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Late Quaternary palaeoclimate in the eastern North Atlantic : a multiproxy approach

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Late Quaternary palaeoclimate in the eastern North Atlantic : a multiproxy approach

Plaza Morlote, Maider
 
DATE : 2018-03-12
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/961
UNESCO SUBJECT : 2502.05 Paleoclimatología ; 31 Ciencias Agrarias ; 2507.04 Paleomagnetismo
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

The study of past circum-Atlantic ice sheet motions and instabilities and the reconstrucction of related changes in the strength of the North Atlantic deep bottom-currents is fundamental to understand the effects of past climate changes, and subsequently to predict the effect of future changes. An important part of the reseach efforts produced in this regard have focused on the Lauretide ice-sheet (LIS), leaving the potential role of the European Ice Sheet (EIS) relatively unexplored. Similarly, the millennial changes in the bottom-currents strength, their potential relationship to the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) variations and the deep and intermediate water masses re-accommodations remains also very weakly constrained. The main objective of this thesis is to study the interrelated dynamics of the Northern Hemisphere ice sheets during the Last Glacial Period (LGP) and their coupling with the Thermohaline circulation,( THC), AMOC and the climate, focussing on the time period of the last ~80 ka, during which the North Hemisphere climate and the ice-sheets ... [+]
The study of past circum-Atlantic ice sheet motions and instabilities and the reconstrucction of related changes in the strength of the North Atlantic deep bottom-currents is fundamental to understand the effects of past climate changes, and subsequently to predict the effect of future changes. An important part of the reseach efforts produced in this regard have focused on the Lauretide ice-sheet (LIS), leaving the potential role of the European Ice Sheet (EIS) relatively unexplored. Similarly, the millennial changes in the bottom-currents strength, their potential relationship to the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) variations and the deep and intermediate water masses re-accommodations remains also very weakly constrained. The main objective of this thesis is to study the interrelated dynamics of the Northern Hemisphere ice sheets during the Last Glacial Period (LGP) and their coupling with the Thermohaline circulation,( THC), AMOC and the climate, focussing on the time period of the last ~80 ka, during which the North Hemisphere climate and the ice-sheets volumes fluctuated rapidly. The study is based on high-resolution sedimentological, geochemical and environmagnetic analyses of the sedimentary record of the last 135 ka based on five well-dated piston cores from the Galicia Interior Basin in the Northwest Iberian Margin. The results show the southernmost evidence of meltwater pre-events from the EIS during the initial stages of HS1, HS2, and HS4, and IRD from the LIS and EIS during the final stages of these stadials, and throughout HS3, HS5 and HS6. The relevance of this findings reside in the potencial for large freshwater discharges like these, to act as an additional forcing mechanism for AMOC weakening; and subsequently, for ice sheets collapses, prolonging the Heinrich Stadials. The results also show the intensification of bottom current velocities during HS3, HS5, HS6, the Last Glacial Maximum, and through the final stages of the HS1, HS2 and HS4. However, these increases in the vigor of the North Atlantic Water mass (NADW), under which is currently submitted our record, have not been reported in other North Atlantic regions during these time intervals, but there are decreases in their vigor. Thus, such increases in the velocity of the bottom-currents are most likely driven by the Mediterranean Outflow Water (MOW). The intensification and deepening of the MOW during these cold phases, described in the southern sector of the Iberian Continental Margin, could have reached the latitudes and depths of the study area due to the hydrographic reorganizations known to have occurred during HSs and MIS II. This supports the hypothesis of MOW’s salt injection into the intermediate North Atlantic waters preconditioning the MOC to switch from the stadial to the interstadial mode. [-]
 
El estudio de las dinámicas e inestabilidades de las masas de hielo circum-atlánticas así como la reconstrucción de los cambios relacionados con la fuerza de las corrientes de fondo del Atlántico Norte es fundamental para comprender los efectos de los cambios climáticos pasados y predecir el efecto de cambios futuros. Una parte importante de los esfuerzos de investigación producidos a este respecto se han centrado en la masa de hielo laurentina (LIS), obviándose el papel de la masa de hielo europea (EIS), relativamente inexplorada. Del mismo modo, los cambios milenarios en la fuerza de las corrientes de fondo, su relación potencial con las variaciones de la AMOC (Corriente Atlántica Meridional de Retorno) y las reacomodaciones de las masas de agua profundas e intermedias permanecen también muy débilmente limitadas. El objetivo principal de esta tesis es estudiar las interrelaciones entre las dinámicas de las masas de hielo del hemisferio norte durante el último período glaciar (LGP) y su acoplamiento con la circulación Termohalina (THC), la AMOC y el clima, durante los últimos ~ ... [+]
El estudio de las dinámicas e inestabilidades de las masas de hielo circum-atlánticas así como la reconstrucción de los cambios relacionados con la fuerza de las corrientes de fondo del Atlántico Norte es fundamental para comprender los efectos de los cambios climáticos pasados y predecir el efecto de cambios futuros. Una parte importante de los esfuerzos de investigación producidos a este respecto se han centrado en la masa de hielo laurentina (LIS), obviándose el papel de la masa de hielo europea (EIS), relativamente inexplorada. Del mismo modo, los cambios milenarios en la fuerza de las corrientes de fondo, su relación potencial con las variaciones de la AMOC (Corriente Atlántica Meridional de Retorno) y las reacomodaciones de las masas de agua profundas e intermedias permanecen también muy débilmente limitadas. El objetivo principal de esta tesis es estudiar las interrelaciones entre las dinámicas de las masas de hielo del hemisferio norte durante el último período glaciar (LGP) y su acoplamiento con la circulación Termohalina (THC), la AMOC y el clima, durante los últimos ~ 80 ka, durante los cuales el clima del Hemisferio Norte y la extensión de las masas de hielo fluctuaron rápidamente. El estudio se basa en análisis sedimentológicos, geoquímicos y magnetoambientales de alta resolución del registro sedimentario de los últimos 135 ka , recuperado a partir de cinco testigos de pistón bien datados de la Cuenca Interior de Galicia en el Margen Ibérico Noroeste. Los resultados muestran la influencia más al sur registrada hasta el momento de pre-eventos de agua de agua dulce procedentes de la EIS durante las etapas iniciales de HS1, HS2 y HS4, así como la presencia de IRD procendentes de la LIS y la EIS durante las etapas finales de estos estadios, y en los HS3, HS5 y HS6. La relevancia de estos hallazgos reside en el potencial que grandes descargas de agua dulce como éstas tendrían para actuar como un mecanismo forzador en el debilitamiento del AMOC; y consecuentemente, en el colapso de las masas de hielo, prolongando a su vez los HSs. Los resultados también muestran la intensificación de la velocidad de la corriente de fondo durante los HS3, HS5, HS6, el último máximo glacial y en las etapas finales de HS1, HS2 y HS4. Sin embargo, estos aumentos del vigor de la masa de agua del Atlántico Norte (NADW) bajo la cual se encontraría actualmente sometido nuestro registro, no son reportados en otras regiones del Atlántico Norte durante estos intervalos de tiempo, sino que se vislumbran decrecimientos de su vigor. Por tanto, dichos aumentos de la velocidad de la corriente son muy probablemente impulsados por la masa de agua mediterránea (MOW). La intensificación y profundización de la MOW durante estas etapas, descrita en el sector sur del Margen Continental Ibérico, podría haber alcanzado las latitudes y profundidades del área de estudio debido a las reorganizaciones hidrográficas que se sabe tuvieron lugar durante los HSs y el MIS II. La presencia de una MOW intensificado en el Margen Ibérico Noroccidental, más al norte de lo que se pensaba, apoyaría la hipótesis de la inyección de sal por parte de la MOW en las aguas intermedias del Atlántico Norte, pre-acondicionando a la THC para pasar del modo estadio al modo interestadio. [-]
 
O estudo das dinámicas e inestabilidades das masas de xeo circum-atlánticas así como a reconstrución dos cambios relacionados coa forza das correntes de fondo do Atlántico Norte é fundamental para comprender os efectos dos cambios climáticos pasados e predicir o efecto de cambios futuros. Unha parte importante dos esforzos de investigación producidos a este respecto centráronse na masa de xeo laurentina (LIS), obviándose o papel da masa de xeo europea (EIS), relativamente inexplorada. Do mesmo xeito, os cambios milenarios na forza das correntes de fondo, a súa relación potencial coas variacións da AMOC (Corrente Atlántica Meridional de Retorno) e as reacomodaciones das masas de auga profundas e intermedias permanecen tamén moi debilmente limitadas. O obxectivo principal desta tese é estudar as interrelacións entre as dinámicas das masas de xeo do hemisferio norte durante o último período glaciar (LGP) e o seu axuste coa circulación Termohalina (THC), a AMOC e o clima, durante os últimos 80 ka, durante os cales o clima do Hemisferio Norte e a extensión das masas de xeo fluctuaron ... [+]
O estudo das dinámicas e inestabilidades das masas de xeo circum-atlánticas así como a reconstrución dos cambios relacionados coa forza das correntes de fondo do Atlántico Norte é fundamental para comprender os efectos dos cambios climáticos pasados e predicir o efecto de cambios futuros. Unha parte importante dos esforzos de investigación producidos a este respecto centráronse na masa de xeo laurentina (LIS), obviándose o papel da masa de xeo europea (EIS), relativamente inexplorada. Do mesmo xeito, os cambios milenarios na forza das correntes de fondo, a súa relación potencial coas variacións da AMOC (Corrente Atlántica Meridional de Retorno) e as reacomodaciones das masas de auga profundas e intermedias permanecen tamén moi debilmente limitadas. O obxectivo principal desta tese é estudar as interrelacións entre as dinámicas das masas de xeo do hemisferio norte durante o último período glaciar (LGP) e o seu axuste coa circulación Termohalina (THC), a AMOC e o clima, durante os últimos 80 ka, durante os cales o clima do Hemisferio Norte e a extensión das masas de xeo fluctuaron rapidamente. O estudo baséase en análise sedimentológicos, geoquímicos e magnetoambientales de alta resolución do rexistro sedimentario dos últimos 135 ka , recuperado a partir de cinco testemuñas de pistón ben datados da Conca Interior de Galicia na Marxe Ibérica Noroeste. Os resultados mostran a influencia máis ao sur rexistrada ata o momento de pre-eventos de auga de auga doce procedentes da EIS durante as etapas iniciais de HS1, HS2 e HS4, así como a presenza de IRD procendentes do LIS e a EIS durante as etapas finais destes estadios, e nos HS3, HS5 e HS6. A relevancia destes achados reside no potencial que grandes descargas de auga doce como estas terían para actuar como un mecanismo forzador no enfraquecemento do AMOC; e consecuentemente, no colapso das masas de xeo, prolongando á súa vez os HSs. Os resultados tamén mostran a intensificación da velocidade da corrente de fondo durante os HS3, HS5, HS6, o último máximo glacial e nas etapas finais de HS1, HS2 e HS4. Con todo, estes aumentos do vigor da masa de auga do Atlántico Norte (NADW) baixo a cal se atoparía actualmente sometido o noso rexistro, non son reportados noutras rexións do Atlántico Norte durante estes intervalos de tempo, senón que se albiscan decrecementos do seu vigor. Por tanto, devanditos aumentos da velocidade da corrente son moi probablemente impulsados pola masa de auga mediterránea (MOW). A intensificación e profundización da MOW durante estas etapas, descrita no sector sur da Marxe Continental Ibérico, podería alcanzar as latitudes e profundidades da área de estudo debido ás reorganizacións hidrográficas que se sabe tiveron lugar durante os HSs e o MIS II. A presenza dunha MOW intensificado na Marxe Ibérica Noroccidental, máis ao norte do que se pensaba, apoiaría a hipótese da inxección de sal por parte da MOW nas augas intermedias do Atlántico Norte, pre-acondicionando á THC para pasar do modo estadio ao modo interestadio. [-]

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