Quantitative reconstruction of sea-surface conditions over the last ∼150 yr in the Beaufort Sea based on dinoflagellate cyst assemblages: the role of large-scale atmospheric circulation patterns

• Published in: Biogeosciences
• Main Authors: Durantou, L., Rochon, André, Ledu, D., Massé, Guillaume, Schmidt, Sabine, Babin, Marcel
• Other Authors: Institut des Sciences de la MER de Rimouski (ISMER), Université du Québec à Rimouski (UQAR), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Paléoclimats, proxies, processus (PALEOPROXUS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval Québec (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2012
• Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology; Arctic; Arctic Ocean; Beaufort Sea; Mackenzie river; Sea ice
• Online Access: https://hal.science/hal-01495048; https://hal.science/hal-01495048/document; https://hal.science/hal-01495048/file/bg-9-5391-2012.pdf; https://doi.org/10.5194/bg-9-5391-2012

International audience Dinoflagellate cyst (dinocyst) assemblages have been widely used over the Arctic Ocean to reconstruct sea-surface parameters on a quantitative basis. Such reconstructions provide insights into the role of anthropogenic vs natural forcings in the actual climatic trend. Here, we present the palynological analysis of a dated 36 cm-long core collected from the Mackenzie Trough in the Canadian Beau-fort Sea. Dinocyst assemblages were used to quantitatively reconstruct the evolution of sea-surface conditions (temper-ature, salinity, sea ice) and freshwater palynomorphs fluxes were used as local paleo-river discharge indicators over the last ∼ 150 yr. Dinocyst assemblages are dominated by au-totrophic taxa (68 to 96 %). Cyst of Pentapharsodinium dalei is the dominant species throughout most of the core, except at the top where the assemblages are dominated by Op-erculodinium centrocarpum. Quantitative reconstructions of sea-surface parameters display a series of relatively warm, lower sea ice and saline episodes in surface waters, alternately with relatively cool and low salinity episodes. Variations of dinocyst fluxes and reconstructed sea-surface conditions may be closely linked to large scale atmospheric circulation patterns such as the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and to a lesser degree, the Arctic Oscillation (AO). Positive phases of the PDO correspond to increases of dinocyst fluxes, warmer and saltier surface waters, which we associate with upwelling events of warm and relatively saline water from Pacific origin. Freshwater palynomorph fluxes increased in three phases from AD 1857 until reaching maximum values in AD 1991, suggesting that the Mackenzie River discharge followed the same trend when its discharge peaked between AD 1989 and AD 1992. The PDO mode seems to dominate the climatic variations at multi-annual to decadal timescales in the western Canadian Arctic and Beaufort Sea areas.