Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Ce travail porte sur 3a géochimie isotopique (Sr-Nd-Pb) des sédiments accumulés le long de la dorsale de Reykjanes, au sud de l'Islande. Son but est d'apprécier les différentes provinces sources impliquées dans les apports sedimentaires et de préciser les mécanismes gouvernant les dépôts dans cette région de la ride médio-Atlantique Nord. Dans ce cadre, des sédiments de surface (trois carottes-boîtes de 25, 35 et 50 cm) et profonds (deux carottes par piston de -10 m de longueur) ont été sélectionnés dans le domaine axial et les flancs de la portion de la dorsale comprise entre 58° et 60°N. Des analyses dites "fraction totale" de la composition isotopique du plomb, strontium et néodyme et de teneurs élémentaires (Sm, Nd, COT, CaCO3) ainsi que des analyses minéralogiques, sédimentologiques et de la composition en i8O et 13C des tests de foraminifères planctoniques Neogloboquadrina pachyderma lévogyre (Npl) et de Globigerina bulloides (Gb) ont été effectuées. Ces dernières ont permis de proposer le cadre chronostratigraphique de la présente étude. Ainsi, les deux carottes longues étudiées correspondent à une série qui englobe les stades isotopiques 1 à 10, dans le domaine axial et, de 1 à 19 sur le flanc ouest de la dorsale. Ceci correspond à un enregistrement continu des derniers 700 000 ans. Les échantillons des sédiments de surface correspondent généralement au stade isotopique 1, soit à la période de l'Holocène.

La composition isotopique en Pb, Sr et Nd des sédiments des carottes-boîtes (c.à.d. les dépôts actuels et holocènes) révèle l'existence d'une hétérogénéité isotopique entre les tranches sommitale et basale des profils de surface. Cette hétérogénéité isotopique est marquée par l'obtention de signatures typiquement mantelliques pour les sommets des profils et comparativement enrichies et plus radiogéniques en Sr et Pb pour leurs tranches basâtes. Les diagrammes Pb-Pb montrent qu'une grande proportion du Pb des sédiments de tranches sommitales des carottes-boîtes est mixte (basaltes-masses d'eau superficielles/polluants atmosphériques canadien et américain). La diminution de l'est vers l'ouest, dans la quantité des apports de particules mantellique et anthropogénique, est en partie liée aux conditions hydrodynamiques imposées par les courants en bordures et traversant la dorsale. Dans les tranches basales, les données isotopiques du plomb mettent également en évidence un mélange entre deux composantes crustales continentales dominantes, soit à faible et à fort rapport 238U/204Pb.

Les sédiments des carottes longues démontrent, au cours des derniers 700 000 ans, de fortes variations isotopiques qui se traduisent par des rapports 206Pb/204Pb de 18,7 à 19,6, 87Sr/86Sr de 0,707 à 0,720 et des valeurs eNd(0) comprises entre -13 et +3. Ces résultats sont interprétés en termes de mélange entre des composantes issues pour la plupart de la marge groenlandaise orientale (deux composantes distinctes), de l'Arctique, des apports mixtes du calédonien et du bouclier baltique, de l'Islande et de la dorsale de Reykjanes. Dans les deux colonnes sédimentaires, ces variations montrent des cyclicités isotopiques, en relation avec les changements climatiques, les paramètres minéralogiques et sédimentologiques, ainsi que les teneurs élémentaires. On relève ainsi que la plus grande composante, d'origine islando-Reykjanes et Est-groenlandaise, est formée de matériaux fins et pauvres en Nd et que celle-ci se dépose pendant les épisodes de réchauffement, ou encore les stades interglaciaires.

Dans la carotte prélevée sur le flanc ouest de la dorsale, la période allant des stades isotopiques 19 à 11 a été marquée durant les stades glaciaires par une dominance nette du matériel enrichi en Nd et d'origine baltique et islandaise, alors que les stades interglaciaires sont totalement dominés par les composantes arctique et groenlandaise relativement appauvries en Nd. En revanche, la période allant du stade 10 au stade 2 se voit marquée par la dominance des composantes arctiques et groenlandaises riches en Nd. Le découplage entre les traceurs radiogéniques (Sr-Nd-Pb), au cours de la période du stade 8 à 5, semble traduire l'expression d'une alternance entre ces différentes composantes. Ceci est à mettre en relation avec, probablement, les phénomènes de re-suspension du sédiment et/ou un changement du régime hydrodynamique dont l'un à faible débit de la DSOW et de la NEADW, et l'autre à fort débit de ces courants; comme le montrent les profils granulométriques.

Dans les sédiments de la carotte prélevée dans la région axiale de la dorsale, la sédimentation est pratiquement dominée durant les stades interglaciaires par les apports mantelliques (c.à.d., les basaltes tertiaires du Groenland, de l'Islande ou des Iles Féroes, et de la dorsale de Reykjanes). Les apports issus des provinces baltiques et de la région néovolcanique de l'Islande restent cependant majeurs durant les stades glaciaires.

Sur la base de ces données, il ressort que la variabilité du signal isotopique est largement modulée par le contexte physiographique de la dorsale (c.à.d., rift et flanc de la dorsale) et que la superposition d'un contrôle climatique et courantologique se marque par une variation des proportions relatives des différentes provinces distributrices. Par ailleurs, un régime courantologique et sédimentaire durant les stades 19 à 11, assez similaire à celui de l?Holocène, de même que l'existence d'un "synchronisme" entre les apports liés aux vêlages des calottes glaciaires du Nord de l'Europe et des régions de l'Arctique d'une part, de l'Islande et du Groenland d'autre part sont proposés pour la région d'étude.