Lithologie des délestages glaciaires (niveaux de Heinrich) de l'Eperon de Goban (Atlantique Nord-Est)

Autre(s) titre(s) Lithology of Heinrich Layers on Goban Spur (NE Atlantic)
Type Mémoire
Date 1999-06
Langue(s) Français
Auteur(s) Van Rooij DavidORCID1, 2
Affiliation(s) 1 : Université de Bretagne Occidentale, Brest
2 : IFREMER, Plouzané, France
Note Rapport de DEA
Mot-Clé(s) Goban Spur, Quaternaire, sédiments, délestages glaciaires, IRD, turbidites, niveau de Heinrich, calotte glaciaire.
Résumé

L'éperon de Goban (Goban Spur) est un ‘plateau marginal’, situé à 250 km au SW de l'Irlande, avec la Marge Celtique à l'Est et le Bassin de Porcupine au Nord. Des escarpements NNE-SSW séparent la partie supérieure de Goban Spur de la Plaine Abyssale de Porcupine.

Nous avons étudié un transect de carottes Kullenberg réalise lors de la campagne Norestlante 2 en 1984. Des analyses biostratigraphiques et sédimentologiques (teneur en carbonate) ont été effectuées par Müller [1986] et Foucault [1987]. Toutes les carottes ont été nettoyées et décrites avant la prise des photos numériques pour obtenir des profils de niveaux de gris et estimer la fraction grossière (>150 µm). Des mesures de susceptibilité magnétique et de densité gamma sont obtenus en utilisant le banc multi-paramètre  de GEOTEK. Ces analyses nous ont permis d’identifier les niveaux de Heinrich 1 à 6. On a utilisé un microgranulomètre laser pour obtenir des distributions granulométrique et distinguer les niveaux de Heinrich des turbidites. Ces dernières sont généralement mieux classées que les niveau de Heinrich. On a corrélé les carottes à l'aide des marqueurs stratigraphiques tels les HL, le 'Vedde Ash I' et le début du stade isotopique 1.

La carotte KS12 qui paraissait offrir l'enregistrement le plus long et la meilleure résolution, a été sélectionnée pour une étude détaillée. On a prélevé 70 échantillons sur lesquels on a mesuré densité sèche, porosité et teneur en fraction supérieure à 150 µm. L'abondance de foraminifères et de grains lithiques a été examinée avec le microscope binoculaire. Au même niveau on a aussi prélevé des frottis. Un échantillon a subi une analyse avec le microscope électronique à balayage et une microanalyse chimique semi-quantitative de sorte qu'on a pu identifier le porteur du signal magnétique et la composition des IRD. Un modèle d'âge préliminaire a été construit avec les niveaux de Heinrich et les limites supposées des stades isotopiques comme points de référence.

Toutes les carottes ont montré la présence des niveaux d'IRD décrits par Heinrich en 1988. Les résultats lithologiques et biostratigraphiques du forage DSDP 548, qui est assez proche, suggère la présence des niveaux d’IRD sur Goban Spur depuis 400 ka. Récemment la présence d’IRD 'européens' a été démontrée sur la marge portugaise et dans le Golfe de Gascogne [Snoeckx et al., 1999]. Les propriétés physiques, biostratigraphiques et lithologiques indiquent également la présence des IRD européens dans toutes les carottes de Goban Spur. En plus, on peut suggérer que les niveaux d'IRD 'canadiens' (HL s.s.) sont intercalés dans des niveaux d'IRD européens constituant des 'Eurolayers' [Auffret et al., 1999c]. Quoique le modèle d'âge soit préliminaire, il semble que les niveaux de Heinrich (s.s.) pourraient être déposés environ 1000 ans après le dépôt des IRD européens. Ceci pourrait suggérer que les instabilités de la calotte glaciaire européenne sont à l’origine des événements de Heinrich. La conséquence du décharge des icebergs européens sur les conditions paleocéanographiques et climatiques glaciaires pourrait avoir contribués à l'instabilité de la calotte glaciaire de la Laurentide.

L'enregistrement sédimentaire dans le transect est dépendant de la morphologie de Goban Spur. Le plateau marginal au NE de l'escarpement de Pendragon montre une sédimentation hémipélagique avec un taux de sédimentation décroissant du NE au SW. Entre 14 et 35 ka BP les taux de sédimentation sont plus élevés. Un deuxième plateau marginal au SW de Pendragon montre un taux de sédimentation qui est considérablement plus élevé que le plateau précédent. La sédimentation sur le glacis est très complexe du fait de l'interaction des apports gravitaires et des courants de fond.

Keyword(s) Goban Spur, Quaternary, sediments, IRD, turbidites, Heinrich Layer, Heinrich Event, Ice Sheet.
Résumé en anglais

Goban Spur is a marginal plateau, 250 km SW of Ireland, with the Celtic Margin on its eastern side and Porcupine Seabight Basin on its northern side. A set of NNE-SSW trending escarpments separate the upper part of Goban Spur from the Porcupine Abyssal Plain.

We have studied a transect of Kullenberg cores taken during the 1984 Norestlante 2 campaign. Biostratigraphical and sedimentological (carbonate content) analyses were carried out by Müller [1986] and Foucault [1987]. All cores were accurately cleaned and described before digital photographs were taken in order to obtain grey level profiles and an estimate of the coarse grain size fraction (> 150 µm). Magnetic susceptibility and gamma density measurements were obtained using a GEOTEK Multi Sensor Core Logger. These analyses allowed us identify the presence Heinrich levels 1 to 6. A laser microgranulometre was used to obtain grain size distribution in order to discriminate Heinrich layers from turbidites. The latter are considered containing better sorted material than in Heinrich levels. The cores were correlated using stratigraphic markers as the Heinrich layers, the Vedde Ash I and the onset of the isotopic stage 1.

Because core KS12 seemed containing the longest sedimentary record and the best resolution, it was selected for a more detailed study. 70 samples were taken and analysed on dry density, porosity and its fraction superior than 150 µm. Abundance of foraminifers and lithic grains were examined using binocular microscope. Also smear slides taken at the same level were investigated. One sample was analysed using scanning electron microscope and semi-quantitative chemical micro-analysis, trying to identify the origin of the magnetic signal and the composition of the IRD. A preliminary age model was constructed using the Heinrich levels and the supposed transitions of isotopic stages as reference points.

All cores showed presence of the IRD levels described by Heinrich in 1988. Lithological and biostratigraphical results of nearby DSDP Hole 548 suggest the presence of IRD levels up to 400 kyr on Goban Spur. However, recently the presence of European IRD has been proven on the Portuguese Margin and in the Bay of Biscay [Snoeckx et al., 1999]. The physical properties, biostratigraphical and lithological analyses indicate the presence of European IRD within all Goban Spur cores. Moreover, one can suggest that the 'Canadian' IRD levels (HL s.s.) are intercalated between European IRD levels, constituting the 'Eurolayers' [Auffret et al., 1999c]. Although the age model is preliminary it seems the Heinrich levels (s.s.) might be deposited approximately 1000 years after the deposition of the European IRD. This might suggest European Ice Sheet instabilities lie at the origin the Heinrich Events. The impact of the European Iceberg release on the glacial paleoceanographic and climatic conditions could have contributed to the instability of the Laurentide Ice Sheet.

The sedimentary record within the transect appears dependent of the morphology on Goban Spur. The marginal plateau NE of Pendragon escarpment shows a hemipelagic sedimentation with a decreasing sedimentation rate from NE to SW. From 14 to 35 kyr BP sedimentation rates are considered elevated. A second marginal plateau SW of Pendragon shows a sedimentation rate that is considerably higher than the preceding plateau. The sedimentation on the foot of the slope is proven to be very complex through the interaction of mass wasting and bottom currents.

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