Le climat des Caraïbes est influencé par des interactions complexes entre les systèmes climatiques de l'Atlantique et du Pacifique. Comprendre ces influences est crucial non seulement pour interpréter les changements climatiques passés en Haïti, mais aussi pour prédire les tendances régionales et mondiales futures. Cette étude a utilisé des techniques d'analyse de la composition inorganique, de l'analyse minéralogique et de l'analyse du carbone organique pour reconstituer la variabilité climatique en Haïti au cours du dernier millénaire. Alors que des études antérieures ont permis de mieux comprendre l'histoire climatique d'Haïti sur de plus longues périodes, cette recherche se concentre spécifiquement sur les mille dernières années. Son objectif est de déterminer comment des modes climatiques tels que l'AMO, la NAO, la PDO et l'ENSO ont influencé cette variabilité. Comprendre ces influences est crucial non seulement pour interpréter les changements climatiques passés en Haïti, mais aussi pour prédire les tendances régionales et mondiales futures.
Site d'étude
Cette étude porte sur un carottage sédimentaire du lac Azuei, également connu sous le nom d'Étang Saumâtre, le plus grand lac d'Haïti. Situé dans le bassin de Cul-de-Sac à l'est de Port-au-Prince, le lac a connu une augmentation significative de sa superficie depuis la fin du XXe siècle. Ce lac étroit mesure 22 km de nord-ouest en sud-est, avec une largeur maximale de 12 km et une profondeur de 30 mètres. Il est également situé dans l'une des régions les plus arides d'Haïti et est très sensible aux changements de précipitations. Il repose sur une plaine alluviale entourée de montagnes calcaires et est situé le long d'une importante ligne de faille géologique.
Matériaux et méthodes
Prélèvement et analyse des carottes
Cette méthode consiste à analyser une carotte sédimentaire prélevée dans le lac. Une carotte à piston a permis de collecter une carotte de 84 cm de long (LA17BCO2) à une profondeur d'eau de 19,8 mètres, tandis que des échantillons ont été prélevés tous les 2 cm (sauf pour les sites de datation par radio-isotopes), soit un total de 32 pour l'analyse.
Datation :
Plusieurs étapes sont importantes pour la datation. La datation au radiocarbone des coquillages, du bois et de la matière organique a permis de déterminer l'âge de la carotte. Des mesures haute résolution de 210Pbxs ont permis de dater plus précisément les 10 premiers centimètres. Un logiciel de calibration a converti les âges radiocarbone en années calendaires.
Techniques d'analyse
- Les caractéristiques physiques ont été examinées, y compris la couleur, les bandes et les structures lamellaires à différentes échelles.
- Le niveau de gris a été mesuré à l'aide du logiciel ImageJ pour analyser une photo haute résolution de la carotte, attribuant à chaque pixel une valeur de niveau de gris entre 0 (noir) et 255 (blanc).
- Une analyse en ondelettes a également été réalisée. Cette technique permet d'identifier les fréquences dominantes (schémas) dans les données de niveau de gris, révélant des périodicités cachées dans les couches de sédiments.
- Les éléments majeurs et traces (Ca, Al, Fe, etc.) ont été mesurés à l'aide d'un ICP-MS après digestion acide.
- La diffraction des rayons X a permis d'identifier et de quantifier des minéraux tels que la calcite, la Mg-calcite, l'aragonite, le quartz et les argiles.
- La teneur en carbone organique a été mesurée à l'aide d'un analyseur élémentaire après élimination des carbonates.
Résultats
Chronologie et sédimentation
La datation au radiocarbone dans le lac Azuei est imprécise en raison de l'"erreur d'eau dure du lac" (HWLE). Cela signifie que le "vieux" carbone provenant de roches dissoutes dilue le carbone "radioactif" plus jeune, ce qui donne des dates plus anciennes. La datation au radiocarbone corrigée de l'"erreur d'eau dure du lac" a révélé des variations d'âge sur une période de 6 à 7 siècles pour la carotte. Une combinaison de datations au radiocarbone et au 210Pb a permis d'établir un modèle détaillé d'âge et de profondeur.
Lithologie et niveau de gris :
Différentes couches de sédiments ont été identifiées visuellement, avec des variations dans la teneur en argile, en matière organique et en couleur (les couches supérieures plus foncées représentant une plus grande quantité de matière organique). Les données de niveau de gris ont montré de fortes variations, avec des couleurs plus claires dans les sections inférieures et des intervalles distincts de fluctuations élevées.
Composition minéralogique :
La calcite, la Mg-calcite et l'aragonite étaient les minéraux dominants dans toute la carotte. La calcite Ca, le quartz et les argiles ont montré un comportement similaire, négativement corrélés à la Mg-calcite, tandis que l'aragonite présentait une variation minimale.
Composition géochimique :
Le calcium était l'élément le plus abondant, reflétant une forte teneur en calcite. Les autres éléments (Al, Fe, K, Ti, Zr) étaient corrélés les uns aux autres et négativement corrélés au Ca, suggérant leur origine terrigène commune et leur influence sur les composants du bilan hydrique. La teneur en carbone organique variait, avec une légère augmentation dans les sédiments les plus récents, et montrait une tendance opposée à celle du Ca.
Conclusion
En bref, l'étude des variations du carbonate de calcium dans les sédiments lacustres peut révéler les changements climatiques passés. La carotte reflète la quantité de matière organique et inorganique présente. Les couleurs plus claires indiquent une plus grande contribution terrigène (sol lessivé dans le lac), tandis que les couleurs plus sombres indiquent une contribution moindre. Cela suggère un climat plus sec pendant les périodes de faible apport terrigène et un climat plus humide pendant les périodes de plus fort apport terrigène. Cette compréhension est essentielle pour développer des stratégies d'adaptation efficaces et atténuer les impacts des changements climatiques futurs en Haïti. Cette étude contribue à un effort plus large pour comprendre et prédire les changements climatiques dans les Caraïbes et au-delà. En explorant le passé, nous pouvons acquérir des connaissances précieuses qui aideront à relever les défis d'un climat en évolution à l'avenir.
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