Changes in ecosystems, climate and societies in the Jura Mountains between 40 and 8 ka cal BP

International audienceWe present radiometric, palaeoclimatological, palaeoenvironmental and archaeological data for the period 40 000–8000 cal BP in the Jura Mountains (eastern France). These mountains culminate at ∼1700 m a.s.l. and are today characterised by a semi-continental climate. During the Last Glacial Maximum, the range supported a local ice cap. While recent data suggest a possible early ice-cap development during MIS 4, the chronology of the regional LGM and following deglaciation has still to be refined. The complete disappearance of the local ice cap at ca 17 000–16 600 cal BP marked the beginning of accumulation of sediment archives in the Jurassian lakes and mires, which favoured the reconstruction of past changes in climatic and environmental conditions, in addition to faunal remains found in caves and in archaeological sites. Three main successive stages may be distinguished regarding the history of societies. The first stage at ca 40 000–18 700 cal BP was characterized by very few archaeological sites with only discontinuous intermittent occupations, always located outside the Jura range. The second stage, around 18 700–11 700 cal BP, corresponded to an increase in the population density, as suggested by an increasing number of archaeological sites and a progressive colonisation of elevated areas of the Jura Mountains. The third stage at ca 11 700–8000 cal BP coincided with a reinforcement of settlement in the lowland areas as well as a development of long-term occupations in elevated areas. The millennial-scale GS-1 cold event had a more long-lasting and stronger impact on societies than did the 200 year-long 8.2 ka cold event

VARIATIONS DEPUIS 10000 ANS DE LA REPARTITION ET DE LA PRODUCTIVITE DES FORETS D'ALTITUDE DANS LES ALPES ET LE JURA ET SIMULATION DES CHANGEMENTS FUTURS

Ce travail repose sur les charbons de bois enfouis dans les sols et les autres macrorestes ont été datés par 14C et identifiés botaniquement, et pour un site particulier (lac Cristol), sur les analyses de pollens, d'insectes, de macro-restes végétaux, charbons de bois et tronc d'arbres ont été combinés en une « approche multi-proxy » afin de mieux comprendre les variations de la forêt de montagne en réponse aux changements climatiques globaux et à l'activité anthropique. Les variations de la limite de la forêt sont de plus de 500 m durant l'Holocène. La période la plus chaude semble avoir été 9000-8000 ans cal B.P. (années calendaires avant le présent). Les hauts niveaux lacustres du début et de la fin de l'Holocène sont de natures en fait assez différentes. Au début de l'Holocène ils sont principalement dus à une évapotranspiration plus faible, et à la fin de l'Holocène à des précipitations plus élevées. L'ensemble de ces informations a permis de tester un modèle de végétation (Biome3) par une utilisation en mode inverse et à essayer de prédire l'évolution de la végétation. Un doublement de CO2 permet à la végétation d'évoluer vers des conditions plus tempérées. Une « forêt mixte tempérée », pourra devenir une forêt décidue tempérée grâce à des hivers nettement plus doux et à une meilleure efficacité dans l'utilisation de l'eau en été. Ces sites d'altitude ont connu une telle végétation entre 9000 et 8000 ans cal B.P

Chronologie et spatialisation de retombées de cendres volcaniques tardiglaciaires dans les massifs des Vosges et du Jura, et le plateau suisse

L’établissement d’une chronologie précise des différents événements climatiques du Tardiglaciaire et de l’Holocène nécessite l’emploi de différents moyens de datation. Parmi ceux-ci, la téphrochronologie apparaît comme un outil permettant à la fois une datation précise et une synchronisation à l’échelle inter-régionale de ces événements. Dans le cadre de l’étude de l’enregistrement des variations du climat ayant régné en Europe de l’Ouest durant les 20 000 dernières années, des niveaux de téphras et de « cryptotéphras » ont été détectés dans des remplissages de lacs situés dans les massifs du Jura, des Vosges et sur le Plateau suisse. Certains de ces niveaux étant invisibles à l’œil nu, leur détection a été rendue possible grâce à l’emploi de la mesure de la susceptibilité magnétique à un pas de 5 mm. Nos observations permettent de compléter l’extension géographique de la bordure ouest du nuage de dispersion méridional du Laacher See Tephra (env. 12900 ans, Eifel, Allemagne) déjà observé dans d’autres remplissages lacustres du Jura et de l’Europe de l’Ouest et du Nord. Dans les sites étudiés, les échardes de verre volcanique présentent des compositions chimiques comparables à celles des phases les plus jeunes du Laacher See Tephra. D’autres niveaux de téphras, non répertoriés jusqu’à présent dans cette région, ont été détectés et caractérisés. Deux niveaux, très discrets et uniquement présents dans les sites du massif du Jura et du Plateau suisse, sont caractérisés par des âges et compositions chimiques de phénocristaux compatibles avec les produits émis par le Puy de la Nugère (Chaîne des Puys, France) pendant l’Allerød (autour de 13300 ans). Les sites du massif des Vosges, quant à eux, sont caractérisés par l’occurence d’un téphra rhyolitique, le Vedde Ash (env. 12000 ans), déposé durant le Dryas récent. Actuellement, il s’agit là de l’occurence la plus méridio‑occidentale de ce téphra. Nos résultats complètent la téphrochronologie tardiglaciaire de l’Est de la France et offrent donc un « pont » chronologique supplémentaire entre les séquences sédimentaires nord- et centreeuropéennes et celles situées plus à l’ouest. Ils soulignent l’importance du Laacher See Tephra et du Vedde Ash pour les études paléoenvironnementales dans cette partie de l’Europe puisque ces deux téphras encadrent la limite Allerød - Dryas récent et permettent, pour cet intervalle de temps, de pallier l’absence de données radiochronologiques.Establishment of a precise chronicle of the lateglacial and holocene climatic variations requires the use of various dating methods. Among them, tephrochronology allows high-resolution dating and synchronization of these events at a regional scale and sometimes at a continental scale. Study of the record of the climatic variations occuring in western Europe since twenty thousands years leads to the discovery of tephras levels and “cryptotephras” in sediments cored in lakes from the Jura and Vosges mountains, and the Swiss plateau. Some of these levels are invisible to the naked eye. Their detection was obtained using magnetic susceptibility measurement with a 5 mm step along the cores. Our observations allow to complete the western boundary of the southern distribution of the Laacher See Tephra (ca. 12,900 yr, Eifel, Germany). This tephra has been already described in others lacustrine sequences from the Jura and the western and northern Europe. In the sites we have studied, the volcanic glass shards show geochemical compositions comparable to those of the youngest phases of the Laacher See Tephra eruption. Other tephra levels, never described in this region until then, have been detected and characterized. Two very discrete tephra levels, only observed in sites from the Jura and the Swiss plateau, present ages, mineral assemblages and chemical compositions close to those of tephras that were emitted by the Puy de la Nugère (Chaîne des Puys, France) during the Alleröd (about 13,300 yr). Sites from the Vosges mountains are characterized by the occurrence of the rhyolitic Vedde Ash (ca. 12,000 yr, from the icelandic Katla volcano), deposited during the Younger Dryas. Presently, this is the most southwestern occurrence of the Vedde Ash. Our data make up the Eastern France Lateglacial tephrochrology and offer an additional chronological bridge between sedimentary sequences from northern and central Europe and those situated more westerly. They show the importance of the Laacher See Tephra and the Vedde Ash for palaeoenvironmental studies in western Europe since they are flanking the AllerödYounger Dryas transition and allow to compensate the lack of radiochronological data