Changements paléoenvironnementaux dans la zone côtière du nord-ouest de la mer de Chine méridionale au cours des 13 derniers années

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 13540 (2023) Citer cet article

281 Accès

Détails des métriques

Les sédiments marins des zones côtières constituent des archives précieuses pour comprendre l’histoire de l’altération chimique des silicates et des pluies de mousson estivale dans les zones sources, fournissant ainsi un aperçu de l’évolution du climat et de l’environnement terrigènes. Dans cette étude, nous avons étudié la granulométrie, les minéraux argileux et la géochimie des sédiments extraits de la carotte KZK01 dans la zone côtière du nord-ouest de la mer de Chine méridionale au cours des 13 000 dernières années avant le présent (kyr BP). Nos résultats ont démontré que l'indice de cristallinité de l'illite servait d'indicateur fiable pour évaluer l'intensité de l'altération chimique dans la zone source. De plus, il a clairement enregistré des événements climatiques importants tels que les événements Younger Dryas et Bond au cours de l'Holocène. Le facteur dominant de la mousson d’été régionale en Asie de l’Est a été identifié comme étant le rayonnement solaire estival dans l’hémisphère Nord aux basses latitudes. Les événements climatiques froids ont montré une cohérence mondiale, potentiellement influencée par la présence de calottes glaciaires aux hautes latitudes. Enfin, nos enregistrements ont révélé une transition nette à 9,0 000 ans, mettant en évidence les impacts significatifs du détroit de Qiongzhou et de l'élévation du niveau de la mer sur la dynamique climatique régionale.

L'interaction mer-terre dans la zone côtière est dynamique et très sensible ; il enregistre non seulement l'histoire des transgressions passées, l'évolution de l'environnement côtier et les changements du niveau de la mer, mais fournit également des informations sur les fluctuations climatiques, les changements océaniques et fluviaux, l'évolution écologique de l'environnement et les impacts anthropiques sur l'environnement1. Les dépôts des zones côtières jouent un rôle central dans la préservation des enregistrements de changements paléoenvironnementaux, servant ainsi de composant essentiel au sein du système plus large de « source » à « puits » de la marge continentale2 ; ainsi, il a suscité un intérêt académique considérable dans le domaine des géosciences ces dernières années. La zone maritime occidentale de l'île de Hainan est une baie peu profonde semi-fermée (Fig. 1). Cette baie reçoit des matériaux clastiques terrigènes provenant de sources telles que Hainan, le détroit de Qiongzhou, le Guangxi, la rivière Honghe et les rivières côtières du Vietnam. Le taux de dépôt de ces matériaux est élevé, ce qui offre des conditions favorables à l’étude des événements climatiques à l’échelle centennale3, et cette région constitue un excellent domaine de recherche pour la reconstruction de l’évolution de la mousson d’Asie de l’Est4,5,6. Le changement climatique mondial résulte des influences combinées de facteurs naturels et d’activités humaines. Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), l'augmentation exponentielle des activités humaines est responsable de 90 % de l'augmentation de l'effet de serre. Les changements climatiques déclenchent des événements météorologiques extrêmes tels que de fortes pluies, des inondations, des tsunamis et une hausse des températures, qui menacent gravement les activités humaines et le développement économique7. L’évolution du climat à la fin du Quaternaire a des implications cruciales pour les futurs défis auxquels seront confrontés les humains modernes. Il est donc particulièrement essentiel d’étudier l’évolution environnementale des zones côtières depuis la fin du Quaternaire8.

Topographie de la zone autour de l'ouest de l'île de Hainan, des systèmes fluviaux et des systèmes de courants océaniques autour de la masse continentale. La figure montre les positions du noyau KZK01, du noyau STAT2218, du noyau PC33811 et de Dongge Cave24, qui sont étudiées dans ce travail. Il montre également les courants océaniques d'hiver et d'été dans le golfe de Beibu25,26,27,28, les données sur les courants côtiers du Vietnam29, les données sur les courants côtiers de l'ouest du Guangdong30, les courants chauds de la mer de Chine méridionale31 et les courants de surface dans la mer de Chine méridionale32,33.

Les caractéristiques géochimiques des sédiments marins enregistrent l'histoire de l'altération chimique des silicates et des pluies de mousson d'été dans la zone source et fournissent des informations sur l'évolution du climat et de l'environnement terrigènes9,10. Li et al.11 ont effectué une analyse en composantes principales (PC) à l'aide des données d'éléments géochimiques de la carotte PC338 dans le bassin de Qiongdongnan, dans la partie nord-ouest de la mer de Chine méridionale. Ils ont constaté que le bassin de la rivière Rouge est contrôlé par la mousson d’été indien11. Xu et al.12 ont trouvé une bonne corrélation entre l'indice d'altération chimique du noyau proche de CS11 dans le bassin profond nord de la mer de Chine méridionale et les événements froids mondiaux (tels que YD, H1, H2 et H3), indiquant que le L’intensité de l’altération des sédiments dans cette région était principalement contrôlée par le changement climatique mondial sur une échelle de temps multicentenaire12. Des chercheurs antérieurs ont mené de vastes travaux de reconstruction paléoclimatique autour de l’île de Hainan, en se concentrant principalement sur le plateau continental et les zones de mer semi-profonde, caractérisées par des environnements sédimentaires stables13,14. Cependant, il y a eu une relative rareté d’études ciblant spécifiquement la zone côtière, qui offre une proximité avec la terre et facilite la collecte d’échantillons. Il est crucial de déterminer si les sédiments côtiers revêtent une importance comparable à celle des sédiments des eaux profondes dans la documentation du paléoclimat. En outre, il est tout aussi important d’identifier des indicateurs efficaces servant d’indicateurs de l’altération chimique des sédiments côtiers.