A multiproxy approach for reconstructing environmental responses to climate variability in western Mediterranean over the last deglaciation

Abstract

This Thesis provides a high-resolution paleoclimate and paleoceanographic reconstruction for the past 20 ka in the western Mediterranean, obtained from a multiproxy approach in a suite of marine and continental sediment records. Previous work in this region has demonstrated the rapid response and high sensitivity of the Mediterranean region to the North Atlantic oceanic and atmospheric processes. Nevertheless, most of the previous studies have focused on one or very few records and the comparison between different basins and between marine and continental realms has not been fully addressed. Thus, this thesis aims to compare the climatic and sedimentary signals from different sub-basin in the western Mediterranean, and from marine and continental sedimentary records in order to provide new insights into the evolution of the western Mediterranean climate since the end of the Last Glacial Maximum to the present. To do so, diverse geochemical proxies have been obtained at high-resolution from seven marine records located in the Algero-Balearic and Alboran basins, and from one alpine continental record in Sierra Nevada. Major and trace element composition as well as elemental ratios in hemipelagic marine sediments support that the relative variation between terrigenous and carbonate fraction at suborbital scale is controlled by the deep current intensity while the surface productivity, the sea level variations and the riverine and eolian inputs have a minor influence. A palynological study was also performed in the alpine wetland record, which has provided a detailed environmental reconstruction of vegetation variations during the Holocene. The stable carbon and hydrogen isotopic composition measured in long-chained n-alkanes has been obtained in two of the studied marine records located in the eastern and western Alboran basins, which are influenced by different river catchments demonstrating the importance of sedimentary processes in the organic matter deposition.

Esta tesis presenta una reconstrucción paleoclimática y paleoceanográfica de alta resolución para los últimos 20 ka en el oeste del Mediterráneo, obtenida mediante un estudio multidisciplinar llevado a cabo en diversos registros sedimentarios marinos y continentales. Distintos trabajos previos en esta región han demostrado la alta sensibilidad del Mediterráneo a los cambios oceanográficos y atmosféricos del Atlántico Norte, así como la rapidez de su respuesta a dichos cambios. Sin embargo, la mayoría de los estudios realizados se han basado en un número limitado de registros y, además, la comparación entre las diferentes cuencas del oeste del Mediterráneo y la correlación entre registros marinos y terrestres no se han abordado suficientemente. Por tanto, esta tesis pretende comparar la señal climática y sedimentaria en las diferentes cuencas del oeste del Mediterráneo, así como la de registros marinos y continentales, para avanzar en el conocimiento sobre la evolución del clima en el oeste del Mediterráneo desde el último máximo glaciar hasta la actualidad. Con este fin, se han analizado diferentes indicadores geoquímicos a muy alta resolución en siete registros marinos de las cuencas Argelino- Balear y del mar de Alborán, y en un registro alpino en Sierra Nevada. La composición de los sedimentos hemipelágicos analizados, así como los diferentes indicadores geoquímicos utilizados, sugieren que la variación relativa entre las fracciones terrígena y carbonatada a escala suborbital está controlada principalmente por la intensidad de las corrientes de fondo, mientras que la productividad superficial, las variaciones del nivel del mar y los aportes fluviales y eólicos tienen una menor influencia. Además, se ha llevado a cabo un estudio palinológico en un registro alpino de Sierra Nevada, que ha proporcionado información paleoambiental detallada sobre la evolución de la vegetación durante el Holoceno. Así mismo, se ha analizado la composición de los isótopos estables de carbono e hidrógeno en cadenas largas de n-alcanos en dos registros marinos situados en las cuencas este y oeste del mar de Alborán, los cuales están influenciados por diferentes cuencas de drenaje, demostrando así la importancia de los procesos sedimentarios en el depósito de la materia orgánica terrestre en las cuencas marinas.