Endostromatolites from permafrost karst, Yukon, Canada: paleoclimatic proxies for the Holocene hypsithermal.

ENDOSCOPES; BIOMINERALIZATION; COLUMBIA Aquifer; HOLOCENE paleoceanography

YUKON (Okla.); OKLAHOMA; UNITED States

A remarkable biogenic calcite precipitate forms carpets of finely laminated ~1 mm diameter columns lining fissures within limestone bedrock in the permafrost regions of the northern Yukon. This material, "endostromatolite," for its laminated morphology and growth hidden within the carbonate rock, is ubiquitous within limestone terrains of the Arctic and grew during the early Holocene hypsithermal. Dissolution on the interior fissure faces is accompanied by biomineralization of the opposing faces; a previously unrecognized weathering process in permafrost regions. Occurrence is restricted to outcrops with a southern orientation in permafrost regions, in this case, from the Ogilvie Mountains, northern Yukon. Growth occurs in water-saturated talik during periods of permafrost degradation during insolation maxima. Their enriched δ13C values (–1.7‰ to 11.4‰) are generated in a methanogenic environment during anaerobic degradation of soil-derived organic carbon. A paleotemperature signal extracted from the δ18O values demonstrates that growth occurred during a hypsithermal period with an average summer air temperature 7 ± 2 °C higher than today. Corrected radiocarbon age measurements of the calcite and organic matter preserved within the endostromatolites indicate that biomineralization occurred during the late Pleistocene – early Holocene hypsithermal event. Profiles along the columns document late Pleistocene climate improvement, with maximum warmth coincident with the insolation maximum for 65°N, followed by cooling and end of growth in the mid to late Holocene. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Un remarquable précipité de calcite biogène forme des tapis de colonnes finement laminées ~1 mm de diamètre qui tapissent les fissures dans le socle calcaire dans des régions de pergélisol du nord du Yukon. Ce matériau, « endostromatolite » pour sa morphologie laminée et sa croissance cachée à l'intérieur de la roche carbonate, se retrouve partout à l'intérieur des terrains calcaires de l'Arctique et a crû au cours de l'Hypsithermal à l'Holocène précoce. La dissolution sur les faces intérieures des fissures est accompagnée de la biominéralisation de la face opposée, un processus d'altération non reconnu auparavant dans les régions de pergélisol. L'occurrence est limitée aux affleurements orientés vers le sud dans les régions de pergélisol, dans le cas présent, des monts Ogilvie, dans le nord du Yukon. La croissance a lieu dans des taliks saturés d'eau au cours de périodes de dégradation du pergélisol durant le maximum d'insolation. Leurs valeurs enrichies δ13C (–1,7 ‰ à 11,4 ‰) sont générées dans un environnement méthanique durant la dégradation anaérobie de carbone organique dérivé du sol. Un signal de paléotempérature extrait des valeurs δ18O démontre que la croissance s'est produite durant une période hypsithermale avec des températures moyennes en été de 7 ± 2 ºC plus élevées que celles de nos jours. Les mesures d'âge radiocarbone corrigées de la calcite et de la matière organique préservée dans les endostromatolites indiquent que la biominéralisation a eu lieu au cours de l'Hypsithermal du Pléistocène tardif – Holocène précoce. Des profils le long des colonnes documentent l'amélioration du climat au Pléistocène tardif, avec le maximum de chaleur coïncidant avec l'insolation maximale pour 65 ºN, suivi d'un refroidissement et la fin de la croissance à l'Holocène moyen à tardif.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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