Laboratoire Morphodynamique Continentale et Côtière

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Sédimentation lacustre : des preuves d’épisodes centenaires d’euxinie hypolimnétique dans des conditions climatiques chaudes du début et du milieu de l’Holocène en Haute Asie centrale (Lac Son Kol, Kirghizstan)

06 avril 2021

Peu d'enregistrements sédimentaires sur le développement de la méromixie sont disponibles dans les archives paléolimnologiques, car les observations à long terme sont limitées dans le temps et les données sédimentaires de substitution incontestables de l'anoxie hypolimnétique sont encore rares. Nous utilisons ici l'imagerie hyperspectrale dans le visible et le proche infrarouge (VNIR) et dans l'infrarouge à ondes courtes (SWIR) combinée à des analyses par balayage XRF à ultra-haute résolution pour reconstituer l'historique de la stratification des lacs, leur état trophique et les changements des conditions de mélange dans la colonne d'eau du lac Son Kol (Kirghizstan, montagnes Tien Shan) en haute Asie centrale au cours des 8500 dernières années. En particulier, la détection de la bactériophéophytine a (Bphe a), un pigment produit par des bactéries phototrophes anoxygéniques à la chimiocline des lacs méromictiques, met en évidence des épisodes d'anoxie hypolimnétique multi-décennale à centennale dans le lac Son Kol pendant les conditions climatiques plus chaudes du début et du milieu de l'Holocène. Les phases d'anoxie hypolimnétique sont déduites du dépôt de sédiments organiques foncés (enrichis en pigments Bphe a) dans un système lacustre stratifié, qui s'est produit pendant les périodes de fonte des neiges accrue (et de précipitations hivernales abondantes) et de températures plus chaudes au printemps/été qui ont favorisé les crues et le transport de matières terrestres vers le lac, favorisant ainsi la disponibilité des nutriments. Des conditions euxiniques prolongées dans les eaux de fond (et donc la présence d'une chimiocline) sont signalées à 8500, 8400, 8200-7800, 7700-7500, 7300-7000, 6500-6100, 6000-5700, et 5500-5250 cal. BP. A partir de 5250 cal. BP, la chimiocline a disparu lorsque le lac Son Kol a basculé dans un régime où les conditions étaient principalement plus fraîches et bien mélangées (prédominance de phototrophes oxygénées), parallèlement à une augmentation du niveau du lac. La disparition de l'anoxie hypolimnétique dans le lac Son Kol coïncide avec un renforcement des conditions de vent qui implique un renversement accru du lac et un mélange ascendant des nutriments dans toute la colonne d'eau. Cette étude révèle le fort potentiel de l'imagerie hyperspectrale, en combinaison avec d'autres approches paléolimnologiques, pour reconstruire l'histoire trophique et de mélange du lac et explorer les mécanismes de contrôle à l'œuvre sur des échelles de temps allant de la décennie au siècle. Nos résultats montrent comment des changements abrupts dans les écosystèmes peuvent se produire même en l'absence de changement climatique anthropique.


Sorrel, P., Jacq, K., Van Exem, A., Escarguel, G., Dietre, B., Debret, M., McGowan, S., Ducept, J., Gauthier, E., Oberhänsli, H. (2021) Evidence for centennial-scale episodes of lake hypolimnetic euxinia during warm early- to mid-Holocene climatic conditions in high Central Asia (Lake Son Kol, Kyrgyzstan). Quaternary Science Reviews, 252, 10674810.1016/j.quascirev.2020.106748