Published January 10, 2017
| Version v1
Publication
Open
Hydrological variations of the intermediate water masses of the western Mediterranean Sea during the past 20 ka inferred from neodymium isotopic composition in foraminifera and cold-water corals
Creators
- 1. Geosciences Paris Sud
- 2. Bologna Research Area
- 3. Institute of Marine Science
- 4. Lamont-Doherty Earth Observatory
- 5. Columbia University
- 6. Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement
- 7. Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines
- 8. Atomic Energy and Alternative Energies Commission
- 9. CEA Saclay
- 10. French National Centre for Scientific Research
- 11. University of Bremen
- 12. Tongji University
- 13. University of Sfax
- 14. Institut de Recherche pour le Développement
- 15. Woods Hole Oceanographic Institution
Description
Abstract. We present the neodymium isotopic composition (εNd) of mixed planktonic foraminifera species from a sediment core collected at 622 m water depth in the Balearic Sea, as well as εNd of scleractinian cold-water corals (CWC; Madrepora oculata, Lophelia pertusa) retrieved between 280 and 442 m water depth in the Alboran Sea and at 414 m depth in the southern Sardinian continental margin. The aim is to constrain hydrological variations at intermediate depths in the western Mediterranean Sea during the last 20 kyr. Planktonic (Globigerina bulloides) and benthic (Cibicidoides pachyderma) foraminifera from the Balearic Sea were also analyzed for stable oxygen (δ18O) and carbon (δ13C) isotopes. The foraminiferal and coral εNd values from the Balearic and Alboran seas are comparable over the last ∼ 13 kyr, with mean values of −8.94 ± 0.26 (1σ; n = 24) and −8.91 ± 0.18 (1σ; n = 25), respectively. Before 13 ka BP, the foraminiferal εNd values are slightly lower (−9.28 ± 0.15) and tend to reflect higher mixing between intermediate and deep waters, which are characterized by more unradiogenic εNd values. The slight εNd increase after 13 ka BP is associated with a decoupling in the benthic foraminiferal δ13C composition between intermediate and deeper depths, which started at ∼ 16 ka BP. This suggests an earlier stratification of the water masses and a subsequent reduced contribution of unradiogenic εNd from deep waters. The CWC from the Sardinia Channel show a much larger scatter of εNd values, from −8.66 ± 0.30 to −5.99 ± 0.50, and a lower average (−7.31 ± 0.73; n = 19) compared to the CWC and foraminifera from the Alboran and Balearic seas, indicative of intermediate waters sourced from the Levantine basin. At the time of sapropel S1 deposition (10.2 to 6.4 ka), the εNd values of the Sardinian CWC become more unradiogenic (−8.38 ± 0.47; n = 3 at ∼ 8.7 ka BP), suggesting a significant contribution of intermediate waters originated from the western basin. We propose that western Mediterranean intermediate waters replaced the Levantine Intermediate Water (LIW), and thus there was a strong reduction of the LIW during the mid-sapropel ( ∼ 8.7 ka BP). This observation supports a notable change of Mediterranean circulation pattern centered on sapropel S1 that needs further investigation to be confirmed.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نبذة مختصرة. نقدم التركيبة النظيرية للنيوديميوم (εNd) لأنواع المنخربات العوالق المختلطة من قلب رسوبي تم جمعه على عمق 622 مترًا من المياه في بحر البليار، بالإضافة إلى εNd من الشعاب المرجانية في المياه الباردة الصلبة (CWC ؛ Madrepora oculata، Lophelia pertusa) التي تم استردادها بين 280 و 442 مترًا من عمق المياه في بحر البوران وعلى عمق 414 مترًا في الحافة القارية الجنوبية لسردينيا. والهدف من ذلك هو تقييد الاختلافات الهيدرولوجية في الأعماق المتوسطة في غرب البحر الأبيض المتوسط خلال العشرين سنة الماضية. كما تم تحليل العوالق (بولويدات غلوبيغيرينا) والمنخربات القاعية (سيبيسيدوس باتشيديرما) من بحر البليار بحثًا عن نظائر الأكسجين المستقرة (δ 18 O) والكربون (δ 13 C). تتشابه قيم المنخربات والشعاب المرجانية من بحري البليار والبوران على مدار آخر 13 قيراطًا، بمتوسط قيم -8.94 ± 0.26 (1 σ; n = 24) و -8.91 ± 0.18 (1 σ; n = 25) على التوالي. قبل 13 كيلو أمبير ضغط الدم، تكون قيم εNd المنخربة أقل قليلاً (-9.28 ± 0.15) وتميل إلى عكس خلط أعلى بين المياه الوسيطة والعميقة، والتي تتميز بقيم εNd غير إشعاعية. ترتبط الزيادة الطفيفة بعد 13 كيلو أمبير من ضغط الدم بفصل في تكوين δ 13C المنخربات القاعية بين الأعماق المتوسطة والأعمق، والتي بدأت عند 16 كيلو أمبير من ضغط الدم. يشير هذا إلى التقسيم الطبقي المبكر للكتل المائية ومساهمة مخفضة لاحقة من εNd غير المشعة من المياه العميقة. تُظهر اتفاقية الأسلحة الكيميائية من قناة سردينيا مبعثرًا أكبر بكثير من قيم εNd، من -8.66 ± 0.30 إلى -5.99 ± 0.50، ومتوسط أقل (-7.31 ± 0.73 ؛ العدد = 19) مقارنة باتفاقية الأسلحة الكيميائية والمنخربات من بحر البوران وبحر البليار، مما يدل على المياه الوسيطة المستمدة من حوض بلاد الشام. في وقت ترسيب سابروبل S1 (10.2 إلى 6.4 كيلو أمبير)، تصبح قيم εNd لاتفاقية الأسلحة الكيميائية في سردينيا غير مشعة (-8.38 ± 0.47 ؛ ن = 3 عند 8.7 كيلو أمبير BP)، مما يشير إلى أن مساهمة كبيرة من المياه الوسيطة نشأت من الحوض الغربي. نقترح أن تحل المياه الوسيطة لغرب البحر الأبيض المتوسط محل المياه الوسيطة الشامية (LIW)، وبالتالي كان هناك انخفاض قوي في المياه الوسيطة الشامية خلال منتصف سابروبل (8.7 كيلو باسكال BP). تدعم هذه الملاحظة تغييرًا ملحوظًا في نمط دوران البحر الأبيض المتوسط الذي يركز على سابروبل إس 1 والذي يحتاج إلى مزيد من التحقيق لتأكيده.Translated Description (French)
Résumé. Nous présentons la composition isotopique en néodyme (εNd) d'espèces mixtes de foraminifères planctoniques provenant d'un noyau sédimentaire recueilli à 622 m de profondeur d'eau dans la mer des Baléares, ainsi que l'εNd de coraux d'eau froide scléractiniens (CWC ; Madrepora oculata, Lophelia pertusa) récupérés entre 280 et 442 m de profondeur d'eau dans la mer d'Alboran et à 414 m de profondeur dans la marge continentale sud sarde. L'objectif est de contraindre les variations hydrologiques à des profondeurs intermédiaires dans la mer Méditerranée occidentale au cours des 20 derniers kyrs. Les foraminifères planctoniques (Globigerina bulloides) et benthiques (Cibicidoides pachyderma) de la mer des Baléares ont également été analysés pour les isotopes stables de l'oxygène (δ18O) et du carbone (δ13C). Les valeurs εNd foraminifères et coralliennes des mers Baléares et Alboran sont comparables au cours des ∼ 13 derniers k ans, avec des valeurs moyennes de −8,94 ± 0,26 (1σ ; n = 24) et −8,91 ± 0,18 (1σ ; n = 25), respectivement. Avant 13 ka BP, les valeurs de εNd foraminifères sont légèrement inférieures (−9,28 ± 0,15) et ont tendance à refléter un mélange plus élevé entre les eaux intermédiaires et profondes, qui sont caractérisées par des valeurs de εNd plus non radiogènes. La légère augmentation de l'εNd après 13 ka BP est associée à un découplage de la composition du foraminifère benthique δ13C entre les profondeurs intermédiaires et profondes, qui a commencé à ∼ 16 ka BP. Cela suggère une stratification plus précoce des masses d'eau et une réduction subséquente de la contribution de l'εNd non radiogène provenant des eaux profondes. La CAC du canal de Sardaigne montre une dispersion beaucoup plus importante des valeurs εNd, de −8,66 ± 0,30 à −5,99 ± 0,50, et une moyenne inférieure (−7,31 ± 0,73 ; n = 19) par rapport à la CAC et aux foraminifères des mers d'Alboran et des Baléares, indiquant des eaux intermédiaires provenant du bassin du Levant. Au moment du dépôt de sapropel S1 (10,2 à 6,4 ka), les valeurs εNd de la CAC sarde deviennent plus non radiogènes (−8,38 ± 0,47 ; n = 3 à ∼ 8,7 ka BP), suggérant une contribution significative des eaux intermédiaires provenant du bassin ouest. Nous proposons que les eaux intermédiaires de la Méditerranée occidentale remplacent l'eau intermédiaire du Levant (LIW), et donc il y a eu une forte réduction du LIW pendant le milieu du SAPROPEL ( ∼ 8,7 ka BP). Cette observation soutient un changement notable du schéma de circulation méditerranéenne centré sur le sapropel S1 qui nécessite une étude plus approfondie pour être confirmé.Translated Description (Spanish)
Resumen. Presentamos la composición isotópica de neodimio (εNd) de foraminíferos planctónicos mixtos de un núcleo de sedimento recogido a 622 m de profundidad en el mar Balear, así como εNd de corales escleractinianos de aguas frías (CWC; Madrepora oculata, Lophelia pertusa) recuperados entre 280 y 442 m de profundidad en el mar de Alborán y a 414 m de profundidad en el margen continental sur de Cerdeña. El objetivo es limitar las variaciones hidrológicas a profundidades intermedias en el Mediterráneo occidental durante los últimos 20 kyr. También se analizaron foraminíferos planctónicos (Globigerina bulloides) y bentónicos (Cibicidoides pachyderma) del Mar Balear en busca de isótopos estables de oxígeno (δ18O) y carbono (δ13C). Los valores de εNd foraminíferos y coralinos de los mares Baleares y Alborán son comparables en los últimos ∼ 13 kyr, con valores medios de -8,94 ± 0,26 (1σ; n = 24) y -8,91 ± 0,18 (1σ; n = 25), respectivamente. Antes de 13 ka BP, los valores de εNd foraminiferal son ligeramente más bajos (-9,28 ± 0,15) y tienden a reflejar una mayor mezcla entre aguas intermedias y profundas, que se caracterizan por valores de εNd menos radiogénicos. El ligero aumento de εNd después de 13 ka BP se asocia con un desacoplamiento en la composición foraminífera bentónica δ13C entre profundidades intermedias y más profundas, que comenzó a ~ 16 ka BP. Esto sugiere una estratificación más temprana de las masas de agua y una posterior reducción de la contribución de εNd no radiogénico de aguas profundas. El CWC del Canal de Cerdeña muestra una dispersión mucho mayor de valores de εNd, de -8,66 ± 0,30 a -5,99 ± 0,50, y una media más baja (-7,31 ± 0,73; n = 19) en comparación con el CWC y los foraminíferos de los mares de Alborán y Baleares, indicativos de aguas intermedias procedentes de la cuenca levantina. En el momento de la deposición de sapropel S1 (10,2 a 6,4 ka), los valores de εNd del CWC sardo se vuelven menos radiogénicos (-8,38 ± 0,47; n = 3 a ~ 8,7 ka BP), lo que sugiere una contribución significativa de las aguas intermedias originadas en la cuenca occidental. Proponemos que las aguas intermedias del Mediterráneo occidental reemplazaron al agua intermedia levantina (LIW) y, por lo tanto, hubo una fuerte reducción del LIW durante el sapropel medio ( ~ 8,7 ka BP). Esta constatación respalda un cambio notable del patrón de circulación mediterráneo centrado en el sapropel S1 que necesita más investigación para ser confirmado.Files
cp-13-17-2017.pdf.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b12c68b125ae435c7af7b3fa1d7b2aae
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الاختلافات الهيدرولوجية للكتل المائية الوسيطة لغرب البحر الأبيض المتوسط خلال العشرين سنة الماضية المستنتجة من التركيب النظائري للنيوديميوم في المنخربات والشعاب المرجانية في المياه الباردة
- Translated title (French)
- Variations hydrologiques des masses d'eau intermédiaires de la Méditerranée occidentale au cours des 20 derniers ka déduites de la composition isotopique du néodyme dans les foraminifères et les coraux d'eau froide
- Translated title (Spanish)
- Variaciones hidrológicas de las masas de agua intermedias del Mediterráneo occidental durante los últimos 20 ka inferidas de la composición isotópica del neodimio en foraminíferos y corales de agua fría
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2461177776
- DOI
- 10.5194/cp-13-17-2017
References
- https://openalex.org/W1580683189
- https://openalex.org/W1618082870
- https://openalex.org/W1640339647
- https://openalex.org/W1645849760
- https://openalex.org/W1650803202
- https://openalex.org/W1654317788
- https://openalex.org/W1660035104
- https://openalex.org/W1785984622
- https://openalex.org/W1860222927
- https://openalex.org/W1885327561
- https://openalex.org/W1919635784
- https://openalex.org/W1952004508
- https://openalex.org/W1965008793
- https://openalex.org/W1965858395
- https://openalex.org/W1969073628
- https://openalex.org/W1971369540
- https://openalex.org/W1971879569
- https://openalex.org/W1972957344
- https://openalex.org/W1981934382
- https://openalex.org/W1982602057
- https://openalex.org/W1984670480
- https://openalex.org/W1986655554
- https://openalex.org/W1987375343
- https://openalex.org/W1991939123
- https://openalex.org/W1992834376
- https://openalex.org/W1993230949
- https://openalex.org/W1993497033
- https://openalex.org/W1996408113
- https://openalex.org/W1997313056
- https://openalex.org/W2001007828
- https://openalex.org/W2001990711
- https://openalex.org/W2003501861
- https://openalex.org/W2003981941
- https://openalex.org/W2005536752
- https://openalex.org/W2009685348
- https://openalex.org/W2012006566
- https://openalex.org/W2012223487
- https://openalex.org/W2013541745
- https://openalex.org/W2015458523
- https://openalex.org/W2018517457
- https://openalex.org/W2018560310
- https://openalex.org/W2019333772
- https://openalex.org/W2020715324
- https://openalex.org/W2021771753
- https://openalex.org/W2023118744
- https://openalex.org/W2023915973
- https://openalex.org/W2024252520
- https://openalex.org/W2024504016
- https://openalex.org/W2024614197
- https://openalex.org/W2025940654
- https://openalex.org/W2026653322
- https://openalex.org/W2026935997
- https://openalex.org/W2026976482
- https://openalex.org/W2029471957
- https://openalex.org/W2029682231
- https://openalex.org/W2031095070
- https://openalex.org/W2031655227
- https://openalex.org/W2032739929
- https://openalex.org/W2035687132
- https://openalex.org/W2036072825
- https://openalex.org/W2037658781
- https://openalex.org/W2039696253
- https://openalex.org/W2040868448
- https://openalex.org/W2042717140
- https://openalex.org/W2043241265
- https://openalex.org/W2043459131
- https://openalex.org/W2049144205
- https://openalex.org/W2050319095
- https://openalex.org/W2057328439
- https://openalex.org/W2060342943
- https://openalex.org/W2063728128
- https://openalex.org/W2064490323
- https://openalex.org/W2068397569
- https://openalex.org/W2069226273
- https://openalex.org/W2069869476
- https://openalex.org/W2070075286
- https://openalex.org/W2071526593
- https://openalex.org/W2073631416
- https://openalex.org/W2075928103
- https://openalex.org/W2076566162
- https://openalex.org/W2076963163
- https://openalex.org/W2077686034
- https://openalex.org/W2080367040
- https://openalex.org/W2083641150
- https://openalex.org/W2084783574
- https://openalex.org/W2086474520
- https://openalex.org/W2086764528
- https://openalex.org/W2088223235
- https://openalex.org/W2089715838
- https://openalex.org/W2096179172
- https://openalex.org/W2100027246
- https://openalex.org/W2109295885
- https://openalex.org/W2109919990
- https://openalex.org/W2110305043
- https://openalex.org/W2110496509
- https://openalex.org/W2118489447
- https://openalex.org/W2120209175
- https://openalex.org/W2120303079
- https://openalex.org/W2131038832
- https://openalex.org/W2132829210
- https://openalex.org/W2133749899
- https://openalex.org/W2136479627
- https://openalex.org/W2136814554
- https://openalex.org/W2138127116
- https://openalex.org/W2142003303
- https://openalex.org/W2143476347
- https://openalex.org/W2146159291
- https://openalex.org/W2146896043
- https://openalex.org/W2149498600
- https://openalex.org/W2152217615
- https://openalex.org/W2158972376
- https://openalex.org/W2160971919
- https://openalex.org/W2162888074
- https://openalex.org/W2163604774
- https://openalex.org/W2167130289
- https://openalex.org/W2171677614
- https://openalex.org/W2176191286
- https://openalex.org/W2212831103
- https://openalex.org/W2215600238
- https://openalex.org/W2251965524
- https://openalex.org/W2343052722
- https://openalex.org/W2472719849
- https://openalex.org/W2568176443
- https://openalex.org/W2604479735
- https://openalex.org/W4249751050
- https://openalex.org/W592057875