L'enregistrement (profil vertical) des rapports isotopiques de l'oxygène (typiquement δ18O) mesurés sur les tests de foraminifères benthiques ou d'autres carbonates benthiques dans les sédiments marins ; il reflète les variations de volume glaciaire global et de température des eaux profondes et est largement utilisé pour la stratigraphie et l'interprétation paléoclimatique.

Principe

La fractionation isotopique de l'oxygène entre l'eau de mer et le carbonate biogénique dépend de la température et de la composition isotopique de l'eau ; des augmentations du δ18O benthique indiquent généralement des températures profondes plus froides, un accroissement du volume des glaces continentales (eau de mer plus lourde en 18O), ou une combinaison des deux.

Démonstration

Comparaison du Dernier Maximum Glaciaire (DMG) et de l'Holocène : les δ18O des foraminifères benthiques sont systématiquement plus élevés pendant le DMG, cohérent avec des calottes glaciaires plus étendues et des eaux profondes plus froides ; ce changement sert à corréler les carottes et à déduire le calendrier des cycles glaciaires.

Mauvaise application

Interpréter les variations de δ18O benthique uniquement comme des variations de température sans tenir compte des effets de volume glaciaire, des effets vitaux propres aux espèces, de la variabilité d'habitat bathymétrique, des changements locaux de salinité, ou de l'altération diagénétique ; ou appliquer une courbe d'une seule espèce à l'échelle globale sans contrôle écologique.

Conséquence

Interprété correctement, l'enregistrement d'oxygène isotopique benthique fournit une charpente chronologique pour les sédiments marins quaternaires et plus anciens, permettant de reconstruire les cycles glaciaires–interglaciaires, d'estimer les volumes de glace passés et de contraindre les changements de circulation océanique.

Inversion

Le registre contrasté est le δ18O planctonique, qui enregistre principalement la température et la salinité de surface ; des divergences entre δ18O benthique et planctonique peuvent indiquer des changements du gradient vertical de température, un rafraîchissement de surface ou des déplacements écologiques.

Limite

S'applique aux tests carbonatés benthiques bien préservés dans les sédiments marins ; exclut le matériel altéré ou recristallisé, les contextes où la conservation du carbonate est mauvaise, et les intervalles où les déplacements d'habitat des espèces ou les effets vitaux dominent le signal isotopique.

Tension sémantique

Une tension existe entre l'interprétation du δ18O comme proxy de température et comme proxy de volume glaciaire ; la dissociation des deux nécessite souvent des proxies de température indépendants (p. ex. Mg/Ca) ou des modèles de volume de glace, entraînant un compromis interprétatif.

Synthèse

L'enregistrement d'oxygène isotopique benthique est une série temporelle de δ18O mesurée sur des carbonates benthiques qui code à la fois la température des eaux profondes et le volume de glace global ; une interprétation solide exige la sélection d'espèces appropriées, l'évaluation de la diagénèse et l'intégration avec des proxies complémentaires pour séparer les contributions thermiques et hydrologiques.