Paléogéographie littorale et enregistrement isotopique (13C, 18O) d’événements de type El Niño par les mollusques holocènes et récents du nord-ouest péruvien Littoral Paleogeography and Isotopic Record (13C, 18O) of El Niño Events in Modern and Holocene Mollusk Shells From NW Peru Küsten-Paläogeographie und isotopische Belege (13C, 18O) von Ereignissen des El Niño-Typus auf Weichtieren des Holozäns und der Gegenwart im Nordwesten von Peru

RÉSUMÉ

Des dépôts coquilliers récents et d'âge holocène ont été récoltés dans les régions côtières de Chao et Santa, au nord-ouest du Pérou. Ces assemblages ont été analysés pour leurs teneurs en isotopes lourds (¹³C, ¹⁸O) dans le but de reconstituer les changements paléogéographiques et paléoclimatiques. Une attention particulière a été portée au mollusque Trachycardium procerum afin d'examiner la signature isotopique du phénomène de type El Niho enregistrée dans la coquille par des anomalies de croissance. Les données M C obtenues sur les dépôts coquilliers indiquent un haut niveau marin dès 6500 BP. À Santa, entre 6500 et 4000 BP, une lagune a été isolée de l'océan par un cordon majeur. La présence d'une faune « panaméenne chaude » et sa signature isotopique particulière (fortes teneurs en 18O), contrastant avec la faune péruvienne « froide » des milieux littoraux ouverts, semblent appuyer cette interprétation. Par la suite, une série de cordons littoraux s'est formée à l'ouest de la paléolagune. Dans la région de Chao, une paléobaie s'est comblée, plus tardivement, derrière une flèche littorale, jusqu'à 2850 BP environ. Aucun changement significatif dans les conditions côtières n'a été enregistré à Chao durant l'Holocène. Les profils isotopiques établis sur deux valves récentes de Trachycardium procerum, présentant une anomalie de croissance attribuée à l'EI Niho de 1982-83, sont comparables. Une forte diminution de teneur en 18O (~1,7%o) marque l'augmentation de la température de l'eau de surface lors de cet événement. Les teneurs en ¹³C, corrigées pour l'effet thermique, rendent compte d'une forte diminution des flux de carbone organique, lors de cet événement, donc d'une baisse de la productivité primaire.

ABSTRACT

Mollusks from modem and Holocene littoral deposits and from shell middens were collected in the coastal areas of Chao and Santa (NW Peru). The assemblages were analysed for their heavy isotope (¹³C, ¹⁸O) content in order to document paleoceanographical changes. Seriated isotopic measurements were also performed in shells of Trachycardium procerum in order to identify the isotopic signature of El Nino events in mollusk shells. The ¹⁴C ages obtained on fossil assemblages indicate that the maximum Holocene sea level was reached as soon as ca. 6500 BP. Between ca. 6500 BP and 4000 BP, a lagoon developed behind a major beach ridge at Santa. The presence of a warm water "panamean" fauna east of the beach ridge complex and its isotopic composition (high 18O contents), contrasting with the cold Peruvian fauna from open littoral environments, support this interpretation. During the last 4000 years, a series of beach ridges were built west of the Santa paleolagoon, while at Chao the bay was progressively infilled until 2850 BP. The isotopic signature of the 1982-83 El Niho event in two recent mollusk shells of Trachycardium procerum showing growth ring disturbances, is found in a ~ 1,7 %0 depletion in '8O as a consequence of warm water invading the Peruvian coast. When corrected for the temperature rise, the 13C contents indicate much lower organic carbon fluxes during such episodes, i.e. a reduced primary productivity. Isotopic measurements in fossil shells indicate that such thermal events also occurred during middle Holocene time.

ZUSAMMENFASSUNG

Muschelablagerungen der Gegenwart und aus dem Holozàn wurden in den Kustengebieten von Chao und Santa im Nordwesten von Peru gesammelt. Diese Sammlungen hat man auf ihren Schwer-lsotopengehalt (13C, 18O) untersucht, urn die palàogeographischen und palàoklimatischen Veranderungen zu rekonstruieren. Die auf den Muschelablagerungen erhaltenen ,4C-Daten zeigen ein hohes Meeresniveau seit 6500 v.u.Z. In Santa ist zwischen 6500 und 4000 v.u.Z. eine Lagune vom Ozean durch einen bedeu-tenden Kustendamm abgesondert worden. Das Vorkommen einer "warmen" panamaischen Fauna und ihre besondere isotopische Signatur und einer mit ihr kontrastierenden "kalten" peruanischen Fauna der offenen Kustenmilieus scheinen diese Interpretation zu stutzen. Danach hat sich eine Série von Kustendammen im Westen der Palàolagune gebildet. Im Gebiet von Chao hat sich spàter eine Palâobucht hinter einem Kùstenhaken aufgefùllt, bis etwa 2850 v.u.Z. Keine einzige bedeutende Verànderung in den Kustenbedingungen wurde in Chao wâhrend des Holozàns aufgezeichnet. Die isotopischen Profile, die auf zwei neueren Muschelklappen von Trachycardium procerum gewonnen wurden und eine Wachstumsanomalie aufweisen, die El Nino von 1982-83 zugeschrieben wird, sind vergleichhar. Eine starke Abnahme an 18O (~ 1,7%o)-Gehalt weist auf den Temperaturanstieg des Oberflàchenwassers wâhrend dieses Ereignisses. Der Gehalt an '3C, korrigiert wegen der thermischen Wirkung, bezeugt dass das Ausstromen organischen Kohlenstoffes wâhrend dieses Ereignisses stark abnimmt, dass also die primàre Produktivitat sinkt.