lsotopic and Palynological Records of the Late Pleistocene in Eastern Canada and Adjacent Ocean Basins Stratigraphie isotopique et palynostratigraphie du Pléistocène supérieur dans l’est du Canada et les bassins océaniques adjacents

ABSTRACT

Correlations of isotopic and palynological records from deep sea cores in Baffin Bay and Labrador Sea with terrestrial palynological sequences, supported by a few Th/U chronological controls, allow the establishment of a regional climatostratigraphic scheme for the Late Pleistocene climatic fluctuations in eastern Canada. During the climatic optimum of isotopic substage 5e, warmer conditions than present prevailed both on land and in oceanic surface water masses. The 5e/5d transition is marked by an abrupt shift in 818O values in Baffin Bay and Labrador Sea as a consequence of ice growth over circumpolar areas of northeastern Canada. From substage 5d to substage 5a, the Baffin Bay border lands experienced glacial conditions while subarctic to cool-temperate and humid climates persisted over Labrador Sea and Atlantic Canada. A short (<104yrs) stage 4 is recorded in deep sea cores with high 8'8O values. It corresponds to the Early Wisconsinan southward extension of the Laurentide Ice Sheet dated at ca. 80,000 yrs in the central St. Lawrence Lowland. There is no clear evidence of full glacial conditions in the Atlantic Provinces during this episode. Stage 3 (Middle Wisconsinan) corresponds in the isotopic records to large oscillations in 818O values suggesting meltwater transits in both Baffin Bay and Labrador Sea. The ice cover remained relatively extensive over eastern Canada, although some areas experienced ice-marginal conditions : in the Atlantic Provinces, notably on Cape Breton Island, hemiarctic to subarctic climate is inferred from palynological records; in the Appalachian foothills of Québec glacial Lake Gayhurst developed some 46,000 yrs ago. During isotopic stage 2 (Late Wisconsinan), the Laurentide Ice Sheet reached its maximum extent while satellitic ice-caps developed over the Atlantic Provinces. In deep sea cores, high 818O values mark the full glacial conditions of isotopic stage 2, although slightly lower values in western Labrador Sea indicate discrete but continuous meltwater influxes. An early melting phase of the northeastern margin of the Laurentide Ice Sheet is recorded shortly after 16,700BP. The full ice-retreat is observed after ca. 11,000BP. At that time, southeastern Canada was already largely ice-free. Finally, the optimum climatic conditions of isotopic stage 1 settled diachronously in the adjacent basins of eastern Canada.

RÉSUMÉ

La comparaison des enregistrements isotopiques et palynologiques des mers de Baffin et du Labrador avec ceux que fournissent la palynologie et la chronologie U/Th de séquences continentales, autorise l'établissement d'un schéma climatostratigraphique régional représentatif des fluctuations climatiques du Pleistocene supérieur dans l'est du Canada. Pendant l'optimum climatique du stade isotopique 5e, des conditions plus chaudes que celles de l'Actuel ont caractérisé les milieux océanique et continental. La transition 5e 5d est marquée par une augmentation brutale des teneurs en 180 des foraminifères dans les mers de Baffin et du Labrador, en réponse à la formation de calottes glaciaires dans les milieux circumpolaires du nord-est du Canada. Pendant les stades 5d à 5a, le secteur arctique connut des conditions glaciaires, alors que dans la mer du Labrador et les provinces atlantiques des conditions subarctiques à tempérées fraîches persistèrent. Un bref (<104ans) stade 4 se distingue par une augmentation notable des teneurs en 180 dans les séquences océaniques: il correspondrait au développement méridional de l'Inlandsis laurentidien pendant le Wisconsinien inférieur, par ailleurs daté d'environ 80,000 ans dans les basses terres du Saint-Laurent. Rien ne permet cependant de démontrer que des conditions pleinement glaciaires existaient aussi dans les provinces atlantiques. Le stade 3 (Wisconsinien moyen) est caractérisé par des fluctuations des teneurs en 180 des foraminifères indiquant des transits épisodiques d'eau de fonte dans les mers du Labrador et de Baffin. En dépit d'un important volume de glace s'étendant sur l'est du Canada, certaines régions connurent des conditions de marge glaciaire: dans les provinces atlantiques, en particulier à l'île du Cap-Breton. Ia palynostratigraphie révèle l'existence d'un climat subarctique à hémiarctique; au pied des Appalaches au Québec, le lac proglaciaire Gayhurst s'est formé vers 46,000 ans avant l'Actuel. Au cours du stade 2 (Wisconsinien supérieur), l'inlandsis laurentidien a atteint son volume maximal alors que des calottes satellites se sont formées dans les provinces atlantiques. Dans les carottes océaniques, des fortes teneurs en 180 témoignent des conditions pléniglaciaires du stade 2, bien que des valeurs relativement faibles dans le secteur ouest de la mer du Labrador indiquent des apports d'eau de fonte discrets mais quasi continus. Une phase précoce de fonte glaciaire de la marge nord-est de l'inlandsis se traduit par une baisse des teneurs en 180 peu après 16,700BP. Le retrait final des glaces laurentidiennes le long de la facade océanique du Labrador s'est effectué vers 11,000 BP, alors que les glaces avaient déjà disparu du sud-est du Canada. Le rétablissement de conditions interglaciaires fut apparemment diachronique dans les bassins adjacents de l'est du Canada.