Mise en évidence et caractérisation d'événements climatiques millénaires des derniers cycles climatiques (glaciaires et interglaciaires) dans le sud-ouest de la France par l'Rétude géochimique et isotopique (d18O, d13C et d14C) des dépôts stalagmitiques de la grotte de Villars (Dordogne). Comparaison avec les spéléothèmes de sites de la même région (La Chaise (Charente) ; Cussac (Dordogne)), plus septentrionaux (Belgique :grottes de La Vilaine Source, Hotton), et plus méridionaux (grottes Chauvet (Ardèche) ; Clamouse (Hérault)).

Version 2004

Mots clés

spéléothèmes ; paléoclimats ; Dordogne ; variabilité millénaire ; isotopes

Résumé

Ce projet s’inscrit dans la continuité du précédent programme ECLIPSE dont nous avons bénéficié les années précédentes sur l’étude des événements tardiglacaires et holocènes enregistrés dans les spéléothèmes de la grotte de Villars (Dordogne). De la même façon que le projet précédent, ce travail est axé vers la compréhension des signaux isotopiques et géochimiques préservés dans les spéléothèmes afin de les interpréter en terme de paléoclimat, mais pour une période plus large qui intègre, non seulement la dernière période glaciaire qui reste prioritaire, mais aussi les interglaciaires où il existe des variations millénaires ainsi que les cycles climatiques précédents jusqu’à la limite de la méthode de datation U/Th (soit environ 500 ka). Il comprend toujours deux volets : 1) la poursuite de l’ étude des conditions actuelles de formation des stalagmites grâce au suivi en continu des facteurs environnementaux sous plusieurs stalactites dans la grotte et aussi en surface, mais avec un pas d’échantillonnage plus large (2 mois), afin de calibrer les variations des paramètres isotopiques de l’eau d’infiltration avec les variations des paramètres climatiques ; 2) reconnaissance des variations environnementales millénaires essentiellement par l’étude des variations des caractères isotopiques de la calcite (d13C, d18O) et des inclusions fluides (d18O, dD) sur des stalagmites et des planchers stalagmitiques. Pour la période inférieure à 50 ka, des analyses U/Th TIMS et 14C AMS seront effectuées conjointement afin de reconstituer la variation de l’activité 14C du CO2 atmosphérique (D14C), qui sera comparée aux variations du champ magnétique ainsi qu’aux variations climatiques. Ponctuellement une étude géochimique (Sr, Mg, traces, isotopes) par ablation laser et microsonde ionique sera effectuée pour étudier la dynamique de certaines transitions climatiques abruptes. Les résultats seront comparés aux séries paléoclimatiques marines et continentales (dont les spéléothèmes de la grotte Nettlebed en Nouvelle Zélande) ainsi qu’aux données archéologiques de certains sites.

Keywords

spéléothèmes ; paléoclimats ; Dordogne ; variabilité millénaire ; isotopes

Abstract

This project is the suite of our former ECLIPSE programme that we obtained on the Villars cave (Dordogne, SW-France) speleothems for de last 3 years and that was specifically on the Late Glacial and Holocene periods. The main objective of this project is to interpret the isotopic signals of the stalagmites and of the flowstones in terms of palaeoclimate, especially for the millennial scale variability of the last climatic cycle (glacial and interglacial periods) and also of the former ones, as far as the U/Th method limit (about 500 ka). Its aim is double: 1) the study of the present day speleothem formation conditions with regular sampling of seepage water under several stalactites and rainfall for environmental parameters measurements (stable isotopes, temperatures, flow rates etc.); 2) the characterization of millennial scale variability thanks to stable isotope variations of the calcite (d13C, d18O) , of the fluid inclusions (d18O, dD). For the last 50 ka, parallel analyses of U/Th and 14C by mass spectrometry will be done in order to reconstitute the atmospheric D14C variability which will be compared to the Earth magnetic field changes and to the climate changes. In order to better understand the dynamics of some abrupt climatic transitions laser ablation and ion microprobe analyses will be done on specific samples (Sr, Mg, trace elements, stable isotopes). Results will be compared to other palaeoclimate series from the ocean and from the continent and also to the archaeological data from some of the studied sites.

Objectif ou intérêt scientifique

- Amélioration de la chronologie des événements climatiques millénaires grâce aux datations U-Th des spéléothèmes et à leur signaux isotopiques : âge absolu, duré des Dansgaard-Oeschger (faible d13C); âge des Heinrich (fort d13C et hiatus); - Amélioration de la connaissance de la variabilité climatique sur le continent et de la végétation en particulier (d13C); - lien entre la variabilité climatique haute résolution d'une région et les cultures préhistoriques (ex. Sud-Ouest, Dordogne) : détermination d'un cadre paléoclimatique (isotopes stables et autre) et chronologique (U-Th TIMS) de sites archéologiques ayant des spéléothèmes.

Données