Published December 15, 2011 | Version v1
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Variability of the meridional circulation in the north Atlantic Ocean during the last 2000 years

Description

The purpose of this thesis was to study the surface oceanic circulation in the North Atlantic Ocean during the last 2,000 years, and its link with the intensity of the sub-polar and the subtropical gyres. To fulfill these objectives, I studied sediment cores with a high sedimentation rate to reconstruct the multi-decadal variability of the temperature and the water column stratification, controlled by the dynamic of oceanic gyres. To improve the marine paleo-climatic signal recorded from planktonic foraminifera, I constrained their growing season and their calcification depth by analyzing the oxygen isotopic composition of their calcitic shells. I also established calibrations between Mg/Ca ratio and temperature for the main species used.I applied these calibrations to reconstruct the hydrological conditions in key areas of the North Atlantic Ocean. I constructed an index of the sub-polar gyre that traduces the dynamic intensity of the sub-polar gyre and the subtropical gyre. I also studied the variability of the upper water column based on the analysis of deep-dwelling foraminifera. I interpret past changes in the water column stratification as resulting from changes in the intensity of Westerly winds. The similarities between the wind forcing evolution and the index of the sub-polar gyre dynamics led me to propose a coupling between the ocean and the atmosphere on the multi-decadal time scale. The consequences of the gyres dynamic on heat transport and the impacts of the change in westerly wind strength on European climate are studied in the last part of the manuscript. (author)

Abstract (French)

L'objectif de ce travail etait d'etudier la variabilite de la circulation oceanique meridienne aux echelles de temps pluri decennales dans l'ocean Atlantique nord au cours des deux mille dernieres annees, ainsi que son lien avec la variation de l'extension des gyres subtropicales et subpolaires. J'ai donc etudie, a partir de carottes de sediments marins a fort taux de sedimentation, l'evolution de la temperature des eaux de surface et de la stratification de la colonne d'eau en lien avec le fonctionnement des gyres subpolaire et subtropicale. Compte tenu des difficultes specifiques a la periode de temps consideree, la premiere partie de mon travail a consiste a contraindre le milieu et la periode de calcification des principaux foraminiferes utilises, a partir de la composition isotopique de l'oxygene analysee dans la coquille des foraminiferes planctoniques. J'ai egalement precise la calibration en Magnesium et en Calcium en fonction de la temperature. La deuxieme partie de mon travail a consiste a reconstruire les conditions hydrologiques dans des zones cles de l'ocean Atlantique Nord sur les deux mille dernieres annees. J'ai ainsi construit un index de la gyre subpolaire a partir d'un gradient de temperature Est-Ouest, qui traduit l'intensite dynamique de la gyre subpolaire et de la gyre subtropicale. L'apport de l'analyse des foraminiferes planctoniques profonds a permis de reconstituer les variations de la colonne d'eau superieure. La stratification plus ou moins marquee de la colonne d'eau est reliee directement a l'intensite des vents d'Ouest. Les similitudes entre les vents et l'index de gyre m'ont amene a proposer un couplage entre l'ocean et l'atmosphere aux echelles de temps pluri decennales. La derniere partie de ma these s'est focalisee sur les consequences des variations de la dynamique des gyres oceaniques sur le transport de chaleur vers les hautes latitudes ainsi que sur l'impact des variations des vents d'Ouest sur le climat europeen. (auteur)

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Original title (French)
Variabilite de la circulation meridienne dans l'ocean Atlantique Nord au cours des 2000 dernieres annees

Publishing Information

Imprint Pagination
161 p.
Report number
FRCEA-TH--5127

Optional Information

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