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Holocene fluctuations in Arctic sea-ice cover: dinocyst-based reconstructions for the eastern Chukchi Sea

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Cores from site HLY0501-05 on the Alaskan margin in the eastern Chukchi Sea were analyzed for their geochemical (organic carbon, 13Corg, Corg/N, and CaCO3) and palynological (dinocyst, pollen, and spores) content to document oceanographic changes during the Holocene. The chronology of the cores was established from 210Pb dating of near-surface sediments and 14C dating of bivalve shells. The sediments span the last 9000years, possibly more, but with a gap between the base of the trigger core and top of the piston core. Sedimentation rates are very high (~156cm/ka), allowing analyses with a decadal to centennial resolution. The data suggest a shift from a dominantly terrigenous to marine input from the early to late Holocene. Dinocyst assemblages are characterized by relatively high concentrations (600–7200cysts/cm3) and high species diversity, allowing the use of the modern analogue technique for the reconstruction of sea-ice cover, summer temperature, and salinity. Results indicate a decrease in sea-ice cover and a corresponding, albeit much smaller, increase in summer sea-surface temperature over the past 9000years. Superimposed on these long-term trends are millennial-scale fluctuations characterized by periods of low sea-ice and high sea-surface temperature and salinity that appear quasi-cyclic with a frequency of about one every 2500–3000years. The results of this study clearly show that sea-ice cover in the western Arctic Ocean has varied throughout the Holocene. More importantly, there have been times when sea-ice cover was less extensive than at the end of the 20th century.

Des carottes provenant du site HLY0501-05 sur la marge de l’Alaska dans la partie est de la mer des Tchouktches ont été analysées pour leur contenu géochimique (carbone organique, 13Corg, Corg/N, CaCO3) et palynologique (dinokystes, pollen, spores) afin de documenter les changements océanographiques survenus au cours de l’Holocène. La chronologie des carottes a été déterminée à partir d’une datation 210Pb des sédiments près de la surface et d’une datation 14C de coquilles de bivalves. Les sédiments couvrent les derniers 9000 ans, possiblement plus, mais avec une lacune entre la base de la carotte prélevée par carottier à clapet et le haut de la carotte prélevée par carottier à piston. Les taux de sédimentation sont très élevés (~156cm/ka), permettant des analyses avec une résolution variant de décennale à centennale. Les données suggèrent un approvisionnement qui a passé de surtout terrigène à marin entre l’Holocène précoce et tardif. Les assemblages de sont caractérisés par des concentrations relativement hautes de dinokystes (600–7200 par cm3) et une diversité élevée permettant l’utilisation d’une technique analogique moderne pour la reconstruction de la couverture des glaces de mer, des températures estivales et de la salinité. Les résultats indiquent une diminution de la couverture des glaces de mer et une augmentation, quoique bien moindre, de la température estivale de la surface de la mer au cours des 9000 dernières années. À ces tendances à long terme se superposent des fluctuations à l’échelle millénaire, caractérisées par des périodes de mince glace de mer et de températures élevées de la surface de la mer et une forte salinité qui semblent quasi cycliques, avec une période de récurrence d’une fois tous les 2500 à 3000 ans. Les résultats de cette étude démontrent clairement que la couverture des glaces de mer dans l’océan Arctique occidental a varié tout au long de l’Holocène. De manière encore plus significative, il y a eu des périodes où la couverture des glaces de mer était moins étendue qu’à la fin du 20e siècle.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2008

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  • Published since 1963, this monthly journal reports current research in climate and environmental geoscience; geoarchaeology and forensic geoscience; geochronology and geochemistry; geophysics; GIS and geomatics; hydrology; mineralogy and petrology; mining and engineering geology; ore deposits and economic geology; paleontology, petroleum geology and basin analysis; physical geography and Quaternary geoscience; planetary geoscience; sedimentology and stratigraphy; soil sciences; and structural geology and tectonics. It also publishes special issues that focus on information and studies about a particular segment of earth sciences.
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