Thèses : « Plateau des Kerguelen »

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Li, Zhigang. « Structure, origine et évolution du plateau de Kerguelen ». Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13242.

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Résumé :

La structure et l'evolution du plateau kerguelen sont determinees a partir de donnees geophysiques. Une carte bathymetrique est etablie. Les donnees en sismique reflexion verticale ont permis d'identifier 4 unites sismostratigraphiques. Les profils gravimetriques ont ete utilisees pour modeliser la structure profonde du plateau, les profils magnetiques ont permis de dater la separation broken ridge et du plateau kerguelen. Cet ensemble correspond a une structure volcanique formee en limite de plaques au cretace inferieur, elle est egalement marquee par des episodes de rifting et de subsidence conduisant a la separation

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Li, Zhi Gang. « Structure, origine et évolution du plateau de Kerguelen ». Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37615294h.

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Coulon, Angoulvant Marie-Pierre. « Tectonique du plateau de Kerguelen : relations avec le mouvement des plaques lithosphériques ». Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1995. http://www.theses.fr/1995STR13002.

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Résumé :

Le paleo-plateau de kerguelen dans l'ocean indien, s'est forme il y a 110 ma au niveau du centre d'expansion responsable de la separation entre l'inde et le bloc australie-antarctique. Il est caracterise par une intense fracturation de son socle et les evenements tectoniques responsables de la formation des systemes tectoniques ont ete enregistres dans deux grands bassins sedimentaires: le bassin de kerguelen-heard et le bassin de raggatt. La nouvelle grille gravimetrique deduite des mesures altimetriques des satellites ers-1, seasat, geosat/gm et geosat/erm declassees au sud de 30s, utilisee conjointement avec des donnees sismiques, bathymetriques et magnetiques, permet de caracteriser de nouvelles directions tectoniques sur le plateau de kerguelen et dans les bassins adjacents (bassins d'enderby, de labuan et australo-antarctique). Le plateau de kerguelen est caracterise par trois ensembles tectoniques dont la mise en place s'integre dans l'histoire geodynamique de l'ocean indien austral. Le premier ensemble tectonique, oriente nw-se, correspond a la marge orientale du plateau, au rift du gauss et au rift de l'umitaka maru. Ces differents systemes tectoniques se sont formes entre 88 et 45 ma et resultent du mouvement d'extension ayant separe l'australie de l'antarctique. Le deuxieme ensemble tectonique, oriente n-s, est caracterise par le grabens du 77e. Cette structure correspond a une ancienne zone de fracture resultant de l'expansion oceanique entre l'inde et le bloc australie-antarctique. Le troisieme ensemble tectonique est caracterise par le systeme tectonique e-w nouvellement identifie, situe a la base du graben du 77e. Il pourrait correspondre a la reactivation d'une structure preexistante qui serait un ancien centre d'expansion. Celui-ci serait lie a la separation entre l'inde et l'australie-antarctique et pourrait egalement etre a l'origine de la mise en place d'une partie du plateau de kerguelen (banc de banzare)

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Fritsch, Bernard. « Tectonique extensive et mouvements verticaux du plateau de kerguelen (ocean indien) ». Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1992. http://www.theses.fr/1992STR13212.

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Résumé :

Le plateau de kerguelen (pk) et broken ridge (br) ont ete crees il y a 110 ma. A 45 ma leur separation marque la fin d'une phase d'extension/expansion tres lente entre l'australie et l'antarctique. Dans l'etude presente, la description de la tectonique est completee par l'interpretation d'une grille d'anomalies gravimetriques satellitaires. La configuration de la tectonique suggere qu'elle resulte d'un processus de tectonique global. Les plateaux ont ete fores en 10 sites, lors des legs odp-119 a 121. Ces nouvelles donnees, jointes a de precedentes etudes, ont permis de reconnaitre 3 evenements tectoniques qui ont marque la couverture sedimentaire du plateau a 88, 67 et 45 ma. Les courbes de subsidence, calculees en chaque site, sont toutes affectees par une phase tectonique. Sur br la subsidence pre- et post-tectonique est de type thermique oceanique parsons et sclater). Dans le sud du pk la subsidence pre-tectonique est quasiment nulle; la subsidence post-tectonique est de type post-amincissement (mc kenzie, adapte au milieu oceanique). Ces observations sont expliquees par une phase de rifting precedee d'une anomalie de temperature localisee sous le pk meridional. Ce rifting est modelise numeriquement: les marges du pk et br sont reproduites par une zone d'extension lithospherique asymetrique; le centre du pk est simule par deux zones d'extensions. En conclusion le pk et br sont marques par une phase de rifting de 40 ma, decomposee en plusieurs episodes, qui marque la propagation vers l'ouest de la tres lente extension/expansion entre l'australie et l'antarctique

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Operto, Stéphane. « Structure et origine du plateau de Kerguelen (océan indien austral) : implications géodynamiques : modélisation de données sismiques grand-angle marines ». Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066181.

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Résumé :

La structure profonde des principales unités morpho-structurales du plateau sous-marin de Kerguelen (plateau de Kerguelen-Heard au nord et bassin de Raggatt au sud) et du bassin océanique d'enderby est présentée a partir de l'analyse des données de sismique grand-angle de la campagne md66/keobs. Les temps d'arrivée des ondes ont été modélisés avec la méthode d'inversion itérative au sens des moindres carres de Zelt & Smith (1992) ; les amplitudes ont été modélisées a l'aide de sismogrammes synthétiques calcules avec la méthode de la réflectivité (Fuchs & Muller, 1971). L’épaisseur importante de la croute du bassin d'enderby (10-13 km) suggère que sa mise en place a été affectée par la proximité du point chaud de Kerguelen au crétacé. Les coefficients de poisson dans la croute, estimes a partir de l'analyse des ondes p et des ondes converties p-s enregistrées sur les trois composantes des OBS (stations sismiques sous-marines), sont comparables a ceux mesures en laboratoire sur des échantillons ophiolitiques. La croute du domaine nord du plateau de Kerguelen a une épaisseur (21-23 km) et une loi de vitesse en fonction de la profondeur compatibles avec un modèle de plateau océanique (couche 3 très épaisse, vitesses élevées (>7,2 km/s) a la base de la croute). Sa mise en place résulterait de l'action du point chaud de Kerguelen sur ou a proximité de la dorsale séparant la plaque indienne de la plaque australo-antarctique entre 130 et 100 ma, selon une configuration comparable a celle de l'Islande actuelle. La structure du domaine sud du plateau de Kerguelen montre des différences significatives comparativement a celle du domaine nord. La croute, d'une épaisseur de 22-23 km, est constituée d'une croute supérieure avec des vitesses comparables à celle de la couche 2 océanique et une croute inferieure de 15-16 km d'épaisseur. La croute inferieure est caractérisée par une augmentation régulière de la vitesse entre des valeurs de 6,6 km/s à 9 km de profondeur et 6,9 km/s a 19 km de profondeur. Entre 19 et 25 km de profondeur, la croute est réflective comme le montrent plusieurs réflexions grand-angle enregistrées aux distances précritiques entre l'onde réfractée dans la croute inferieure non réflective et l'onde PMP, réfléchie sur le Moho. La croute inferieure réflective a plusieurs propriétés originales: 1 elle constitue, en moyenne, une zone a faible vitesse a la base de la croute (vitesse moyenne: 6,7 km/s) ; 2 la croute inferieure n'est réflective que dans une direction parallèle a l'axe du plateau ; elle est associée a une anisotropie (apparente ?) de vitesse dans la croute inferieure réflective avec un axe lent parallèle a l'axe du plateau ; 3 la réflectivité semble diminuer du sud-est vers le nord-est ; 4 une anisotropie de vitesse est observée dans le manteau supérieur avec un axe rapide dans la direction parallèle à l'axe du plateau. Les vitesses (6,6-6,9 km/s) dans la croute inferieure non réflective sont atypiques d'une croute océanique d'une vingtaine de kilomètres d'épaisseur, supposée riche en constituants ultramafiques. La structure du bassin de Raggatt est, par contre, comparable a celle d'une croute continentale faiblement étirée dans la direction nnw-sse et recouverte de coulées volcaniques. La réflectivité de la croute inferieure résulterait de cisaillements ductiles dans sa partie supérieure et d'intrusions magmatiques dans sa partie inferieure. L’origine du plateau de Kerguelen est intimement liée a l'histoire crétacée des continents adjacents. Les domaines nord et sud du plateau de Kerguelen représenteraient respectivement l'Islande et la marge Hatton Bank

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Roquet, Fabien. « La circulation océanique autour du plateau de Kerguelen : de l'observation à la modélisation ». Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00431483.

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Résumé :

La grande extension méridienne et la faible profondeur du plateau de Kerguelen en font un obstacle majeur à l'écoulement zonal du Courant Circumpolaire Antarctique (CCA) dans le secteur indien de l'océan austral. Tandis que la majorité du transport du CCA est dévié au nord des îles Kerguelen, le reste (50 x 10 m3 s-1) doit passer plus au sud, probablement par les passages profonds du Fawn Trough (56°S, 77°E, 2650 m) et du Princess Elizabeth Trough (64°S, 82°E, 3650 m). Pourtant, le détail de la circulation autour du plateau est longtemps resté méconnu, en raison des difficultés à récolter des données dans cette région éloignée de toute route commerciale, d'un climat particulièrement rude et de la présence de la banquise recouvrant la moitié du plateau en hiver. L'objectif de cette thèse est d'améliorer notre connaissance de la circulation moyenne autour du plateau de Kerguelen. Pour cela, un large éventail d'outils allant de l'analyse d'observations récentes à l'utilisation de modèles numériques de circulation a été utilisé. Les données obtenues à l'aide d'éléphants de mer instrumentés sont présentées en détail. Une procédure de calibration et de validation de ces profils hydrologiques est proposée. Ce jeu de données, constitué d'un grand nombre de sections à haute résolution spatiale, est ensuite combiné avec d'autres observations plus conventionnelles (in situ et satellites) pour construire un nouveau schéma de circulation dans la région. L'existence d'un courant intense traversant le passage du Fawn Trough est alors mise en évidence. Les observations directes du courant du Fawn Trough pendant la campagne récente TRACK (resp.: Y.-H. Park) confirment l'importance de ce courant, qui concentre plus de 40 x 10 m3 s-1, soit 30 % du transport total du CCA. La connaissance de la circulation développée à partir des observations est ensuite utilisée pour valider une simulation au 1/4° de résolution. A l'aide de tests de sensibilité sur une configuration régionale de l'Océan Indien Sud, l'importance de la bonne représentation des caractéristiques des masses d'eau profonde et de la bathymétrie pour obtenir une simulation réaliste est mise en évidence. Finalement, une analyse dynamique de la simulation est menée, montrant comment la circulation résulte d'une combinaison des effets de la bathymétrie et du vent au travers de la balance de Sverdrup topographique. L'extension méridienne du CCA est maximale dans la région du plateau de Kerguelen, augmentant régionalement le forçage du vent. En permettant le passage de la partie sud du CCA près de la divergence antarctique (entre 60°S et 65°S), où le pompage d'Ekman est très intense, le plateau de Kerguelen pourrait favoriser indirectement l'accélération du CCA.

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Delpech, Guillaume. « Etude des enclaves ultramafiques des Iles Kerguelen : caractérisation du métasomatisme sous un plateau océanique ». Saint-Etienne, 2004. http://www.theses.fr/2004STET4007.

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Résumé :

Les études pétrologiques et géochimiques dans les péridotites en enclaves dans les basaltes des Iles Kerguelen (Océan Indien) indique la formation de la lithosphère océanique en deux temps ; i) une fusion partielle de fort degré lié à la superposition de la ride sud-est indienne et du panache de Kerguelen ; ii) la percolation d'important volumes de magmas de type alcalin à l'échelle de l'archipel. Localement, les réactions magma-péridotites génèrent des petits volumes de liquide carbonaté. L'étude de la paragenèse sulfurée et des éléments calcophiles et sidérophiles (EGP, Au, Cu, S, Se, Re) indique que le budget de ces éléments dans les péridotites varie selon le type de métasomatisme, produisant soit un appauvrissement, soit un enrichissement. Les compositions isotopiques en 87Sr/86Sr dans les clinopyroxènes permettent de mettre en évidence deux types de manteaux, ainsi que leur évolution dans le temps. A l'ouest, dans les gisements anciens (~30 Ma) est reconnue l'empreinte d'épisodes métasomatiques nécéssitant la présence d'un composant appauvri. Les compositions isotopiques dans les gisements plus jeunes de l'est (<25 Ma) sont attribuées à l'empreinte globale laissée par le panache de Kerguelen. Certaines compositions en 187Os/188Os sont semblables à celles des péridotites en domaine continental, indiquant la présence de vieux matériel lithosphérique sous-continental sous l'archipel, probablement incorporé dans la jeune lithosphère océanique lors de la fracturation gondwanienne. En revanche, les compositions les plus radiogéniques en 187Os/188Os dans les péridotites carbonatées indiquent la participation d'un composant recyclé associé au panache de Kerguelen
Petrological and geochemical studies in basalt-hosted peridotite xenoliths from Kerguelen Islands (Indian Ocean) indicate that the oceanic lithosphere formed in two steps ; i) a high degree partial melting episode related to the superposition of the southeast indian ridge and the Kerguelen plume ; ii) the percolation of important volumes of alkaline magmas at the scale of the Archipelago. Locally, peridotite-magma reactions produce small volumes of carbonate-rich melts. The study of chalcophile and siderophile elements (PGE, Au, Cu, S, Se, Re) indicate the budget of those elements in peridotites varies with the type of metasomatism, producing either a depletion or an enrichment. The 87Sr/86Sr isotopic compositions in clinopyroxenes evidence two types of mantle benetah the Archipelago. The western part comprises the oldest xenoliths localities (~30 Ma) and bears the imprint of metasomatism requiring a depleted component. The Sr isotopic compositions in the eastern xenolith localities (<25 Ma) are attributed to the global imprint left by magmas from the Kerguelen plume. Some peridotites have 187Os/188Os isotopic compositions that are simiular to those of peridotites in continental cratonic areas, indicating the presence of old subcontinental lithospheric material under the Archipelago, probably incorporated during the Gondwana breakup. Alternatively, the Os isotopic compositions of some carbonated peridotites indicate the participation of a recycled component associated to the Kerguelen plume

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Johnson, Katherine. « Deep-water foraminifera of the Kerguelen Plateau responses to climate in the late Neogene / ». Columbus, Ohio : Ohio State University, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1211895313.

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Majewski, Wojciech. « Middle Miocene warming event and planktonic foraminifera from the Kerguelen Plateau, southern Indian Ocean / ». The Ohio State University, 2001. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1486398528556543.

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Lafond, Augustin. « Rôle de la biodiversité des diatomées dans la modulation des flux biogéochimiques du carbone et du silicium dans les milieux polaires ». Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2021. http://www.theses.fr/2021AIXM0013.

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Les régions polaires sont particulièrement touchées par les changements climatiques, ce qui a profondes conséquences sur le développement du phytoplancton et le fonctionnement de la pompe biologique. La structure des communautés planctoniques et les propriétés spécifiques aux espèces influencent l'export de la matière organique et biominérale. Cette thèse a pour but (1) de déterminer les facteurs contrôlant la structure et le développement des communautés de diatomées dans les régions polaires, (2) d'évaluer l'influence de la diversité des espèces sur la composition de la matière particulaire, et (3) de comprendre les modes de mortalité et d'export des diatomées dans l'océan profond. Ces travaux reposent sur l'étude de deux régions subpolaires situées aux antipodes : (1) la baie de Baffin en Arctique, et (2) la région des Kerguelen dans l'océan Austral. Dans la baie de Baffin, nous avons mis en évidence une succession des communautés de diatomées en lien avec la fonte de la banquise et le gradient des masses d'eau. Dans la région des Kerguelen, nous avons confirmé le rôle du fer avec l'identification de deux communautés distinctes situées de part et d'autre du plateau. Dans la zone HNLC, les diatomées sont davantage silicifiées, ce qui conduit à une augmentation des rapports BSi:POC des diatomées et de la matière particulaire. Nous avons montré que près de 93 % des particules >20 μm des couches intermédiaires (125-500 m) et profondes (>500 m) sont des cellules individuelles de diatomées—les pelotes fécales et les agrégats ne représentant que 2 % des particules—ce qui montre l'importance des petites particules dans les flux d'export
Polar regions are particularly affected by the ongoing climate changes which have profound consequences on the development of phytoplankton and on the functioning of the biological pump. Plankton community structure and species-specific properties can strongly influence the export of organic matter and biomineral. The objectives of this PhD are (1) to identify the factors controlling the development and the structure of diatom communities, (2) to assess the influence of species diversity on the composition of particulate matter, and (3) to understand diatom mortality and export modes in the deep ocean. This work is based on the study of two subpolar regions: (1) the Baffin Bay in the Arctic, and (2) the Kerguelen region in the Southern Ocean. In Baffin Bay, we highlight a diatom community succession in relation with sea ice melting and the strong west-to-east water masses gradient prevailing in the bay. In the Kerguelen region, we confirm that iron is a key parameter controlling diatom community structure since we identified two distinct communities located either above the Fe-fertilized plateau or in adjacent HNLC waters. In the HNLC area, diatoms were more heavily silicified, resulting in higher Si:C elemental ratios in diatoms as well as in the bulk particulate matter. We show that 93 % of the intermediate (125-500 m) and deep (>500 m) particle stocks were single diatom cells — fecal pellets and aggregates represented less than 2% of the collected particles — providing new evidences of the importance of small particles for export fluxes

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Chapuy, Bruno. « Les smectites des sédiments marins quaternaires du plateau de Kerguelen-Heard (Océan indien austral) : nature et origines : relation avec l'environnement volcanique des îles Kerguelen, littoral et marin ». Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10529.

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L'origine des smectites des sédiments marins à la péripherie des aires volcaniques Kerguelen-Heard et leur filiation depuis la roche mère basaltique jusqu'a leur arrivée en milieu marin franc sont etudiées ainsi que leur caractérisation minéralogique

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Chapuy, Bruno. « Les Smectites des sédiments marins quaternaires du plateau de Kerguelen-Heard, océan Indien austral nature et origines, relation avec l'environnement volcanique des îles Kerguelen, littoral et marin / ». Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612545d.

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Ponthus, Léandre. « Origine, évolution et mise en place d'un pluton alcalin récent en contexte intraplaque océanique : exemple du complexe sud de Rallier du Baty, Kerguelen (T.A.A.F.) ». Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30052/document.

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L'étude de ce complexe plutonique alcalin fut multidisciplinaire mêlant, observations et mesures sur le terrain, ASM, pétrographie, minéralogie, géochimie (majeur et traces), géochimie isotopique Rb/Sr et Sm/Nd et géochronologie U-Pb sur zircons. La synthèse des résultats démontre la participation minoritaire de plusieurs sources (manteau métasomatisé et fragments continental) en plus de la source prédominante qui est le manteau typique du panache de Kerguelen. Dans un environnement magmatique ouvert, les magmas contaminés ont formé la plus ancienne série magmatique calcique du complexe. La seconde et plus jeune série magmatique a produit (dans un environnement clos) des roches de plus en plus agpaïtique au cours de la différenciation. La mise en place progressive mais diachrone des intrusions s'est faite entre 11,7 (au sud) et 7,9 Ma (au nord). Enfin, le mode de construction de ce pluton en fait un exemple unique connu de laccolithe en contexte intraplaque océanique
The study of this alkaline plutonic complex was multidisciplinary, mixing field observations and measurements, AMS, petrography, mineralogy, geochemistry (major and traces), isotopic geochemistry Rb / Sr and Sm / Nd and geochronology U-Pb on zircons. The synthesis of the results shows the minor participation of several sources (metasomatised mantle and continental fragments) in addition to the predominant source which is the typical asthenospheric mantle of the Kerguelen plume. In a dynamic and open magmatic system, the contaminated magmas formed the oldest magmatic and calcic series of the complex. The second and younger magmatic series produced (in a closed environment) more and more agpaitic rocks during differentiation. The incremental emplacement of the intrusions occurred between 11.7 (in the south) and 7.9 Ma (in the north). Finally, the type of construction of this pluton makes it a unique known example of laccolith in oceanic within-plate settings

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Kieffer, Bruno. « Pétrologie et géochimie des trapps et des volcans-boucliers d'Ethiopie et du plateau de Kerguelen (LEG ODP183, site 1139) ». Phd thesis, Grenoble 1, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688401.

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De nombreuses études sont consacrées aux grandes provinces magmatiques. Cependant, l'architecture de ces provinces et l'origine de la diversité de leurs composants volcaniques restent encore mal connues. Le but majeur de cette thèse a été d'étudier l'architecture, la diversité et l'origine des plateaux à travers deux exemples : Kerguelen et Ethiopie. A Kerguelen, notre recherche a été axée sur la ride Leclaire, à l'extrémité ouest du plateau. Elle nous a permis : (1) de découvrir les roches alcalines les plus anciennes du plateau, (2) de mettre en évidence la présence d'un volcanisme aérien, (3) de démontrer que le panache de Kerguelen n'est pas localisé sous cette ride, enfin (4) de prouver l'absence d'un composant crustal dans la source des laves. En Ethiopie, nous avons montré que la pétrologie et la géochimie des laves des volcan-boucliers et des trapps sous-jacents sont identiques. La transition ne correspond donc pas à un changement de type de magma mais à une évolution physique du système d'alimentation. Les laves qui constituent le plateau éthiopien présentent deux bimodalités : acide-basique et tholéiitique-alcalin. L'analyse géochimique montre que ces laves proviennent d'un panache hétérogène en termes de température et composition. La datation et la cartographie des différentes unités révèlent que le plateau éthiopien est formé de plusieurs centres éruptifs d'âges et de caractères pétro-géochimiques différents. D'un point de vue plus général, les quantités de laves émises sur ces deux plateaux évoluent différemment dans le temps. Le flux de magma dépend de l'activité du panache ainsi que de la vitesse d'ouverture des plaques qui contrôle l'évolution de l'épaisseur de la lithosphère.

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Fezga, Fatmir. « Interprétation de données de sismique réflexion et corrélation avec les forages ODP dans le bassin de Raggatt (plateau de Kerguelen) ». Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1991. http://www.theses.fr/1991STR13055.

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Résumé :

Le bassin de raggatt est l'un des deux grands bassins sedimentaires reconnus sur le plateau de kerguelen (ocean indien). Il se situe dans le domaine sud du plateau a une profondeur de 1200 m a 2500 m sous la surface de l'eau. L'interpretation conjointe des donnees de sismique-reflexion et des donnees de forage odp (ocean drilling program), a permis d'expliciter l'histoire tectonique et sedimentaire du bassin de raggatt. Afin d'ameliorer l'image sismique et d'ecarter les ambiguites a l'interpretation, un traitement complementaire a ete effectue sur les donnees sismiques des profils traversant les sites de forage 748, 751 et 750. Deux transformations de la trace sismique ont ete effectuees apres une deconvolution a phase nulle des coupes en amplitude preservee. La premiere transformation a ete l'inversion de la trace sismique qui permet de convertir, a partir des valeurs d'amplitudes des reflexions, une trace sismique en une pseudo-diagraphie de vitesse. La deuxieme transformation est l'analyse de la trace sismique complexe qui correspond a une technique de transformation des donnees sismiques conservant au signal sa signification locale. Les traces sismiques synthetiques ont ete calculees pour faire le calage des coupes sismiques avec les forages. Cette operation a permis de faire la correlation entre les coupes sismiques et les colonnes litho-stratigraphiques aux sites 748 et 750. Une analyse en termes de stratigraphie sismique a permis d'identifier huit sequences de depot dans la couverture sedimentaire du bassin

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Courrèges, Esther. « Plateaux de St-Paul & ; Amsterdam et Nord Kerguelen : interaction entre la dorsale SE Indienne et des points chauds ». Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2070.

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Résumé :

Les plateaux océaniques, présents dans tous les océans, sont généralement l’expression morpho – structurale de l’interaction entre une dorsale océanique et un point chaud. Ils constituent un réservoir important d’informations sur la physique et la chimie du manteau et sont donc l’objet d’études pluridisciplinaires, tant d’un point de vue géophysique, que géochimique et géologique. D’un point de vue cinématique, l’activité importante des points chauds est souvent associée à une rupture continentale ou à une réorganisation du mouvement des plaques tectoniques dans l’espace et dans le temps. Ainsi, dans l’Océan Indien, de nombreux plateaux océaniques se sont mis en place par interaction dorsale-point chaud, dont certains lors de grandes réorganisations cinématiques. La Province Nord du Plateau de Kerguelen et le Plateau de Saint-Paul & Amsterdam se sont mis en place à deux époques différentes, dans un contexte d’interaction dorsale-point chaud avec deux points chauds différents, mais impliquant la même dorsale SE Indienne, et affectant les mêmes segments de cette dorsale. L’analyse des données de géophysique a permis d’apporter de nouveaux éléments sur le mode de mise en place du Plateau de Saint-Paul & Amsterdam et des structures au pied de la Province Nord du Plateau de Kerguelen, ainsi que sur l’évolution de la segmentation de la dorsale SE Indienne lors de son interaction avec les points chauds de Saint-Paul & Amsterdam et de Kerguelen. L’intégration de ces éléments dans la reconstruction cinématique du SE de l’Océan Indien depuis l’époque de la séparation entre le Plateau de Kerguelen et Broken Ridge (~ 45 Ma) a permis de mettre en évidence l’impact de ces interactions dorsale-point chaud sur la géodynamique régionale.

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Sekma, Hela. « Flux de chaleur vers le pôle au travers du front sud du Courant Circulaire Antarctique : cas du passage de Fawn Trough, Plateau de Kerguelen ». Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066627.

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Résumé :

Les principaux mécanismes transportant la chaleur vers le pôle dans l'Océan Austral (OA) font encore l’objet d’un débat. L’idée admise stipule que le flux de chaleur vers le pôle à travers le Courant Circumpolaire Antarctique (CCA) est principalement dû aux tourbillons à méso-échelle, et que le flux de chaleur par le courant moyen est négligeable. Le flux de chaleur vers le pôle par ces deux méthodes a été estimé au niveau du passage Fawn Trough (FT), Plateau de Kerguelen. Il a été montré que le flux de chaleur tourbillonnaire dans la partie sud de l’OA est négligeable, tandis que celui par courant moyen le dépasse par deux ordres de grandeur. Les résultats suggèrent un nouveau mécanisme de transfert de chaleur par le courant moyen à travers le front sud du CCA. Ceci est dû à la rotation inhabituelle des courants, dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, avec la profondeur décroissante. Cette rotation est associée à une remontée importante des eaux, engendrée par des forts courants de fond qui s'écoulent à travers la topographie en pente du passage du FT. Les implications circumpolaires de ces observations locales sont discutées en termes de bilan de vorticité intégré sur la verticale, qui suggère que les six accidents topographiques le long du flanc sud du CCA transporteraient suffisamment de chaleur vers le pôle, afin d'équilibrer la perte océanique de chaleur dans la région subpolaire. Comme l'activité tourbillonnaire sur le flanc sud du CCA est trop faible pour transporter suffisamment de chaleur vers le pôle, la structure non-équivalente barotrope de l'écoulement moyen dans les passages topographiquement resserrés devrait suffire à accomplir la tâche requise
The major mechanisms of the poleward oceanic heat flux in the Southern Ocean (SO) are still in debate. The long standing belief stipulates that the poleward heat flux across the Antarctic Circumpolar Current (ACC) is mainly due to mesoscale transient eddies, and the cross-stream heat flux by time-mean flow is insignificant. The poleward heat flux due to the time-mean flow and to transient eddies is estimated across the the Southern ACC Front (SACCF) at the Fawn Trough (FT) Passage, Kerguelen Plateau, and the impact of each mechanism on the global heat balance in the SO is analysed. It is shown that the eddy heat flux in this southern part of the ACC is negligible, while that due to the mean flow is overwhelming by two orders of magnitude. Results suggest then a new mechanism of the cross-stream poleward heat flux by time-mean flow across the southern ACC front. This is due to the unusual anticlockwise turning of currents with decreasing depth, which is associated with significant bottom upwelling engendered by strong bottom currents flowing over the sloping topography of the trough. The circumpolar implications of these local observations are discussed in terms of the depth-integrated linear vorticity budget, which suggests that the six topographic features along the southern flank of the ACC equivalent to the Fawn Trough case would yield sufficient poleward heat flux to balance the oceanic heat loss in the subpolar region. As eddy activity on the southern flank of the ACC is too weak to transport sufficient heat poleward, the non-equivalent barotropic structure of the mean flow in several topographically constricted passages should accomplish the required task

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NOWACZYK, Antoine. « Communautés métazooplanctoniques de la zone épipélagique de deux environnements contrastés, le plateau des Kerguelen et la mer Méditerranée : caractérisation, distribution spatiale et rôle dans l'écosystème ». Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00745294.

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Résumé :

Le mésozooplancton de la couche épipélagique (0-200 m) a été étudié dans deux écosystèmes contrastés ; le premier se situe au niveau de la partie sud du plateau des Kerguelen et d'une partie de la zone HNLC (High Nutrient Low Chlorophyll) de l'océan Austral, à la fin de floraison estivale entretenue par des apports naturels en fer (KEOPS : janvier-février 2005). La deuxième étude s'est intéressée à l'ensemble de la Méditerranée, le long d'une radiale de 3 000 km caractérisée par un degré d'oligotrophie croissant d'Ouest en Est (BOUM juin-juillet 2008). La communauté mésozooplanctonique a été caractérisée à la fois par la description des stocks (abondance et biomasse) et de sa structure (composition taxonomique et spectre de taille). La distribution spatiale à l'échelle régionale a été étudiée et mise en relation avec différents paramètres environnementaux et trophiques. L'impact de la communauté sur les producteurs primaires a été également estimé à partir de l'analyse de différents processus physiologiques (ingestion, respiration et excrétion). La communauté mésozooplanctonique australe était caractérisée par de fortes abondance et biomasse sur le plateau des Kerguelen et plus faible en zone HNLC. Elle était composée essentiellement de stades copépodites avec une présence importante de mues et des taux élevés de respiration indiquant une croissance active. Cependant l'impact du broutage sur la production primaire était faible ce qui suggère l'utilisation d'autres ressources alimentaires tel que le microzooplancton. En Méditerranée, l'abondance zooplanctonique présentait un gradient croissant est-ouest auquel s'ajoutait un gradient nord-sud décroissant dans le bassin occidental. Cette distribution était fortement liée à la quantité de chlorophylle a. Le broutage du mésozooplancton sur les producteurs primaires était important. Les flux de matière liés à l'activité métabolique supportaient plus de 100 % des besoins de la production primaire en carbone, azote et phosphore. L'étude des relations entre la diversité spécifique et les variables environnementales (physique, chimique et biologique) a révélé une forte régionalisation en Méditerranée alors que sur le plateau des Kerguelen ces relations sont faibles.

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Koubbi, Philippe. « L'ichtyoplancton de la partie indienne de la province kerguelenienne (bassin de Crozet et plateau de Kerguelen) : identification, distribution spatio-temporelle et stratégies de développement larvaire ». Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066204.

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L'identification, la distribution spatio-temporelle et les stratégies de développement de l'ichtyoplancton de la partie indienne de la province kerguélenienne ont été étudiées. Les échantillons proviennent de campagnes océanographiques effectuées en 1987-1988 et 1991, et de prélèvements mensuels côtiers de fin 1986 a fin 1990. Spatialement, la topographie est primordiale en séparant les larves des espèces mésopelagiques des espèces démersales. Dans les baies et les fjords des iles Kerguelen, les compositions ichtyofaunistiques indiquent que les larves des espèces côtières, appartenant aux notothenioidei, se répartissent uniquement dans des zones abritées des vents. Par contre, les larves d'espèces du plateau se localisent principalement dans des zones plus exposées. A plus grande échelle, au niveau du bassin de Crozet, la position et la nature des fronts hydrologiques influencent la distribution spatiale de l'ichtyoplancton des espèces mésopelagiques: principalement des Myctophidae. Le role du front polaire antarctique est déterminant pour l'ichtyoplancton autour des iles Kerguelen, et celui du front subantarctique, pour le bassin de Crozet. Le transport des oeufs et des larves, des frayères jusqu'aux zones de croissance, par les courants et par l'action des vents sur la surface de l'eau a été démontré. La répartition temporelle des larves a été envisagée pour la zone des iles Kerguelen. Quatre périodes d'éclosions ou d'abondance larvaire ont été annuellement observées. Si la plupart des espèces n'ont qu'une période annuelle d'éclosion, deux pics de reproductions sont observés pour d'autres en relation avec l'age des géniteurs ou leur biotope. Ces périodes coincident avec des maxima de production des copépodes. Enfin, la phase larvaire dure de trois à six mois et exceptionnellement plus d'une année

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Liu, Yan. « Spatial and temporal patterns in diatom-prokaryote associations in the Southern Ocean ». Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2019SORUS213.pdf.

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Résumé :

L’interaction entre les micro-organismes a de profondes répercussions sur les cycles biogéochimiques de l’océan. Cependant, la question de savoir comment les microbes s’associent les uns aux autres aux échelles spatiale et temporelle et si les associations de diatom-procaryote et de DOM-procaryote affectent la distribution de ces trois composants est ouverte. Au chapitre 1, nous observons des compositions distinctes de diatomées et de communautés procaryotes parmi les principales zones océaniques. Des relations significatives entre les changements de composition des diatomées et des procaryotes ont été trouvées. Au chapitre 2, nous avons observé deux proliférations consécutives de phytoplancton, chacune composée d’assemblages de diatomées distincts. À l’aide d’une analyse de réseau, nous avons identifié deux groupes de diatomées ayant eu des modèles de corrélation avec des taxa procaryotes. Au chapitre 3, nous avons trouvé la composition distincte de la MOM et celle des procaryotes totaux et actifs sur et hors du plateau. Les corrélations DOM-procaryotes étaient plus fortes sur le plateau que sur le plateau. Les principaux groupes de procaryotes actifs fortement corrélés à la MOM étaient qualitativement similaires dans les deux écosystèmes et quantitativement plus élevés sur le plateau. Pris ensemble, nos résultats démontrent les associations significatives entre les diatomées et les procaryotes, et entre les procaryotes et les DOM. Les compositions des communautés procaryotes sont influencées à la fois par les diatomées et les DOM
The interplay among microorganisms profoundly impacts biogeochemical cycles in the ocean. However, the questions of how microbes associated with each other on the spatial and temporal scale, and whether the associations of diatom-prokaryote and of DOM-prokaryote affect the distributions of these three components are open. In chapter 1, we observed distinct compositions of diatom and prokaryotic communities among the major ocean zones. Significant relationships between compositional changes of diatoms and of prokaryotes were found. In chapter 2, we observed two consecutive phytoplankton blooms, each composed of distinct diatom assemblages. Using network analysis, we identified two groups of diatoms representative of the spring and summer bloom, respectively, that had opposite correlation patterns with prokaryotic taxa. In chapter 3, we found the distinct composition of DOM and that of total and active prokaryotes on and off the plateau. The DOM-prokaryote correlations were overall stronger on the plateau than that off the plateau. The key active prokaryotic groups that strongly correlated with DOM were qualitatively similar in both ecosystems and quantitatively higher on the plateau. Taken together, our results demonstrate the significant associations between diatoms and prokaryotes, and between prokaryotes and DOM. The compositions of prokaryotic communities are influenced by both diatoms and DOM

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Maraldi, Claire. « Modélisation de la dynamique barotrope de l'océan Indien Austral : application à l'altimétrie ». Toulouse 3, 2008. http://www.theses.fr/2008TOU30168.

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Résumé :

L'avènement de l'altimétrie satellitaire au cours de ces dernières décennies a permis d'observer l'océan global avec des couvertures spatiales et temporelles uniques. Ces données sont d'une très grande richesse pour l'étude de l'océan Austral, qui reste l'océan le moins connu de la planète. Pour permettre une exploitation précise des observations altimétriques, la contribution de l'ensemble de la dynamique haute fréquence de l'océan doit en être préalablement corrigée. Nous utilisons le modèle hydrodynamique aux éléments finis MOG2D/T-UGOm pour simuler la dynamique barotrope de l'océan Indien Austral en réponse à la marée d'une part et aux forçages atmosphériques d'autre part. Un travail préliminaire important de reconstruction de la bathymétrie, élément clef de la modélisation, a été effectué. En particulier, nous avons appliqué une méthode originale combinant des données de sondages sismiques, des mesures d'élévation et la modélisation de la marée pour redéfinir la bathymétrie sous la plate-forme de glace d'Amery. Les deux modèles de réponse barotrope de l'océan ont été validés à l'aide de mesures {\it in situ} et satellitaires d'élévation et de données de courant. La comparaison de nos solutions avec des modèles globaux a permis de mettre en évidence l'apport de la modélisation régionale en région côtière et sous la plate-forme d'Amery. Les modèles développés ont ensuite été étudiés. L'analyse de la simulation de marée a permis d'examiner et de comprendre la dynamique de la marée dans la région d'étude. Nous avons ensuite effectué un bilan d'énergie afin d'évaluer la consistance du modèle et de distinguer les régions de forte dissipation. Par ailleurs, grâce aux résultats de la modélisation avec le forçage météorologique, nous avons pu étudier la circulation barotrope de l'océan Indien Austral, caractériser ses modes de variabilités et quantifier l'impact des forçages mis en jeu. Enfin, l'analyse conjointe des vitesses de ces deux simulations, des courants géostrophiques baroclines et des courants d'Ekman a permis d'estimer le mélange latéral sur le plateau Kerguelen. Nous avons mis en évidence que ce mélange, principalement dû aux vitesses de marée, pouvait expliquer les limites de l'extension de la croissance phytoplanctonnique observée chaque année sur le Nord du plateau. Les modèles de la dynamique haute fréquence ont finalement été appliqués à l'étude des signaux altimétriques. Ils ont d'abord été utilisés en tant qu'indicateur pour connaître les régions de génération de marée interne. L'analyse des mesures altimétriques dans ces régions a permis de caractériser la signature de surface de ces ondes et d'estimer l'énergie dissipée par ce processus. Les solutions barotropes ont également servi à corriger les mesures altimétriques des processus haute-fréquence aliasés. L'impact des corrections régionales a été quantifié dans les régions côtières et sur la plate-forme de glace d'Amery. Les mesures altimétriques corrigées nous ont alors permis d'étudier la dynamique océanique locale autour des îles Kerguelen ainsi qu'un amincissement de la plate-forme de glace d'Amery en son milieu pendant la période d'acquisition ENVISAT
Seismic soundings, ice shelf elevation measurements and barotropic tide modelling, has been applied to estimate the bathymetry beneath the Amery Ice Shelf more accurately. The barotropic models have been validated by comparison with in situ and altimetric elevation measurements and current meter data. The comparison of our solutions with global models reveals the important role of regional modelling in coastal areas and beneath the floating ice shelves. The hydrodynamic model outputs have then been analysed. Further analysis of our regional tidal simulation has allowed us to examine and understand the tidal dynamics in the study region. We have then computed the energy budget to assess the model consistency and distinguish high dissipation sub-regions. In addition, using ECMWF atmospheric forced modelling, we could study barotropic circulation in the Southern Indian Ocean, characterize its modes of variability and quantify the impact of various forcing terms brought into play. Finally, the joint analysis of current velocities from the two simulations, baroclinic geostrophic and Ekman currents, has allowed us to estimate lateral mixing over the Kerguelen Plateau. Predominantly due to tidal velocities, this mixing explained the horizontal extension limits of the annual phytoplanktonic bloom observed over the northern plateau. Models of high frequency dynamics have also been applied to study altimetric signals. Firstly, they have been used as indicators to define regions of internal tide generation. By analysing altimetric measurements in these regions, we have characterized the sea surface signature of those waves, and estimated the energy dissipated through this process. The regional barotropic solutions have then served to correct altimetric measurements from aliased high frequency processes. The impact of these corrections has been quantified in coastal regions and beneath the Amery Ice Shelf. The corrected altimetric measurements have allowed us to study the local oceanic dynamics around the Kerguelen Islands. Over the Amery Ice Shelf, it has allowed us to observe a thinning of the floating shelf over its central part during the ENVISAT period

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Freise, Marcus. « Differenzierung von Basalten einer "large igneous province" am Beispiel des Kerguelen-Plateaus eine experimentelle Studie / ». [S.l. : s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=971919828.

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Queroue, F. « Trace metals distributions in the Southern Ocean : Kerguelen Plateau process study ». Thesis, 2015. https://eprints.utas.edu.au/22922/2/Queroue_whole_thesis_ex_pub_mat.pdf.

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Résumé :

The atmospheric concentration of carbon dioxide (CO2) is of a great interest for scientists since the largest contribution to Earth total radiative forcing is caused by the increase in the atmospheric concentration of CO2 since 1750 (IPCC 2013). Indeed, from 1750 to 2011, anthropogenic CO2 emissions have released 555 gigatons of carbon (GtC) that accumulated within different ecosystems and mainly in the atmosphere (240 GtC), 160 GtC have accumulated in natural terrestrial ecosystems and 155 GtC have been taken up by the ocean (IPCC 2013). Two processes lead to the transfer of CO2 from the atmosphere to the ocean: the physical and the biological carbon pumps (Fig. I.1). First, the physical carbon pump is initialized by the surface ocean, which constantly exchanges gases and heat with the low atmosphere. The solubility of CO2 in seawater increases when temperatures decrease. Thus, in the high latitudes, low temperatures, strong winds, and waves favour the transfer of CO2 into the ocean. Then, CO2 is exported beneath the ocean surface via the sinking of the cold CO2-rich waters. This physical removal of CO2 is also called the “solubility pump”. When these cold waters return to the surface ocean and warm up again, they release CO2 to the atmosphere. Secondly, the organic biological carbon pump is initialized in the surface ocean by phytoplankton, which assimilates carbon (C) via photosynthesis, converting CO2 and water in organic matter and oxygen (Fig. I.1). This process removes aqueous CO2 from the euphotic layer, where light penetrates sea surface, and leads to the storage of around 20% of the surface C inventory in the ocean interior (Laws et al., 2000; Falkowski, 2002). In addition, C can also be fixed by corals, foraminifera, coccolithophore or mollusk and crustacean as calcium carbonate to form protective coating or shells, however, this process is counter balanced by the production of carbonic acid, which increase the concentration of CO2 in seawater initiating a diffusive flux of CO2 from the ocean to the atmosphere, the so called carbonate counter pump. These are the reasons why the biological pump of C is a key regulator of the global C cycle. In its absence, atmospheric CO2 concentration would increase by approximately 50 % (200 ppmv), a considerable fraction compared to the present ~ 400 ppmv (Falkowski, 2002).

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Meyer, Amelie. « Diapycnal mixing and the internal wave field north of the Kerguelen Plateau ». Thesis, 2014. https://eprints.utas.edu.au/18702/1/whole-Meyer-thesis.pdf.

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Dissipating internal waves are the main source of mixing in the stratified ocean. Recent observational and modelling studies in the Southern Ocean primarily associate the generation of internal waves with either wind forcing or with rough topography. This work explores the nature of mixing and its sources north of the Kerguelen Plateau, a large topographic feature in the Southern Ocean. Based on novel observations, we present the distribution and intensity of mixing, and the internal wave field properties. This thesis includes (i) a regional description of the Kerguelen Plateau oceanographic characteristics; (ii) estimates of mixing and its sources; and (iii) a study of the internal wave field in the vicinity of the Plateau. The data consist of 914 temperature, salinity, pressure and horizontal velocity profiles from Electromagnetic Autonomous Profling Explorer (EM-APEX) floats deployed northeast of the Kerguelen Plateau in 2008. We are able to estimate diapycnal mixing in the upper 1600m of the water column. To estimate mixing, we apply both a Thorpe-scale analysis on density inversions and a shear-strain parameterization method and compare the estimates with direct microstructure measurements. The observational results provide the first clear connection between the distribution and intensity of mixing, and the associated internal wave field properties. In the Kerguelen Plateau area, mean mixing from the EM-APEX data is slightly larger (diffusivity of O(10-5m2s-1) than typical open-ocean background levels. Mixing intensities show strong spatial and temporal variability reaching considerably large values close to the Plateau (di�usivity of O(10

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Priebe, Louise M. Douglas. « Geochemical and petrogenetic effect of the interaction of the Southeast Indian Ridge and the Amsterdam-Saint Paul hotspot ». Thesis, 1998. http://hdl.handle.net/1957/28113.

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Holmes, TM. « The impact of volcanism on trace metal biogeochemistry in the Southern Ocean ». Thesis, 2019. https://eprints.utas.edu.au/31725/1/Holmes_whole_thesis.pdf.

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Iron (Fe) is now recognised as a limiting, or co-limiting, micronutrient for biological production in the ocean. Areas of the ocean that are high in the macronutrients nitrogen (N) and phosphorous (P) but low in chlorophyll producing organisms are known as HNLC regions and cover approximately one third of the world’s oceans, the largest of which is the Southern Ocean (SO). When coupled with the inhibition of nitrogen fixation by microbes under low Fe conditions in low-latitude regions, this means that Fe regulates biological productivity in as much as half the world’s oceans. As such, Fe plays a key role in biogeochemical cycling and the drawdown of carbon from the atmosphere. Sources of Fe to the SO include resuspension of coastal and shallow sediments, glacial and iceberg melt, seasonal sea ice retreat, island wakes, vertical diffusive flux, interaction between bathymetry and currents, dust deposition and hydrothermal inputs. Hydrothermal inputs, in particular, have gained increasing recognition in recent years as a previously overlooked source of Fe to the deep ocean that may potentially affect surface productivity in some ocean basins. Furthermore, shallow hydrothermal vents and subaerial volcanic islands, while less common than deep mid-ocean ridge vents, may supply Fe directly to the surface mixed layer. This dissertation explores the impact of both hydrothermal and subaerial aspects of volcanism on Fe biogeochemistry in the SO. First, the impact of hydrothermalism on Fe cycling in the SO is explored through an extensive compilation of global hydrothermal studies and hydrothermal Fe measurements. This review highlights a dearth of hydrothermal studies conducted in the SO, with only 72 of the 631 vents discovered located south of 30° at the time of writing. A total of 31 of the 72 SO vents are located in the upper 2000 m of the water column, with 16 located in the upper 1000 m, increasing the probability of hydrothermal Fe reaching surface waters transported in upwelling SO meridional circulation. However, with only a small fraction of the ~20,000 km of tectonic plate boundaries located in the SO surveyed to date, many more observations at hydrothermal vent sites and further investigation of Fe transport mechanisms are required in order to constrain the impact of hydrothermalism on the SO and global ocean Fe cycles. Within the Indian sector of the SO lies an oasis of relatively Fe rich waters overlaying the Kerguelen Plateau. At the southern part of the central Kerguelen plateau is an active volcanic hotspot, hosting two subaerial volcanically active islands, Heard and McDonald (HIMI), the former of which is largely covered by glaciers. Waters in the region are subject to an intense mixing regime, caused by shallow bathymetry and the location of the plateau in the path of strong currents associated with the polar front. Fed by the Fe rich waters formed on the plateau, a phytoplankton bloom on the order of thousands of square kilometres forms in the lee of the plateau annually each summer. Few studies to date have focused on HIMI due to its extreme isolation. As such, the role of HIMI in the region’s biogeochemical cycling is relatively unknown. In order to examine the impact of these subaerial volcanoes on biogeochemical cycling in the area, dissolved iron (DFe) and macronutrient (NO\(_3\)\(^-\), PO\(_4\)\(^{3-}\) and Si) data from waters surrounding HIMI was collected on the RV Investigator during the Heard Earth-Ocean-Biosphere Interactions (HEOBI) voyage (GEOTRACES process study GIpr05) in January to February 2016. Results show that DFe availability drives macronutrient uptake on the plateau. In late summer the majority of the plateau to the north of HIMI contains a deficit of DFe relative to macronutrients with respect to phytoplankton requirements, although dissolution of particulate Fe is expected to fulfil at least some of the Fe demand. Comparison of Fe:N and Fe:P drawdown ratios with the Redfield ratio indicate that recycling of Fe decreases near HIMI, indicating that Fe limitation is alleviated close to the islands. Comparison with data from the only previous study in the area shows that DFe distribution varies between years due to the complex oceanographic conditions on the plateau, with greatest variability observed over the rough bathymetry and strongly tidally influenced region closest to HIMI. Together these data highlight the central role of Fe and the complexity of biogeochemical cycling in the HIMI region of the Kerguelen plateau. Finally, processes supplying DFe around HIMI are further constrained by examining the DFe redox speciation and hydrogen peroxide (H\(_2\)O\(_2\)) chemistry in the region, analysed during the HEOBI voyage. Dissolved iron(II) (DFe(II)) is the reduced, short lived, potentially more bioavailable oxidation state of Fe in the ocean. Concentrations of DFe(II) in the surface ocean are inversely correlated to the concentration of reactive oxygen species such as H\(_2\)O\(_2\), which decrease DFe(II) half-life. Surface DFe(II) concentrations at the open ocean reference station were very low (<0.09 nmol L\(^{-1}\)), while stations near HIMI showed elevated concentrations over the entire water column (mean 0.24 nmol L\(^{-1}\) and 0.36 nmol L\(^{-1}\), respectively). At Heard Island, the greatest DFe(II) concentrations (max 0.57 nmol L\(^{-1}\)) were detected north of the island, and an inverse correlation of DFe(II) concentrations with salinity suggest the origin is from a marine-terminating glacier on the island. At McDonald Islands, the greatest DFe(II) concentrations (1.01 nmol L\(^{-1}\)) were detected east of the island which, based on water column profiles from five targeted stations and observed excess \(^3\)He concentrations, appears likely to originate from shallow diffuse hydrothermalism. DFe(II):DFe(total) ratios at the sites of high DFe(II) concentrations at Heard and McDonald Islands (25% and 37%, respectively) adds further evidence that strong, but different sources of reduced Fe exist at each of the islands. Furthermore, lack of correlation with H\(_2\)O\(_2\) and irradiance data suggest that over the plateau near HIMI, DFe(II) concentrations are more strongly governed by strong DFe(II) sources rather than by H\(_2\)O\(_2\) and irradiance. The findings presented in this thesis highlight the importance and sparse knowledge of the impact of hydrothermalism to Fe cycling in the SO, and significantly improve understanding of how the subaerial HIMI volcanoes influence biogeochemical cycling at a biological and volcanic hotspot in the SO.

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Subramaniam, RC-A. « Modelling energy pathways and spatio-temporal drivers of change for the Kerguelen Plateau food web ». Thesis, 2021. https://eprints.utas.edu.au/37871/1/Subramaniam_whole_thesis_ex_pub_mat.pdf.

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Résumé :

The Kerguelen Plateau is a biological hotspot and an important region for Southern Ocean fisheries. However, its remoteness and harsh environmental conditions make consistent sampling difficult. Therefore, significant knowledge gaps remain regarding regional-scale impacts of fishing and climate change. Very little is understood about the transfer of energy from prey to predators on the Kerguelen Plateau and even less is understood about how the food web is being impacted by fishing pressure and will be impacted by future climate change. Understanding the combined impacts of bottom-up and top-down processes on food web dynamics can help inform ecosystem-based management on the Kerguelen Plateau. The research in this thesis compiles current knowledge of the Kerguelen Plateau food web and uses Ecopath with Ecosim to explore ecosystem dynamics and identify the potential impacts of climate change and fishing over time and space. Previously published work to develop the first food web model with a balanced energy system for the Kerguelen Islands. This model forms the basis for the research in this thesis. Next, the entire plateau food web was incorporated by extending the domain of the model to include not only the waters surrounding the Kerguelen Islands but also the region further south surrounding Heard and McDonald Islands. This model was used to undertake a thorough exploration of food web structure and function, including answering questions regarding the transfer of energy through the food web and interactions between the fishery and the food web. Results from this work indicate that killer whales, cephalopods (squid) and myctophids (lanternfish) are key pathways for the transfer of energy from lower trophic levels to top predators while fishing activity (in the form of catch and by-catch) had little impact on overall food web dynamics. This work provides the first quantitative description of the food web on the Kerguelen Plateau. The Ecopath model was calibrated using time-series data, and the resulting Ecosim model was applied to explore climate and fishing impacts on the Kerguelen Plateau food web over the last 32 years (1986–2018). Model results again showed that fishing (fishing mortality) was not a driver of food web dynamics. Instead, analyses identified sea surface temperature, zonal wind speed and the Southern Annular Mode as drivers of biomass trends in the food web. Additionally, results indicate that Patagonian toothfish recruitment may be sensitive to surface warming. These results highlight the importance of considering environmental change in ecosystem-based management. Spatial differences in environmental processes, fishing pressure and marine protected areas (MPAs) on the Kerguelen Plateau could have local-scale impacts on the food web. The Ecosim model was spatially resolved by incorporating habitat maps in Ecospace. Food web dynamics were compared with fishing and without fishing present to evaluate spatial fishing impacts and food web distribution was evaluated in relation to the current locations of MPAs. Observed spatial distributions were replicated in the model and findings showed limited direct impacts of fishing on Patagonian toothfish and the food web. Modelled distributions showed that groups in the food web were well distributed within MPAs, indicating that current ecosystem-based management is representative of the food web. This thesis presents the first comprehensive analysis of food web dynamics on the Kerguelen Plateau. Results from this thesis identified key energy pathways, potential environmental drivers and evaluated the degree of protection provided by MPAs, all of which are important for conservation management and predicting Southern Ocean ecosystem response to change in the future. Findings suggest that current fishing for Patagonian toothfish is operating at sustainable levels and spatial management is representative of the food web. This work provides an important foundation for considering future ecosystem-based approaches, especially those that include climate change.

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Laurenceau, EC. « Ecosystem controls on carbon export efficiency from the naturally iron-fertilised phytoplankton bloom over the Kerguelen Plateau ». Thesis, 2015. https://eprints.utas.edu.au/23226/1/Laurenceau_whole_thesis.pdf.

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Résumé :

In the ocean, the perpetual 'snowfall' of biogenic marine particles exports organic carbon from the well-lit surface layer to the deep sediments, promoting its sequestration. The efficiency of this 'biological carbon pump' (BCP), presents strong spatio-temporal variations that are not yet fully explained. Changes in surface plankton communities and trophic interactions appear important because they lead to modifications of sinking particle characteristics (e.g. composition, structure, sinking velocity). These controls are explored here via the characterization of sinking particles originating from varying planktonic community structures and evaluation of their ability to export carbon. During the second KErguelen Ocean and Plateau compared Study (KEOPS2) conducted in Oct.-Nov. 2011, six sites were sampled over and downstream of the Kerguelen Plateau (Southern Ocean), where a mosaic of phytoplankton blooms of changing communities forms in response to natural iron fertilisation. Sinking particles were collected with free-drifting sediment traps at four mesopelagic depths to examine their form and composition, including optical characterization using polyacrylamide gel filled traps. Concurrently, aggregates were formed in roller tanks from surface water phytoplankton assemblages, to explore the intricate influences of particle size, structure and composition on the sinking velocity. At each site, carbon export efficiencies were calculated as the ratio of carbon flux to net primary productivity (e-ratio). High productivity was associated with the lowest carbon export efficiency (e-ratio ~0.02) while maximum export efficiency (e-ratio ~0.2) was found at low-productivity sites. Two explanations were identified. Firstly, at high-biomass sites, strong zooplankton grazing generated large fecal pellets sustaining high carbon fluxes at 100-200 m (180 mg C m⁻² d⁻¹). This export pathway represented a 'dead end' due to rapid attenuation of the fecal pellet flux at 200-400 m, releasing most of the carbon (48±21 % carbon flux decrease). Secondly, based on the roller tank results, the morphology of dominant diatom species appeared to be an important control on aggregate sinking velocities, possibly via species-specific coagulation efficiency affecting particle structure and density. At high-biomass sites, dominant small spine-forming species formed loose slow-sinking aggregates (~10 m d⁻¹), whereas chain-forming diatoms without spines, at low-productivity sites, produced compact fast-sinking aggregates (~250 m d⁻¹). The similarity of aggregate morphology and structure from roller tank and gel traps (2-D fractal number = 1.8 and 1.9 respectively), increased confidence in applying these results to in situ conditions. A generic 3-D physical-biogeochemical (BGC) model was modified to investigate conceptually the influence of planktonic community variations on carbon export efficiency through their control on detritus composition and sinking velocity. This was achieved by introducing in the model a variable detritus sinking velocity based on phytoplankton and zooplankton detrital fractions (using experimental results). Changes from a constant (100 m d⁻¹) to a variable sinking velocity induced a significant increase of the annual integrated carbon flux at 100 m (45±23 %) highlighting the importance of sinking velocity parameterisation in BGC models. Simulations indicate that export efficiency could depend upon subtle trophic interactions between phyto- and zooplankton communities influencing the relative rates of productivity and associated carbon flux and determining the conditions of biomass retention or export. The insights and tools developed here improve our understanding of how a climate-mediated shift of surface plankton communities can alter the efficiency of the BCP.

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Kelly, PS. « The ecological role of Salpa thompsoni in the Kerguelen Plateau region of the Southern Ocean : a first comprehensive evaluation ». Thesis, 2019. https://eprints.utas.edu.au/31522/1/Kelly_whole_thesis.pdf.

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Résumé :

Increasing numbers of gelatinous species may significantly alter the future structure and function of Southern Ocean ecosystems. Most notably, there is evidence of a possible increase in long-term abundance, coupled with a southerly shift in distribution, in the salp Salpa thompsoni. Identifying the effects of a potential shift from a Euphausia superba-based food web, to a salp-based food web is crucial for quantifying potential ecosystem energy-flow changes, and for facilitating robust approaches to ecosystem-based management. A lack of baseline information on Salpa thompsoni biology and ecology (against which to assess change in the ecological role) in the waters off East Antarctica is hampering understanding of the mechanisms underpinning the distribution and dynamics of this species, and therefore preventing researchers from predicting exactly how Southern Ocean salps will behave under forecast environmental change. This thesis examined the abundance and distribution patterns, population structure, environmental drivers, diet, and elemental and nutritional content of Salpa thompsoni populations in the Kerguelen Plateau during the 2016 summer. The Kerguelen Plateau is a hotspot for biological productivity, and a location of valuable toothfish fisheries. Furthermore, this thesis investigated the potential for resource overlap between Salpa thompsoni and Antarctic krill and compared the in-situ energetic potential of the two food sources. This research found that, during the 2016 summer, Salpa thompsoni occurred south of the Southern Boundary of the Antarctic Circumpolar Current (originally considered the southern limit of Salpa thompsoni distributions) in higher abundances than previously reported. Using generalised additive models, large blooms were associated with low-chlorophyll-a concentration and summer sea-ice retreat. A comparison of the distribution patterns of Salpa thompsoni and Euphausia superba identified potential for the habitats of the two species to overlap on both horizontal (latitudinal and longitudinal distribution) and vertical (water-column distribution) spatial scales. Evidence for food source overlap was provided by stable isotope and gut content analyses. While salps were once considered a trophic “dead-end,” improved dietary analysis methods now show Salpa thompsoni to be a valid food source for higher predators, albeit with unclear energetic value. In this research, protein and energy content analyses found Salpa thompsoni to be an energetically inferior food source for Kerguelen Plateau predators, containing significantly less protein and overall energy than Euphausia superba. The findings from this thesis, as well as the resultant datasets on Salpa thompsoni population dynamics, will have wide-ranging applications, including incorporation into ecosystem models and future studies on the changing ecosystem role of Southern Ocean salps.

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Pérez, Tribouillier HU. « Dissolved thorium, rare earth elements and neodymium isotopic composition in the Kerguelen Plateau : method development and application to quantify and trace lithogenic inputs ». Thesis, 2020. https://eprints.utas.edu.au/35248/1/Perez_Tribouillier_whole_thesis.pdf.

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Résumé :

The Southern Ocean (SO) is the largest high nutrient, low chlorophyll (HNLC) region in the global ocean, characterized by a minimum development of phytoplankton despite the abundance of macronutrients. The existence of such regions is caused by the absence of the bio-limiting trace element iron (Fe). In other ocean basins like the Atlantic and Pacific this limitation is overcome by the dissolution of aeolian dust. However, the SO is isolated from major dust sources. Here, the weathering and erosion of Subantarctic Islands, glacial run-off and resuspension of shelf-deposited sediments become the main source of lithogenic material. This lithogenic material naturally fertilizes surrounding waters with iron thus enabling the development of phytoplankton blooms, the largest of which occurs in the Kerguelen Plateau. The Kerguelen Plateau is the largest bathymetric barrier to the natural eastward flow of the Antarctic Circumpolar Current. Here, previous studies have demonstrated that the Heard and McDonald Islands located in the central part of the plateau and the Kerguelen Archipelago (northern part of the plateau) supply lithogenic material directly to the surface of the ocean. Additionally, the interaction between the ACC and the plateau causes dynamic conditions that can resuspend shelf-deposited sediments. These sediments release iron which can then be transported to the surface by vertical mixing or upwelling contributing with the natural fertilization over the plateau. The ACC can also transport Fe away from the plateau enabling the development of a plume with enhanced primary productivity that extends for several hundreds of kilometres east of the plateau. This bloom draws down atmospheric CO\(_2\) into the surface of the ocean and because this is a region of formation of intermediate and deep waters, this CO\(_2\) can potentially be incorporated into deeper layers of the ocean. Understanding the conditions that drive these seasonal blooms is difficult first because of the remoteness of the SO. Iron also has a very complex oceanic biogeochemical cycle with several inputs and sinks. However, other trace elements like thorium (Th) and Rare Earth Elements (REE), which are not required by phytoplankton, can help trace lithogenic inputs, and represent a valuable toolbox for the study of ocean processes. Furthermore, Th and REE have a coherent chemical behaviour and constrained sources to the ocean. In the particular case of \(^{232}\)Th and REE, their sources are the same as for Fe. This makes them suitable to trace iron inputs to the ocean. However, these elements and their isotopes are present in such low dissolved concentrations that rigorous analytical procedures are required in order to measure them in seawater. In this thesis I aim to: (1) Develop a new technique to simultaneously pre-concentrate (\(^{232}\)Th, \(^{230}\)Th) and neodymium (Nd) isotopes using the Nobias chelating resin. (2) Adapt an existing technique to measure dissolved REE in seawater using the same resin. (3) Apply the above-mentioned analytical techniques to increase the knowledge about the factors that drive the seasonal phytoplankton bloom in the Kerguelen Plateau region. In particular, to better constrain the sources and pathways of iron in the plateau, and to provide a new estimate of the fluxes of lithogenic material using dissolved thorium data. The results indicate that it is possible to accurately and precisely measure Th and Nd isotopes, as well as REE concentrations using the Nobias resin. This method drastically reduces sample processing time. The blank contribution of our techniques is comparable or less than previous studies. The analysis of different certified reference materials as well as intercalibration samples indicate an overall accuracy from both methods within 10% of the reported values and a long-term precision generally < 5%. We demonstrate that \(^{230}\)Th can be used to provide a scavenging residence time based on its disequilibria from its parent nuclide 234U. Following this approach, we calculate a residence time for the upper 500 m of the water column of ~ 260 days. We employ this residence time to calculate a dissolved \(^{232}\)Th flux. Using the \(^{232}\)Th concentration of the lithogenic material from the plateau and an estimated Th solubility of (1-20%) we obtain a dissolved lithogenic flux that ranges from 7 to 810 mg m\(^{-2}\) day\(^{-1}\). This value is comparable to other studies in the Southern Ocean, and particularly similar to previous determinations of particulate fluxes in the Kerguelen Plateau using sediment traps (35-628 mg m\(^{-2}\) day\(^{-1}\)). The REE and εNd data confirm suggestions by previous studies that the predominant source of lithogenic material that fuels the bloom originates in the Heard and McDonald Islands, and surrounding shallow shelf. However, our results disagree about the relative importance to the region of material sourced from the Kerguelen archipelago. Europium and cerium anomalies, as well as the Nd/Yb normalized ratio and the εNd of our data, together with data from previous studies clearly indicate that the Polar Front acts as an effective barrier to the dispersal of lithogenic material (and likely Fe) sourced from the Kerguelen archipelago. This thesis has improved constraints on the sources of Fe that allow the development of primary productivity around the Kerguelen Plateau region. However, some uncertainties remain. A more detailed sampling of the area between Heard and McDonald Island and the Kerguelen Islands will help to completely constrain the factors that drive the bloom in the region. Our results also indicate the need for more detailed studies that establish the solubility of Th not only from material from our area of study but in general of the lithogenic-sourced particles in the ocean. Finally, the method development in this study also represents a breakthrough in the way Th and Nd isotopes can be pre-concentrated from seawater. In particular, this method has the potential to be applied at sea reducing the amount of sample that needs to be brought back to land and eliminating the need for sample storage and transport.

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Whitehead, Jason (Jason Matthew). « Cenozoic palaeoenvironment of the Southern Ocean and East Antarctica : geological and paleontological evidence from the Kerguelen Plateau, Vestfold Hills and Prince Charles Mountains ». Thesis, 2000. https://eprints.utas.edu.au/22065/1/whole_WhiteheadJasonMatthew2000_thesis.pdf.

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Résumé :

Southern Ocean and Antarctic sediments from the Kerguelen Plateau, Vestfold Hills and Prince Charles Mountains contain evidence that suggest climatic conditions and ice sheet volume have fluctuated during the Cenozoic. Geological and palaeontological data show that at certain intervals the Antarctic climate was significantly warmer, and the East Antarctic Ice Sheet smaller, than today. Marine fossils are used to date these intervals of ice sheet reduction and to reconstruct the associated climatic conditions. The findings are compared with previous geological and ice sheet computer modeling studies, to help reconstruct Antarctica's climate history and test predictive models for ice sheet response to future global warming. Fluctuating climatic conditions were identified in Quaternary and Pliocene marine sediments from the Southern Kerguelen Plateau. Unconformities formed during intense glacial intervals, when the velocity of the Antarctic Circumpolar Current increased. Deposition occurred during warmer climatic intervals. During the late Pliocene, 3.1 - 2.64 Ma and 3.2 - 3.1 Ma, the summer sea-surface temperature (SST) was 4.5 C0 warmer than today at 62° S. This could have occurred only if the Antarctic Polar Front Zone was either -1200 km further south or the temperature gradient across the associated fronts became significantly shallower. Pliocene (4.5 -4.1 Ma) marine sediments of the S0rsdal Formation (Vestfold Hills) were also deposited when the summer SST was between 1.6° and 3.0 C0 higher than today. When such temperatures are compared to glacial models, an increase in ice sheet volume would be expected due to increased snow accumulation versus ablation. Previous work - suggests that the S0rsdal Formation was deposited when the ice margin was -50 km further inland. This suggests that a lower temperature than that proposed by earlier glacial models is required for ice sheet retreat. These findings may support more recent modeling studies that indicate ice sheet reduction can occur due to minor increases in water temperature. The Pagodroma Group, in the northern Prince Charles Mountains, consists largely of diamict, and to a lesser degree, siltstone and sands deposited in the Lambert Graben during intervals of glacial retreat. In situ and glacially reworked marine diatoms on the Amery Oasis and Fisher Massif suggest that marine conditions occurred >250 km inland from the modem Amery Ice Shelf edge in the Plio-Pleistocene (3.1 - 1 Ma), Pliocene (4.9 - 3.7 Ma) and middle Miocene (12.2 - 11.7 Ma), and >300 km inland in the Miocene (14.2 - 12.5 Ma and 14.2- 6.2 Ma) and Oligocene (-36.6 - 30.2 Ma). Diatoms also provide an age control for three formations in the Pagodroma Group. Glacially reworked diatoms and stratigraphic relationships indicate that the Mt Johnston Formation, on Fisher Massif was deposited sometime between 36.3 - 12.5 Ma. In situ marine diatoms in Middle Miocene (14.2 - 12.5 Ma) siltstone from the Fisher Bench Formation, on Fisher Massif, suggest a summer SST of 3.5° to 5°C. An associated relative mean annual air temperature rise > 15 C°, during ice shelf absence, caused deglaciation of the Lambert Graben, and is consistent with the predicted response from glacial models. The Bardin Bluffs Formation was deposited in the Amery Oasis 3.1 - I Ma. The lithostratigraphy of the formation indicates that the ice sheet volume varied greatly. The Cenozoic geology of the central Menzies Range in the Southern Prince Charles Mountains is described. Glacial landforms and deposits formed more recently than 40 Ma during two climate phases. The first phase was warmer than today, and wet-based glacial conditions existed. Associated deposits consist of glacial diamict, lacustrine siltstone and sand deposited in a terrestrial alpine glacial environment. These deposits may be contemporaneous with the Pagodroma Group; however, age relationships are yet to be determined. The second climate phase was cold and similar to today's, and caused relatively minor glacial erosion and deposition. Previous researchers have found controversial terrestrial higher plant fossils in the Transantarctic Mountains, which indicate a warmer Antarctic climate sometime in the late Neogene. The lack of a similar flora in the Vestfold Hills and Prince Charles Mountains may reflect earlier denudation of this vegetation during ice sheet development. However, biogeogeographical barriers may have prevented re-colonisation from the Transantarctic Mountains to other East Antarctic regions during later episodes of deglaciation in the Lambert Graben catchment identified in this study.

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Freise, Marcus [Verfasser]. « Differenzierung von Basalten einer "large igneous province" am Beispiel des Kerguelen-Plateaus : eine experimentelle Studie / von Marcus Freise ». 2004. http://d-nb.info/971919828/34.

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Thèses sur le sujet « Plateau des Kerguelen »

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