Published June 18, 1999 | Version v1
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14C age estimation of the surface waters reservoir of the Mediterranean sea during the last 18000 years. Relations with the oceanic circulation

Description

14C ages of surface water must be corrected for the 14C difference between the atmosphere and the sea surface. This difference, or marine 14C apparent age, is due to oceanic circulation processes that tend to advect intermediate and deep 14C-depleted water masses to the surface, to atmospheric 14C changes and to air-sea CO2 exchange processes. In the past, circulation changes may have strongly influenced the sea surface reservoir age. The aim of this work is to evaluate 14C difference between the atmosphere and the sea surface waters for the Mediterranean sea during the last 18000 yrs. To compare the past and present sea surface reservoir age, we initially improved our knowledge of the modern reservoir age in the Mediterranean Sea by AMS 14C dates measured for mollusk shells collected alive before 1950. Results indicate a weighted average reservoir age of 390 yrs for the Mediterranean Sea basin, similar to that of the incoming Atlantic surface waters. In order to evaluate the past reservoir age during the last 18000 yrs we measured the 14C content of planktonic foraminifera contemporaneous to marine ash-layers in a high sedimentation deep sea core collected in the South Adriatic Sea and that of the paired terrestrial deposits recognized by timing and geochemistry. Results reveals that in the Mediterranean sea, reservoir ages fluctuations occurred during this time span. Reservoir ages reach about 700-800 years during the Oldest Dryas (between 13000 and 15000 yrs BP) and 530 yrs during the last sapropel deposition (between 8000 and 9000 yrs BP). During the Oldest Dryas, increased reservoir ages depends on the northward incoming of the radiocarbon depleted antarctic waters in the North Atlantic Ocean. During the sapropel increased reservoir ages is synchronous with a reversal circulation pattern at Gibraltar sill with incoming intermediate atlantic waters and mixing with mediterranean surface waters. (author)

Abstract (French)

Les ages 14C des eaux de surface different de celle de l'atmosphere en raison de la decroissance du 14C dans la colonne d'eau et de leur melange avec les eaux profondes appauvries en radiocarbone, et aux echanges avec l'atmosphere. Dans le passe, l'intensite de ce melange a pu varier en fonction des fluctuations climatiques et donc modifier aussi les ages reservoirs. L'objectif de ce travail est de quantifier les fluctuations des ages reservoirs des eaux de surface de la Mer Mediterranee au cours de derniers 18000 ans et d'analyser leurs causes. Afin d'evaluer la variation de ces ages au cours du temps, j'ai determine d'abord l'age reservoir actuel de cette mer par la datation de coquillages littoraux preleves avant 1950. L'age obtenu, d'environ 390 ans, est tres semblable a celui estime dans l'Ocean Atlantique Nord, source actuelle des eaux de surface de la Mer Mediterranee. Pour les derniers 18000 ans, nous avons compare les ages 14C des foraminiferes planctoniques associes a des niveaux de tephra provenant d'une carotte a fort taux de sedimentation de la mer Adriatique a ceux de leurs equivalents continentaux bien dates et reconnus grace a leur composition chimique, a la stratigraphie isotopique et aux datations 14C. Nos resultats montrent des fluctuations importantes des ages reservoirs de la Mer Mediterranee au cours de cette periode. Les ages reservoirs etaient d'environ 700-800 ans pendant le Dryas Ancien (13000 a 15000 ans BP) et de 530 ans lors du depot du dernier sapropele (8000 a 9000 ans BP). Au cours de la premiere periode, l'augmentation de l'age reservoir est en relation avec l'influence, dans les hautes latitudes de l'Ocean Atlantique Nord, des eaux d'origine antarctiques appauvries en radiocarbone, alors qu'au cours de la seconde, ce phenomene pourrait etre lie a une inversion de la circulation au niveau de Gibraltar permettant l'entree, en Mediterranee, des eaux atlantiques intermediaires d'age voisin de 650 ans et a leur melange avec les eaux de surface. (auteur)

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Original title (French)
Estimation de l'age 14C du reservoir des eaux de surface de la mer Mediterranee pendant les derniers 18000 ans. Relations avec la circulation oceanique

Publishing Information

Imprint Pagination
178 p.
Report number
FRCEA-TH--11721

Optional Information

Notes
[180 refs.]; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses