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1 2-2-Les associations d organismes, les communautés fossiles, renseignent sur les paramètres du milieu: Exemple 1: En milieu continental, les spectres et diagrammes polliniques renseignent sur l évolution du couvert végétal, lequel est lié à la température, à l humidité et à la nature du sol Quelques grains de pollen fossile 1

2 -Identification des grains de pollen: performant pour le quaternaire; -comptage de la fréquence des différentes espèces dans un gisement spectre pollinique -succession des spectres de gisements superposés diagramme pollinique Exemple de 3 gisements superposés d âge quaternaire: Arbres (pin, bouleau, chêne, hêtre, tilleul, aulne); herbacées (prairies et tourbières) dont Dryas octopetala dans 1 seul des trois gisements 2

3 Temps Température tempéré Froid 3

4 Diagramme pollinique: Critères d interprétation -morphologies particulières (feuilles découpées, grandes feuilles vernissées à limbes entiers ) ou espèces «marqueurs» (température, humidité) -abondance et diversité des herbacées / diversité des arbres = froid et sécheresse milieu ouvert arbres à feuilles caduques diversifiés = plus tempéré, plus chaud, plus humide Etc 4

5 Exemple 2: En milieu continental, la structure des communautés de mammifères Log du Poids Espèces rangées par rang de taille décroissante de gauche à droite HERBIVORES CENOGRAMME CARNIVORES INSECTIVORES 5

6 Cénogrammes de faunes de mammifères actuelles Savane tropicale Savane arborée tropicale Désert Zone méditerranéenne aride Pré-désert Forêt équatoriale humide 6

7 Critères d interprétation des cénogrammes: Grande longueur et pente faible: forte diversité spécifique, grand éventail de tailles (température élevée, humidité forte) Rupture au niveau des tailles moyennes et fortes pentes: faible diversité, absence dans les espèces de taille moyenne et de grande taille (aridité) Gradient «écologique» Humidité forte faible (aridité) Température élevé plus faible 7

8 Température plus basse, aridité Cénogrammes Augmentation de température et d humidité OLIGOCENE Autres indicateurs de paramètres du milieu Gisements avec rongeurs «hypsodontes» adaptés à un environnement désertique (Issiodoromys) Gisements sans primates Température élevée, humidité EOCENE Gisements à tarsiers et lémuriens du Quercy 8

9 Exemple 3: En milieu marin, associations de foraminifères planctoniques: référentiel actuel 9

10 Crête 10

11 En milieu marin, associations de foraminifères planctoniques: Par comparaison avec les associations observées actuellement, certaines étant caractéristiques d eaux chaudes, d autres d eaux froides, Les associations fossiles successives récoltées dans une tranche de sédiment, montrent la succession de climats tempérés chauds et de climats froids (épisodes glaciaires) en un même lieu, en Méditerranée. 11

12 2-3-Par leur constitution chimique des espèces peuvent donner des indications sur certains paramètres du milieu: Quelques généralités: eaux marines chaudes et peu profondes: squelettes carbonaté plus fréquents ; souvent de grande taille avec tests épais eaux marines froides, ou plus profondes: squelettes siliceux plus fréquents 12

13 Des exemples particuliers: l utilisation de la teneur en isotopes stables : Exemple 1: la teneur en isotopes stables de l Oxygène des carbonates squelettiques comme marqueur des paléo-températures 13

14 Composition isotopique de l eau de mer = δ ω = résultat d un équilibre Bilan Evaporation / Précipitations Evaporation : 16 O dans les nuages 18 O dans les océans Précipitation : 16 O des nuages 18 O des océans 14

15 Observation expérimentale: élevage de mollusques lamellibranches issus de la même souche, dans la même eau (même δ ω) δ ω T1 δ ω T2 δ ω T3 δ1 18 O δ2 18 O δ3 18 O Relation entre le δ 18 O du CaCO 3 de la coquille et la température d élevage 15

16 Equation, empirique, des paléotempératures T c = 16,9 4,0 ( δ δω) δ = δ 18 O de la coquille δω = δ 18 O de l eau de mer δω différent suivant l existence ou l absence de calottes glaciaires aux pôles 16

17 Climat global froid: ACTUEL existence de calottes glaciaires polaires 16 O δ 18 O glace = -50 / précipitations 16 O évaporation Une partie de l eau est stockée dans les glaciers δω = -0,3 / 18 O Bilan Evaporation / Précipitations déséquilibré 17

18 Climat global chaud: par exemple au MESOZOÏQUE pas de calottes glaciaires polaires précipitations 16 O 16 O évaporation toute l eau est dans les océans δω = -1,28 / 18

19 Valeurs sans signification: EFFET GLACIAIRE Paléotempératures du Cénozoïque (Paléocène sup + Eocène + Oligocène + Miocène inf-moy) Refroidissement fini-eocène O

20 Exemple 2: la teneur en isotopes stables du carbone et de l azote de la matière organique préservée dans des ossements fossiles comme marqueur des régimes alimentaires Carbone: 2 isotopes stables 12 C 98,89O% 13 C 01,110% Azote: 2 isotopes stables 14 N 99,64O% 15 N 0O,360% 20

21 Construction d un référentiel: 1- La composition isotopique δ 13 C d un organisme est corrélée à celle de son alimentation 21

22 2-Concentration du δ 13 C aux différents niveaux de la chaîne alimentaire 3- δ 13 C à partir des plantes «en C4» > à celui des plantes en «C3» mesure du δ 13 C du collagène osseux ( chaînes alimentaires terrestres chaînes alimentaires marines) 22

23 Construction d un référentiel: mesure du δ 15 N du collagène osseux ( chaînes alimentaires terrestres; chaînes alimentaires marines) 23

24 Comparaison du régime alimentaire de deux ursidés en Europe du Nord-Ouest au Pléistocène Supérieur Belgique - Angleterre (~ BP) Ours des cavernes (Ursus spelaeus) δ 15 N Ours brun (Ursus arctos) Cheval Boviné Megaceros Rhinoceros laineux Renne Ours des cavernes Ours brun Hyène δ 13 C 24

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