea Drilling Project (DSDP) Site 366 et ODP Site 959)-isotopes indiquant des SST plus froides qu'actuellement-suggère également un impact significatif sur le signal de δ18O. Néanmoins, une part importante de la variation de SST d'origine est conservée dans la calcite primaire formée dans la zone de mélange. Elle enregistre des changements océanographiques séculaires et temporels à la surface des eaux, tels que des mouvements du Front Polaire Antarctique. Des SST plus froides dans les zones océaniques tropicales et subtropicales sont également compatibles avec la réduction latitudinale de la ceinture de corail au Miocène supérieur et avec l'interruption de la croissance récifale sur le Plateau de Queensland (Est de l'Australie). Toutefois il n'est pas possible de quantifier de façon absolue les SST avec les données isotopiques existantes. La reconstitution précise des SST à l'échelle du globe et pour les tranches de temps du Néogène définies (données isotopiques DSDP/ODP publiées), pourrait nécessiter un re-examen de la taphonomie dans de nombreux sites.