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Nicole LIMONDIN-LOZOUET, Pierre. ANTOINE, Patrick AUGUSTE, Jean-Jacques. BAHAIN, Pierre CARBONEL, Christine CHAUSSÉ, Nelley CONNET, Jean DUPERON, Monique DUPERON, Christophe FALGUERES, Pierre FREYTET, Bassam GHALEB, Marie-Claude JOLLY-SAAD, Vincent LHOMME, Pierre LOZOUET, Norbert MERCIER, Jean-François PASTRE, Pierre VOINCHET
Le tuf calcaire de La Celle-sur-Seine (Seine et Marne) : nouvelles données sur un site clé du stade 11 dans le Nord de la France . 5-29.
The La Celle-sur-Seine (Seine et Marne) tufa sequence: new data on a MIS 11 key site from northern France.

RÉSUMÉ : De nouvelles études morphostratigraphiques et biostratigraphiques ainsi que des datations ont été entreprises sur le célèbre dépôt de tuf calcaire de La Celle-sur-Seine afin d'obtenir une reconstruction détaillée des successions paléoenvironnementales et climatiques enregistrées dans cette formation interglaciaire du Pléistocène moyen. L'approche développée a privilégié l'aspect pluridisciplinaire afin d'exploiter la richesse paléontologique du gisement, de mieux appréhender ses caractères morphostratigraphiques et de préciser sa position chronologique.
Les premiers résultats obtenus à partir des études malacologiques montrent que le dépôt, composé de tufs et de niveaux limono-argileux, s'est construit en progradant le long du versant. Ainsi l'épaisseur totale de la formation atteint près de 9 mètres. Les malacofaunes permettent de reconstituer une évolution paléoenvironnementale correspondant au début puis à l'optimum d'une phase climatique interglaciaire. Les niveaux sommitaux sont, eux, caractérisés par un net recul de la couverture forestière.
La création de nouveaux profils stratigraphiques a permis la découverte dans un niveau de limon gris tufacé d'une abondante faune de mammifères accompagnée par quelques silex taillés. Cet horizon appartient à la malacozone la plus riche en taxons thermophiles qui est interprétée comme la phase optimum de l'Interglaciaire. La signification environnementale et climatique du cortège mammalogique, qui comprend en particulier de l'hippopotame et du macaque, corrobore les résultats malacologiques. L'industrie lithique est de type bifaciale en cohérence avec les récoltes de bifaces acheuléens effectuées à la fin du 19ème siècle.
La composition du cortège de mollusques permet de rapprocher la faune de La Celle de "l'assemblage à Lyrodiscus", caractéristique des tufs du stade 11 dans le nord-ouest de l'Europe. Cette attribution chronologique est confirmée par les premières mesures radiométriques obtenus par U-Th sur des échantillons de tuf induré et par RPE/U-Th sur une dent de cheval. Enfin la révision des collections paléontologiques d'empreintes foliaires permet, en conjonction avec les données malacologiques, d'initier la discussion sur l'interprétation paléoclimatique du biome à Lyrodiscus. L'association floristique et faunique de La Celle qui comprend quelques taxons arboréens méditerranéens et nombre de gastéropodes éteints ou de répartition actuelle centre-européenne et océanique rend compte d'un environnement tempéré de forêt humide. La présence de ces espèces allochtones dans le nord de la France est mise en parallèle avec la durée exceptionnellement longue du Stade Isotopique Marin (SIM) 11 et de faibles amplitudes de températures saisonnières, qui auraient permis à plusieurs taxons méridionaux de coloniser cette zone septentrionale, plutôt qu'avec un climat plus tempéré que l'actuel.

ABSTRACT: New morpho and biostratigraphical studies have been undertaken at the famous calcareous tufa deposit of La Celle-sur-Seine in order to obtain a detailed paleoenvironmental and climatic reconstruction from this Middle Pleistocene Interglacial formation. Multiproxy approach allows to study palaeontological contain of the tufa as well as its morphostratigraphical aspects and chronological allocation.
First results from malacological study show that the tufa edificated downwards the slope reaching a total thickness of 9 metres high. Moreover molluscs show palaeoenvironmental succession corresponding to the early part of an Interglacial period followed by an optimum phase. Finally, at the top of the deposit faunas clearly indicate decrease of forest biotopes.
Excavation of new profiles have allowed to discover a grey silty tufa horizon (lgt) yielding abundant mammal remains and a few lithic artefacts. This level is part of the molluscs zone 3 corresponding to the climatic optimum. Palaeoenvironmental and climatic conditions inferred from mammal assemblage (including Hippopotamus and Macaca) strengthened the malacological interpretation. The lithic industry is identified as Acheulean and appears in agreement with earliest handaxes discoveries during the late 19th century.
La Celle malacological fauna belongs to the well-known MIS 11 "Lyrodiscus assemblage" in north-west Europe. This chronological allocation is confirmed by first U-series radiometric measures. Finally reappraisal of leaf print collections allows together with malacological data to discuss palaeoclimatic interpretation of the "Lyrodiscus biome". Flora and fauna from La Celle include a few mediterranean trees and several extinct gastropods together with few molluscs of central Europe modern range, allowing to describe a forest and humid lanscape. Presence of these peculiar species in northern France is thought to be related with the long length of MIS 11 and lower seasonal temperature contrast, that have allowed northern colonisation by southern species, rather than with occurrence of temperature higher than today.

E. R. GARNETT , J. E. ANDREWS, R. C. PREECE, P.F. DENNIS
Late-glacial and Early Holocene climate and environment from stable isotopes in Welsh tufa. 31-42
Reconstitution climatique et environnementale au Tardiglaciaire et à l'Holocène à partir de l'étude des isotopes stables dans une séquence de tuf du Pays de Galles.

ABSTRACT: The Caerwys tufa in North Wales (UK) contains basal deposits thought to represent carbonate precipitation during the Late-glacial interstadial. These deposits are used to test whether stable isotope data record all or part of a warming-cooling-warming trend through the transition of the Late-glacial interstadial, Younger Dryas stadial and early Holocene. The d18O values and molluscan abundance data suggest that deposition of the Late-glacial tufa occurred mainly during a relatively warm period (? GL-1c or 1e) followed by cooling, the latter likely to be the transition into the Younger Dryas stadial. Tufa deposition is not recorded in the coldest part of the stadial: it is replaced by a sandy horizon. d13C values around -8.5‰ in the basal Late-glacial interstadial tufas show there was a significant influence from isotopically light soil-zone CO2, consistent with development of birch scrub and woodland further south in North Wales. During climatic cooling into the Younger Dryas stadial a 1‰ decrease in tufa d13C is interpreted to represent decreasing phytoplankton photosynthetic activity in pools causing less isotopic enrichment of the tufa d13C. In the (pre-9000 cal. years BP) early Holocene tufas at Caerwys, palaeo-water temperatures calculated from d18O in tufa calcite and from shell carbonate of Lymnaea peregra agree well and suggest summer water temperatures in the range 13 to 16.5°C. d13C data from these early Holocene pool-micrite tufas demonstrate that phytoplanktonic photosynthetic activity within the water column resumed under the warmer conditions causing isotopic enrichment of the tufa d13C values.

RÉSUMÉ : Le tuf de Caerwys situé au nord du Pays de Galles (Grande-Bretagne) contient, à sa base, des dépôts à précipitations carbonatées, attribués à l'interstade du Tardiglaciaire. Ces dépôts sont utilisés pour tester la validité des isotopes stables dans l'enregistrement d'une séquence de température chaud-froid-chaud au cours de la transition Interstade du Tardiglaciaire-Dryas récent- début Holocène. Les valeurs de d18O ainsi que la courbe d'abondance des malacofaunes indiquent que le tuf tardiglaciaire s'est déposé au cours d'une phase tempérée (GL-1c ou 1e ?) suivie par un refroidissement qui pourrait correspondre à la transition vers le Dryas récent. Au cours de la phase la plus froide de cet épisode stadiaire la formation du tuf cesse et la sédimentation devient sableuse. Les valeurs de d13C qui se placent autour de -8.5‰ dans le tuf interstadiaire de base montrent une influence significative de la zone CO2 du sol isotopiquement faible qui est cohérente avec l'extension vers le sud de forêts de bouleaux dans la partie nord du Pays de Galles. Pendant le refroidissement du Dryas récent, la baisse de 1‰ du d13C du tuf est interprétée comme la représentation de la diminution de l'activité photosynthétique du phytoplancton dans les mares qui est la cause d'un enrichissement isotopique plus faible du d13C du tuf. Au sein des tout premiers niveaux de tuf holocènes (pré-9000 cal.an BP) à Caerwys, les paléo-températures de l'eau calculées à partir du d18O de la calcite du tuf et des carbonates des coquilles de Lymnaea peregra sont en bon accord et suggèrent des estimations des températures estivales de l'eau situées entre 13 et 16.5°C. Les données de d13C obtenues dans ces tufs de mare-micrite du début de l'Holocène démontrent que l'activité photosynthétique du phytoplancton à l'intérieur de la colonne d'eau reprend quand les conditions sont plus chaudes et provoquent un enrichissement isotopique des valuers de d13C du tuf.

Jean SOMMÉ
Tufs calcaires holocènes récents dans le Nord de la France. 43-49
Recent Holocene calcareous tufa in Northern France.

RÉSUMÉ : Dans les séquences fluviatiles quaternaires du Nord de la France, des dépôts de tuf sont surtout présents dans la zone limite entre le haut-pays crayeux et les plaines du bas-pays à substrat tertiaire (sables et argile). De larges gisements de tuf fluvio-lacustre superficiels sont observés dans le sud-ouest de la plaine maritime, dans le bassin de Saint-Omer (Aa) et dans la vallée de l’ancienne Scarpe. Ils ont en commun un âge holocène subatlantique, antérieur et contemporain de l’époque romaine.

ABSTRACT: In the Quaternary fluvial sequences of Northern France, deposits of tufa are mainly located in the border area between the chalky high country and the plains of the lower country (Tertiary sandy and clayey substratum). Large superficial outcrops of fluvio-lacustrine tufa are observed in the south-western part of the coastal plain, in the Saint-Omer basin (Aa) and in the ancient Scarpe valley. They are dated of the Subatlantic Holocene, prior and contemporaneous to the Roman period.

Vincent OLLIVIER , Jean-Louis GUENDON, Adam ALI , Paul ROIRON, Paul AMBERT
Evolution postglaciaire des environnements travertineux provençaux et alpins : nouveau cadre chronologique, faciès et dynamiques morphosédimentaires. 51-67
Postglacial evolution of travertine environments in the French Alps and Provence : New chronology, facies, and morphosedimentary dynamics

RÉSUMÉ : Le début du développement des systèmes travertineux holocènes du sud de la France était auparavant rattaché à la période du Préboréal, et l’accumulation carbonatée principale à « l’optimum bioclimatique atlantique ». La « mort » progressive puis le démantèlement des formations s’effectuaient entre le Néolithique et la Pax romana. De nouvelles recherches démontrent un démarrage beaucoup plus précoce de la travertinisation dès le Tardiglaciaire. L’accumulation carbonatée perdure au Néolithique et ne s’interrompt réellement qu’au Petit Age Glaciaire. De nouvelles séquences plus complètes montrent l’importance du contexte géomorphologique dans la conservation des données stratigraphiques et leur représentativité. L’organisation des différents cycles sédimentaires au sein des formations travertineuses est précisée. Une définition des faciès carbonatés au regard des différentes caractéristiques des milieux de sédimentation est proposée. Des analyses paléoécologiques soulignent le caractère sensible des ensembles travertineux en fonction des modifications du biotope. Dès le Néolithique Final, dans un contexte d’augmentation des occupations humaines, les séquences enregistrent une série de ruptures. Ces perturbations sont accompagnées de changements de faciès et d’ouvertures fortes du milieu végétal mais ne modifient pas la tendance générale à la croissance des édifices. Ce n’est qu’entre le XIIIème et le XVIIème siècle après Jésus Christ que l’on note l’interruption de l’accumulation des travertins et le démantèlement des formations. C’est également dans le même intervalle que s’instaure la dynamique majeure d’incision linéaire des talwegs encore effective aujourd’hui.

ABSTRACT: The beginning of the Holocene travertine system development in Southern France was formerly attributed to the Preboreal period and the main carbonated accumulation to the « bioclimatic atlantic optimum ». The progressive decline and the dismantlement occurred between the Neolithic and the end of Roman times. New research has shown the beginning of the travertine system development in the Lateglacial period. The carbonated accumulation continued during the Neolithic and was only durably interrupted during the Little Ice Age. Newer complete stratigraphy has shown the importance of the geomorphological context in stratigraphical studies and their interpretation. The pattern of different sedimentary cycles within the travertinous formations became evident. Palaeo-ecological analyses undertaken have underlined the travertine sensitivity in accordance with biotope changes. Since the Final Neolithic, in the context of growing human occupation, ruptures in the travertine sequences have been recorded. These ruptures were accompanied by facies changing and strong vegetation opening in an ever growing travertine system. Between the XIIIth and the XVIIth century A.D., the decline and dismantlement of the travertine formations became noticeable. In the same way, the major final linear talweg incision was introduced in a morphogenic dynamic that is still happening today.

Paul ROIRON, Adam A. ALI, Jean-Louis GUENDON, Marie-Eve MIGUERES, Serge D. MULLER, Vincent OLLIVIER
La flore fossile du système travertineux du Serre de Montdenier (Alpes de Haute Provence, France) : un nouveau jalon dans l’histoire de la végétation holocène des Alpes du Sud.. 69-77
New data on the Holocene vegetation in the southern Alps. : the fossil flora of the Serre de Montdenier travertine (Alpes de Haute Provence, France)

RÉSUMÉ : Le système travertineux du Serre de Montdenier (alt. 1200 m) présente des massifs contenant des macrorestes végétaux (empreintes foliaires et charbons) et une tourbière minérotrophe alcaline. L’analyse des séquences travertineuses datées par U/Th et 14C a permis de reconstituer la structure et la composition de la flore ligneuse locale au début de l’Holocène. Le paysage du vallon de Mouresse se présentait alors sous la forme d’une mosaïque de chênaies caducifoliées mésophiles, de zones ouvertes à Amelanchier ovalis et Berberis vulgaris, et de ripisylves à Alnus glutinosa, Salix spp. et Vitis vinifera subsp. sylvestris. Toutes ces espèces, à l’exception de Quercus pubescens, ont disparu de la végétation locale, actuellement caractérisée par des matorrals à Buxus sempervirens et des reboisements de Pinus nigra subsp. nigra. La tourbière minérotrophe, qui recouvre la partie sommitale du système travertineux, se développa il y a environ 400 ans, probablement à la suite de modifications de l’hydrologie de la partie amont du ruisseau de Mouresse. Les données polliniques traduisent des apports lointains et révèlent un paysage asylvatique antérieurement aux reboisements RTM de la fin du 19e siècle.

ABSTRACT: The travertine system of the Serre de Montdenier (alt. 1200 m) presents formations containing plant macroremains (plant imprints and charcoals) and an alkaline minerotrophic peatland (fen). The analysis of travertine sequences dated by U/Th and 14C allowed us to reconstruct the composition and the structure of the local ligneous flora at the beginning of the Holocene. The landscape of the Mouresse valley was then formed by a mosaic of mesophilous deciduous oak forests, of open zones with Amelanchier ovalis and Berberis vulgaris, and of riparian forests with Alnus glutinosa, Salix spp. and Vitis vinifera subsp. sylvestris. All these species, excepted Quercus pubescens, have disappeared from the local vegetation, presently characterized by matorrals of Buxus sempervirens and afforestations of Pinus nigra subsp. nigra. The fen covering the higher part of the travertine system developed ca. 400 years ago, probably as a result of changes in the hydrology of the higher part of the Mouresse stream. Pollen data reveal a long transport and an asylvatic landscape prior to the RTM reforestation of the end of the 19th century.

Michel DUBAR
Recherche et interprétation climatique des microcycles du concrétionnement travertineux de l'aqueduc romain de Fréjus (Var, France). 79-85
Research and interpretation of climatic microcycles of the travertine concretion of the ancient aqueduct of Fréjus (Var, France).

RÉSUMÉ : La canalisation de l’aqueduc antique de Fréjus est en partie colmatée par un concrétionnement travertineux laminé. L’hydrologie des sources montre que la lamination est saisonnière et que le doublet lamine claire-lamine sombre est annuel. Il y a 102 doublets. Dans le but de décrypter les éventuels microcycles climatiques, une analyse spectrale spécifique est appliquée sur la série chronologique de l’épaisseur des lamines.
Les différents spectrogrammes obtenus font essentiellement apparaître un pic robuste de haute fréquence à 7,1-7,3 ans et un pic basse fréquence à 39-43 ans. Cette bipartition des fréquences caractérise l’ONA dont le rôle est prépondérant en Europe occidentale. La haute fréquence correspond au mode actif, la basse fréquence au mode passif. Comme les deux modes sont présents dans la série étudiée, nous pouvons dire que le mode de l’oscillation n’est pas strictement déterminé. En utilisant un filtre gaussien à 7,3 années, on fait ressortir, comme attendu, une modulation basse fréquence à 50+/-3 ans. La période considérée de 102 ans qui s’étendrait d’après les données archéologiques du milieu du 1er siècle au milieu du IIe siècle, semble présenter une alternance de phases pluridécennales à ONA actif avec des phases à ONA moins actif. L’ambiance climatique estimée par rapport au climat régional actuel peut être qualifiée de tempérée-humide.
Ces résultats qui démontrent la qualité et la finesse de l’enregistrement climatique des travertins à lamines conduisent à envisager d’autres applications dans des séries holocènes plus anciennes.

ABSTRACT: The drain of the ancient aqueduct of Fréjus is in part clogged by a laminated travertine concretion. The hydrology of the springs indicates that the lamination is seasonal and that the dark lamina doublet is annual. 102 doublets have been recorded. With the aim of deciphering possible climatic microcycles, a specific spectral analysis was applied to the chronological series of the thickness of laminae.The various spectrograms obtained revealed a high frequency robust peak at 7.1-7.3 years and a low frequency peak at 39-43 years. Such bipartition of frequencies characterizes the NAO which dominated the climate of Western Europe. As the two modes we present in the studied series, it is possible to infer that the mode of oscillation is not strictly determined. When using a Gaussian filter at 7.3 years, as was to be expected, a low frequency modulation was highlighted at 50+/-3 years. The considered period of 102 years which extended on the basis of the archaeological data from the mid-Ist century to the mid-IInd century, seems to offer alternative phases of active ONA with phases of less active ONA. It may be described as moderately wet with alternative dryer-colder phases. These results which demonstrate the quality and accuracy of the climatic records in laminated travertines lead us to project other future applications in earlier Holocene series.