Paléoenvironnements de la mer de Champlain dans la région de Québec, entre 11 300 et 9750 bp : le site de Saint-Nicolas Champlain Sea Paleoenvironments in the Québec City area, 11 300-9750 BP: the Saint-Nicolas site (Québec) Paläoumwelten des Meeres von Champlain im Gebiet Québecs zwischen 11 300 und 9750 v.u.Z.: Der Aufschluss von Saint-Nicolas

Résumé

À Saint-Nicolas, dans le détroit de Québec, des sables de courants de marée de la transition Pléistocène-Holocène contiennent une faune marine fossile exceptionnelle : 34 types d'invertébrés en plus des microfossiles, 3 de mammifères, 3 d'oiseaux et 5 de poissons, d'âge au ¹⁴ C compris entre 10 060 et 9810 BP (δ ¹³ C = 0 ‰). Ils sont recouverts par des tidalites qui marquent la phase ultime de la Mer de Champlain, jusque vers 9750 BP. L'ensemble des données lithologiques, géochimiques et paléontologiques évoque une sédimentation dans un archipel situé à l'entrée de la Mer de Champlain, soumis à des marées de l'ordre de 5 à 10 m d'amplitude. Les forts courants de marée montante ont favorisé le maintien tardif d'apports d'eaux salées. L'archipel a protégé les unités de l'érosion pendant le reflux des marées ainsi que de l'érosion fluviatile ultérieure liée au relèvement glacio-isostatique. La diversité faunique est associée à une forte productivité marine, liée au mélange des eaux douces et salées. La chaîne alimentaire allait de mollusques abondants à marée basse à des poissons, au morse, à des phoques et à des oiseaux qui nidifiaient sur les îlots rocheux. Le maintien de ce système sédimentaire et écologique implique une stabilisation du niveau marin relatif attribuée à la remontée eustatique du début de l'Holocène. La comparaison des âges au ¹⁴ C de coquilles marines et de bois permet d'évaluer l'effet du carbone inorganique dissous dans la Mer de Champlain. Les âges des coquilles marines (δ ¹³ C = 0 ‰) sont vieillis d'au moins 350 ans par rapport aux âges de matériel terrestre (δ ¹³ C=-25 ‰) en position stratigraphique équivalente.

Abstract

At Saint- Nicolas, in the Québec City Strait, tidal current sands of the Pleistocene-Holocene transition preserve an exceptional marine fossil fauna: 34 types of invertebrates in addition to the microfossils, three species of marine mammals, three species of seabirds and five species of fish, whose ¹⁴ C age varies between 10 060 and 9810 BP (δ ¹³ C = 0 ‰). These sands are overlain by tidalites which correspond to the last phase of the Champlain Sea, until ca. 9750 BP. The lithological, geochemical, and paleontological data gathered in the area suggest that sedimentation took place in an archipelago which was located at the entrance of the Champlain Sea and was subjected to tides that reached levels on the order of 5 to 10 metres. The strong currents of the rising tide favored the late occurrence of salt water influx in the area. The archipelago protected the sedimentary units from erosion during ebb tide as well as from later fluvial erosion resulting from glacioisostatic rebound. Faunal diversity is associated with high marine productivity which is tied to the mixing of fresh and salt waters. The food web was composed of molluscs which were abundant at low tide, of fishes, walrus, seals, and birds that nested on the small rocky islands. This sedimentary and ecological system implies a stabilization of the relative sea level attributed to the early Holocene eustatic rise. The dissolved inorganic carbon effect in the Champlain Sea is assessed on the basis of a comparison of 14 ^C ages obtained from marine shells and wood. Ages from marine shells (δ ¹³ C= 0 ‰) are at least 350 y. older than stratigraphically equivalent wood ages (δ ¹³ C=25 ‰).

Zusammenfassung

Bei Saint-Nicolas, in der Meerenge von Québec, enthält der Sand der Gezeitenströmungen aus dem Übergang vom Pleistozän zum Holozän eine außergewöhnliche fossile marine Fauna: 34 Arten Wirbelloser zusätzlich zu den Mikrofossilen, 3 von Säugetieren, 3 von Vögeln und 5 von Fischen, deren ¹⁴ C-Alter zwischen 10 060 und 9810 v.u.Z. (δ ¹³ C=0 ‰) liegt. Sie sind von Gezeitensedimente bedeckt, welche die letzte Phase des Meeres von Champlain markieren, bis gegen 9750 v.u.Z. Die Gesamtheit der lithologischen, geochemischen und paläontologischen Daten weist auf eine Sedimentation in einer am Eingang des Meeres von Champlain gelegenen Inselgruppe hin, welche Gezeitenbewegungen von 5 bis 10 m Umfang ausgesetzt war. Die starken Strömungen der Flut begünstigten eine späte Zufuhr von Salzwasser. Die Inselgruppe schützte die Sedimentationseinheiten vor der Erosion während des Rückflusses der Flutwasser, sowie vor der späteren fluviatilen Erosion in Verbindung mit der glazialisostatischen Hebung. Der Fauna-Reichtum wird auf eine starke marine Produktivität in Verbindung mit der Mischung der Süß-wasser und Salzwasser zurückgeführt. Die Nahrungskette reichte von zahlreichen Weichtieren bei Ebbe, über Fische, Walross, Seehunde bis zu Vögeln, die auf den kleinen felsigen Inseln nisteten. Die Aufrechterhaltung dieses sedimentären und ökologischen Systems bedeutet eine Stabilisierung des relativen Meeresniveaus, aufgrund der eustatischen Hebung am Anfang des Holozäns. Der Altersvergleich mittels ¹⁴ C von Meeresmuscheln und Holz ermöglicht es, die Wirkung des im Meer von Champlain aufgelösten anorganischen Kohlestoffs zu bestimmen. Die Alter der Meeresmuscheln (δ ¹³ C=0 ‰) sind mindestens 350 Jahre älter im Vergleich zu den Altern des Holzmaterials (δ ¹³ C=-25 ‰) in entsprechender stratigraphischer Position.