Changements climatiques et écologiques dans le nord de l’Alaska au cours de la glaciation du Wisconsinien : le Yedoma de la rivière Itkillik

Abstract

Le climat continental et froid de la Béringie lors de la glaciation du Wisconsinien a conduit à la formation d’une forme relique de pergélisol syngénétique nommé yedoma. Ces dépôts ont permis la préservation d’indicateurs environnementaux très diversifiés qui peuvent être employés pour reconstituer la dynamique climatique et écologique de la Béringie avant le dernier maximum glaciaire. À ce jour, peu d’études ont été réalisées au nord de la chaîne de montagnes Brooks (Alaska) et l’hétérogénéité écologique régionale de la Béringie Est lors de la glaciation du Wisonsinien reste mal définie.

Ce mémoire porte sur une reconstitution paléoenvironnementale de plus de 39 ka du nord de l’Alaska réalisée à partir de sédiments provenant du Yedoma de la rivière Itkillik. Les objectifs sont (1) de reconstituer l’histoire de la végétation avec l’analyse pollinique; (2) de reconstituer les températures de juillet, le contraste de température saisonnier et l’ensoleillement de juillet avec la technique des analogues modernes et (3) de mettre les données biogéochimiques et glaciologiques du site en lien avec le climat reconstitué.

L’étude montre que vers 35 ka BP (Interstade du Wisconsinien Moyen), des conditions climatiques semblables à l’actuel ont favorisé l’accumulation de tourbe riche en carbone organique. À partir de 29,7 ka BP, les températures de juillet reconstituées diminuent, alors que la continentalité du climat semble augmenter. Le contenu en glace des sédiments est plus alors plus faible et la pluie pollinique devient dominée par Poaceae, Artemisia et autres herbacés non graminoïdes. Ces indicateurs suggèrent des conditions environnementales plus xériques qu’aujourd’hui. Les anomalies isotopiques de 18O, 2H et l’excès de deutérium confirment un épisode d’avancée glaciaire (Wisconsinien Tardif). Après 17,9 ka BP (Tardiglaciaire), les températures de juillet et le contraste saisonnier augmentent. Les valeurs de contenu en carbone organique des sédiments sont plus élevées et la plus grande disponibilité en eau favorise l’établissement d’un couvert herbacé moderne dominé par les Cyperaceae.

The cold-arid climate associated with the Wisconsinan glaciation in Beringia has led to the formation of a relict form of syngenetic permafrost, termed yedoma. These deposits contain various environmental proxies that can be used to reconstruct the climatic and ecological dynamics across Beringia prior to the Last Glacial Maximum (LGM). To date, only a few studies have attempted to reconstruct LGM climate north of the Brooks Range and the regional ecological heterogeneity of eastern Beringia is still poorly understood.

The present thesis focuses on paleoenvironmental reconstructions of northern Alaska spanning about 39 ka, based on sediments from the Itkillik river Yedoma. The objectives are (1) to reconstruct the regional vegetation history from pollen analysis; (2) to reconstruct the July temperatures, seasonal temperature contrast and July sunshine based on the modern analogue technique applied to pollen and (3) to link the biogeochemical and glaciological records to the reconstructed climate.

The study shows that around 35 ka BP (Middle Wisconsinan), climate conditions were similar than modern and favored the accumulation of peat and organic carbon. From 29.7 ka BP, July temperature decreased as continentality increased. Ice content was low and the vegetation was dominated by Poaceae, Artemisia and other non-graminoid indicators of xeric environmental conditions. Isotopic anomalies of 18O, 2H and deuterium excess indicate a glacial advance (Late Wisconsinan). Improving climate and ecological conditions is recorded after 17.9 ka BP (Late Glacial). Overall, the results are more similar to reconstructions of other sites located in northern and interior Alaska than those from interior Yukon or western Beringia.