La soutenance se tiendra dans l'amphithéâtre de Paléontologie de la Galerie de Paléontologie et d'Anatomie Comparée du Muséum national d'Histoire naturelle (2 rue Buffon 75005 Paris).
Impact de l'éruption du Toba sur le climat et la dynamique océan-atmosphère
Composition du jury :
- Isabel Cacho, Professeur, Université de Barcelone - Rapporteure
- Thibault de Garidel-Thoron, Directeur de recherche, Aix-Marseille Université - Rapporteur
- Stéphanie Duchamp-Alphonse, Maîtresse de conférence, Université Paris-Saclay - Examinatrice
- William Gray, Chargé de recherche, Université Paris-Saclay - Examinateur
- Jorge Cubo, Professeur, Muséum national d'Histoire naturelle - Examinateur
- Annachiara Bartolini, Professeur, Muséum national d'Histoire naturelle - Directrice de thèse
- Eva Moreno, Maître de conférence, Sorbonne Université - Co-encadrante de thèse
- Franck Bassinot, Directeur de recherche, Université Paris-Saclay - Co-encadrant de thèse
Résumé :
Les éruptions volcaniques explosives tropicales, surtout si elles sont de nature stratosphérique, sont des phénomènes naturels qui peuvent influencer de manière significative le climat. Ce sont les émissions de soufre vers l’atmosphère qui jouent un rôle majeur. En effet, ce gaz précurseur d’aérosols, peut d’une part engendrer une modification de la température en diminuant le rayonnement solaire incident, et d’autre part, perturber la chimie des océans. L’éruption du volcan Toba (Younger Toba Tuff, YTT), s’est produite il y ~74 000 ans sur l’ile de Sumatra. Elle est actuellement considérée comme la plus grande éruption du Quaternaire. De nombreuses incertitudes sur les paramètres clés de l’éruption (durée, dynamique éruptive, émissions) persistent et rendent difficile l’estimation de son impact sur le climat. Cependant, certaines études ont suggéré que l'éruption du Toba aurait eu un impact sur la mousson indienne. L'hypothèse est que le refroidissement global causé par les aérosols d’origine volcanique a pu altérer les gradients de température de surface et perturber la circulation atmosphérique et les vents de mousson. Cette thèse a pour objectif de (1) reconstruire la variabilité de la mousson indienne lors des derniers 150 000 ans, (2) étudier à très haute résolution la transition entre le stade isotopique marin 5 (interglaciaire) et le stade 4 (glaciaire) afin d’observer l’impact de l’éruption du Toba sur l’océan de surface et la dynamique océan-atmosphère. Pour réaliser cette étude, un analyse multi-proxy (isotopes du bore (δ11B) et de l’oxygène (δ18O), rapport Mg/Ca des foraminifères G. ruber, fluorescence de rayons X (XRF) et abondance des foraminifères G. bulloides et G. ruber) a été réalisée sur deux carottes marines provenant de l’océan Indien tropical. La carotte BAR94-25 a été prélevée en mer d’Andaman (~600 km du volcan Toba) et la carotte MD00-2355 en mer d’Arabie (~4500 km). Ces carottes sont idéalement situées dans deux régions fortement influencées par la mousson indienne. Plusieurs niveaux de téphra appartenant au volcan Toba ont été identifiés dans ces deux carottes et correspondent à plusieurs événements explosifs pendant la transition climatique MIS 5-MIS 4. Nos résultats ont montré que lors des dernier 150 000 ans, les variations de la salinité en mer d’Andaman sont en phases avec l’insolation d’automne à 6°N. La comparaison avec d'autres enregistrements paléoclimatiques, tels que les stalagmites de Bornéo, a révélé une histoire plus complexe de la variabilité hydroclimatique dans le sud de la mer d'Andaman, dont le régime de précipitations est influencé, au-delà de la mousson indienne, également par « El Niño-oscillation australe » (ENSO) et le dipôle de l’océan Indien (DOI). En mer d’Arabie, nous avons observé une variabilité glaciaire-interglaciaire de la mousson indienne, avec un affaiblissement de la mousson d’été (Sud-Ouest) en période glaciaire. L’étude détaillé de la transition MIS 5/4 a mis en évidence des épisodes d'acidification de la mer d’Andaman qui coïncide avec l’activité éruptive du volcan Toba. Nous avons également observé une augmentation graduelle de la salinité qui témoigne d’une diminution des précipitations dans cette région. Ainsi, l’activité volcanique du Toba aurait perturbé la circulation atmosphérique caractérisée par un état moyen semblable à El Niño et à un DOI-. En mer d’Arabie, nos résultats ont permis de voir que l’activité éruptive du volcan Toba aurait diminué, voire arrêté, la mousson d’été (Sud-Ouest).
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