SST: Les paléotempératures océaniques

Les paléotempératures océaniques (ou SST : Sea Surface Temperature ou température océanique de surface) sont difficiles à estimer, car il faut souvent faire appel à des moyens chimiques et isotopiques. Cependant, ce paramètre est important, car au-delà des implications immédiates sur la biodiversité océanique, il nous renseigne sur les interactions océans-atmosphère (échanges thermiques et évaporation) ainsi que sur la circulation thermohaline de l'époque. Nous ne présenterons ici que les deux techniques utilisées pour la présentation des résultats des forages MD95-2042 et MD95-2043 :

UK'37 : signal des alcénones

Les alcénones (ou alkénones) sont des molécules lipidiques insaturées à longues chaînes carbonées (C37) non ramifiées, à deux, trois ou quatre doubles liaisons. Ces composés sont fabriqués par le plancton marin (Foraminifères, Coccolithophoridés,...), et le nombre de doubles liaisons dépend étroitement de la température de l'eau.

On utilise principalement des coccolithophores car ils se développent près de la surface de la mer : nous avons ainsi une trace indirecte de la SST. A la mort de ces micro-organismes, les alcénones, peu solubles, sédimentent au fond des océans et représentent alors une archive exploitable. Emiliana huxleyï et Gephyrocapsa oceanica, cosmopolites, sont souvent les taxons les plus utilisés.

Les Coccolithophoridés sont très utilisés pour déterminer chimiquement la SST (à partir de l'indice UK'37)

Les échantillons prélevés sont immédiatement congelés à -18°C. Ils seront ensuite décongelés, séchés sous vide et traités au dichlorométhane et méthanol pour extraire les lipides. Ceux-ci sont alors concentrés et séparés en différentes fractions, dont les alcénones, par chromatographie en phase gazeuse.

On calcule alors l'indice d'insaturation, noté UK37 : UK37 = [C37 :2] -[C37 :4]/ [C37 :2]+ [C37 :3]+ [C37 :4]

Mais pour des problèmes de détectabilité de C37:4, on utilise le plus souvent l'indice UK'37 : UK’37 = [C37 :2]/ [C37 :2]+ [C37 :3]

Les notations [C37:2], [C37:3] et [C37:4] représentent respectivement les concentrations relative en alcénone à deux, trois ou quatre doubles liaisons.

Il reste ensuite à déterminer de manière empirique la température océanique de surface : SST = (UK’37 – 0,039) /0,034

Abondance en Foraminifères planctoniques

Neogloboquadrina pachyderma (sénestre) est un foraminifère planctonique intéressant pour la caractéristation des eaux océaniques froides (polaires).

Sur le même principe que l'étude des pollens pour les paléotempératures continentales, les Foraminifères planctoniques fossiles peuvent nous apporter de précieux indices sur la température océanique passée. Par exemple, l'espèce Neogloboquadrina pachyderma, vivant près de la surface (entre 50 et 100 m environ), possède deux variétés selon la température des eaux :

--> une variété sénestre (enroulement à gauche, souvent appelée N.pachy left ou notée (s)) caractéristique des eaux polaires (donc froides : 0 à 8°C) et vivant actuellement à l'Est du Groënland.

--> une variété dextre (enroulement à droite, souvent appelée N.pachy right ou notée (d)) préférant les eaux chaudes.

Un simple calcul d'abondance de chaque variété dans une carotte de forage océanique nous donne une idée de la température de surface des océans. Bien sûr, les résultats sont meilleurs si on croise les abondances de plusieurs espèces de foraminifères, à l'image des spectres polliniques des végétaux utilisés sur les continents.