Les isotopes du carbone et de l’oxygène dans les mers post-glaciaires du Québec Carbon and oxygen isotopes in the post-glacial seas of Québec

Résumé

Les analyses préliminaires des compositions isotopiques du carbone et de l’oxygène des faunes, sédiments et concrétions calcaires ont permis de définir les domaines respectifs de composition de chacune des mers post-glaciaires du Québec. Si les mers de Goldthwait, d’lberville et de Tyrrell ont des compositions voisines de celles des mers arctiques actuelles, les bassins fermés, telle la mer de Champlain, s’en écartent considérablement. La contribution des eaux de fonte de la glace, et plus généralement des eaux continentales, engendre des compositions isotopiques très négatives. Les variations de composition dues à ce facteur masquent, par leur amplitude, celles que l’on pourrait attribuer à d’éventuelles variations des températures moyennes des eaux. Des écarts de composition isotopique apparaissent systématiquement entre les faunes très littorales et celles d’eaux plus profondes. Ils traduisent l’existence des couches d’eaux de salinité et de température différentes. Une parenté de composition isotopique d’ensemble apparaît entre la mer de Champlain et l’actuelle baie de James. On peut donc y supposer des conditions hydrologiques voisines. Enfin, l’existence de compositions isotopiques homogènes dans les concrétions calcaires de chacun des bassins démontre que la plupart des concrétions sont diagénétiques hâtives. L’ensemble de ces données nous conduit à envisager également l’existence, au moins en profondeur, d’eaux plus ou moins déficitaires en ¹⁴C dans la plupart des bassins marins. Par conséquent des âges ¹⁴C coquilles trop grands, par rapport à ceux obtenus sur des végétaux continentaux en équilibre isotopique direct avec le ¹⁴C atmosphérique, pourront en découler.

Abstract

Preliminary investigations of isotopic compositions of faunas, sediments and calcareous concretions from the postglacial seas of Québec, permitted to define an average range of composition for each of them. The Goldthwait, Iberville and Tyrrell seas have compositions similar to those presently found in Arctic waters. On the contrary, closed basins, such as the Champlain Sea, show marked negative compositions which can be attributed to influx of melt-water and more generally, continental waters. The amplitude of the variations due to that factor masks isotopic changes brought about by temperature fluctuations. Systematic differences of composition exist between shallow and deep water faunas. Those can be related to the presence of water layers which have different salinity and temperature. The similarities in the isotopic composition range between the Champlain Sea and the present James Bay tend to indicate a gross similar hydrological system. Finally, the homogeneity of isotopic composition of calcareous concretions in each basin show that most of the concretions are formed shortly after deposition of the sediments. In addition, the isotopic data suggest that waters, at least the deeper waters, have a deficit in ¹⁴C in most marine basins. This would yield greater ¹⁴C ages for shells, compared to those obtained with continental wood in isotopic equilibrium with the atmosphere.