Surface–bottom relationships in the Gulf of Salerno (Tyrrhenian Sea) over the last 34 kyr: Compositional data analysis of palaeontological proxies and geochemical evidence

The palaeontological, geochemical and mineralogical records of core GNS84-C106 were analysed in order to reconstruct palaeohydrological changes and palaeoproductivity patterns in the Gulf of Salerno for the last 34 kyr. This approach, including compositional analysis of planktonic and benthic assemblages, gave an insight into the relationships between continental, sea surface and bottom environmental changes. The main source of variability of planktonic and benthic assemblages is related respectively to sea surface temperature and palaeobathymetry. Interrelated changes in surface salinity, nutrients, density gradient in the water column and organic fluxes at the bottom act as a secondary factor controlling the composition of both planktonic and benthic assemblages. The highest palaeoproductivity rates were reached during an interval spanning from late glacial to Middle Holocene, in conditions of enhanced continental run-off. During the Early and Middle Holocene, reduced surface salinity and density stratification were also coupled with the development of a deep chlorophyll maximum and enhanced flux or organic matter at the bottom. From about 6.5 kyr B.P. onward, a sharp reduction in palaeoproductivity took place, coupled with an increase in surface salinities.

RésuméLes données paléontologiques, géochimiques et minéralogiques de la carotte GNS84-C106 ont été analysées dans le but de retracer les changements paléohydrologiques et les variations de paléoproductivité dans le Golfe de Salerne durant les 34 derniers millénaires. L’analyse statistique compositionnelle des assemblages planctonique et benthique a permis de mettre en évidence des interactions entre changements environnementaux se produisant à la fois sur le continent et dans les eaux marines de surface et de fond. La variabilité des assemblages planctoniques et benthiques est principalement contrôlée par la température des eaux de surface et par la bathymétrie, respectivement. Les variations de la salinité des eaux de surface, des nutriments, du gradient de densité dans la colonne d’eau et du flux organique sont étroitement liées et contrôlent secondairement les variations des assemblages planctoniques et benthiques. Les paléoproductivités les plus élevées sont atteintes durant l’intervalle Tardiglaciaire – Holocène moyen et sont associées à une augmentation de l’altération et des décharges continentales. Durant l’Holocène inférieur et moyen, une diminution de la salinité des eaux de surface et la formation d’une stratification par densité conduisent au développement d’une zone profonde à maximum de chlorophylle et à une augmentation du flux de matière organique tombant sur le fond. À partir de 6,5 kyr B.P., la paléoproductivité diminue brutalement et est couplée à une augmentation de la salinité des eaux de surface.