This thesis refines and develops understanding of the ecological and climatic characteristics of early Middle Pleistocene (MIS 19-13, c. 780-430 ka) interglacial environments in Britain. This period is characterised by globally muted (i.e. low amplitude) glacial-interglacial cycles, which increased in amplitude c. 430 ka with the Mid-Brunhes Transition (MBT). However, the influence of these global climatic characteristics on climates and ecology at regional and local scales is yet to be fully understood. Local ecological processes, particularly disturbance processes, have also received limited attention in pre-Holocene interglacial settings, despite their likely importance for vegetation and habitat structure. Chapters 4, 5 and 6 present in-depth multi-proxy palaeoenvironmental studies from three early Middle Pleistocene sites: West Runton, Pakefield and Brooksby. A combination of Coleoptera, pollen, coprophilous fungal spores, microcharcoal and sedimentology is used to reconstruct local ecological attributes for each site. Multivariate analyses of these datasets indicate the importance of disturbance processes (herbivore activity, wildfire, hydrogeomorphic processes) in driving and maintaining local vegetation structure and habitat heterogeneity. This is explored further (in Chapter 8), emphasising the apparent importance of site-specific factors, rather than those shared between sites, in determining the relative influence of each disturbance factor. In Chapter 7, new approaches to the coleopteran Mutual Climatic Range (MCR) method are applied to a suite of coleopteran records from interglacial sites spanning the Middle and Late Pleistocene (c.712-126 ka, MIS 17-5e). Summer temperatures, winter temperatures and temperature seasonality are reconstructed, to test whether there is evidence for MBT expression in Northwest European thermoclimates. No evidence for this is found, and it is suggested (in Chapter 8) that MBT expression in this region may instead be reflected in hydroclimatic variables (e.g. enhanced annual precipitation). Finally, it is suggested that disturbance processes and potentially wetter climates were beneficial to contemporary Lower Palaeolithic populations in Northwest Europe.

No

The climate and vegetation history of the Middle Pleistocene transition in the interior of British Columbia (BC) is poorly understood due largely to the lack of records. Sediments from the overburden of the Teck Highland Valley Copper mine (HVC) of British Columbia straddle the Brunhes-Matuyama paleomagnetic transition, providing a opportunity to study this critical Pleistocene interval. The stratigraphy was described and sampled for paleomagnetic and pollen/spore analysis at reconnaissance scale. The HVC sediments consist mainly of (from bottom to top) a lower glacial drift, >50 m of lakebed sediments, ~50 m of gravel fan deposits, and a >60 m thick drift of mostly glacial till. These units were deposited by a valley glacier, lake, fluvial/debris flow events, and an ice sheet, respectively. Pollen and spore analyses, reveal at least 11 climate-vegetation intervals (9 zones, 2 more possible ones). These are broadly classified as either warm Pinus-Picea parkland and forest, cold Selaginella-rich steppe or arid Artemisia-Poaceae steppe. These intervals suggest a long paleo-environmental record at HVC and indicate fluctuations between glacial and interglacial climates which can tentatively be placed with Marine Isotope Stages 23 through 16 and younger. The HVC record is a unique sequence with the potential to reveal a much more detailed history of this critical time in Earth’s past. Implications of these findings are discussed. / Graduate / 2018-12-06

Les différentes et nombreuses études menées sur le biface depuis le XIXème siècle, révèlent une multiplicité de fonctions potentielles, donnant l’image d’un outil polyfonctionnel. Néanmoins, cette vision est biaisée et découle de l’absence de corrélation entre les données issues des analyses fonctionnelles et la classification typologique en vigueur. Ainsi l’objectif de ce travail est de constituer des groupes d’outils bifaciaux aux potentiels fonctionnels communs et de les rattacher, quand cela est possible, à un mode d’action spécifique. Pour cela, ce travail se propose de corréler les données productionnelles et fonctionnelles par le biais d’une analyse structurelle, expérimentale et tracéologique. Cette dernière a été effectuée aux dépens de 5 séries de bifaces provenant de 4 sites du Sud-Est de la France, datés du Pléistocène moyen. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence neuf groupes de bifaces avec des potentialités fonctionnelles spécifiques. Parmi ces groupes, trois sont corrélés à des fonctionnements eux-mêmes particuliers. Ainsi, pour les sites étudiés, le terme de biface recouvre a minima trois types d’outils : des outils de coupes rentrantes caractérisés par un tranchant d’angle aigu sur un bord en association avec la pointe ; des outils de coupe en percussion lancée caractérisés par un tranchant transversal sur un support avec une base corticale épaisse ; et des outils portant des traces de percussion sur une pointe robuste associée à une base épaisse et corticale, potentiellement destinés à fouir/creuser. Il apparaît ainsi que, dans le Sud-Est de la France au Pléistocène moyen, le biface n’est pas un outil polyfonctionnel. Le terme recouvre ici plusieurs groupes d’outils bifaciaux aux potentialités fonctionnelles diverses. Deux fonctionnements principaux - translation longitudinale et percussion lancée indirecte - sont associés à des outils bifaciaux présentant des morphologies spécifiques. Il est possible d’observer un usage du façonnage bifacial différent en fonction des gisements. Les différents outils bifaciaux ne sont pas tous représentés de la même manière, reflétant des contraintes extrinsèques ou intrinsèques et ajoutant de la variabilité à la définition de l’Acheuléen. / Since the XIX century dinstinct and numerous studies on bifaces reveal a multiplicity of potential function, giving the impression of a multifunctional tool. However this vision is biased and come from the absence of correlation between data from functional analyses and data from typological classification. Thus the objective of this work is to compose bifacial tool group depending from them potential function and when it’s possible to link them to a specific action.For this purpose, this works intend to correlate productional and functional data by structural, experimental and traceologic analyses. The latter has been done on 5 biface serie from 4 sites in the South-East France, dated from the Middle Pleistocene.Achieved results highlight nine biface groups with specific functional potentiality. Among these groups, three are correlated with particular function. Thus, for the site studied, the term biface cover a least three tools type: “coupe rentrante” tools characterize by an acute angle edge on a board associated with the tip; cutting tools in pitched percussion characterize by a transversal edge on a support with a thick cortical base; and tools bearing percussion marks on a robust tip associate to a thick and cortical base, potentially aim to dig.In the South-East France during the Middle Pleistocene the biface doesn’t appears to be a multifunctional tool. This term cover here different bifacial tool group with diverse functional potentiality. Two principal functions – longitudinal translation and indirect pitch percussion- are associate to bifacial tools presenting specific morphology. It is possible to observe a different use of the bifacial “faconnage” depending the deposit. Bifacial tools are not represent in the same way, reflecting extrinsic or intrinsic constraint and adding variability for the Acheulean definition.

Dans le système climatique global, l’océan Atlantique Nord est considéré comme une région très sensible qui joue un rôle crucial pour la dynamique de l’hémisphère nord via la circulation méridienne de retournement de l'océan Atlantique (AMOC), dont fait partie le système de front/courant des Açores. La thèse a pour but d’analyser les interactions hydrographiques et climatiques complexes dans la région des Açores, pour le Pléistocène moyen­‐Holocène, par l’analyse des foraminifères planctoniques de deux carottes prélevées en 2013 (Oceanograflu 2013), dans le segment OH1 de la ride médio-atlantique. La thèse est structurée en trois chapitres/articles qui présentent les principaux résultats et leur interprétation. Le premier article a pour but d’établir le modèle d’âge le plus précis possible et de tracer l’histoire de la production/préservation des carbonates dans la région des Açores, au cours du dernier cycle glaciaire. Pour ce faire, les valeurs de carbonate et δ18OG.ruber des deux carottes ont été analysées à haute résolution. Par ailleurs, l’application de la «Modern Analog Technique» à l’analyse des assemblages des foraminifères planctoniques a permis d’estimer les variations de température des eaux de surface (SST-mat). Les courbes d’abondance des espèces résistantes et sensibles à la dissolution ont permis de mettre en évidence d’éventuels intervalles de plus forte dissolution. La partie supérieure de chaque carotte a été datée par spectrométrie de masse (AMS)14C sur les tests de foraminifères. Le modèle d’âge adopté se base également sur la corrélation entre les courbes de δ18OG.ruber et l’enregistrement haute résolution du δ18OG.bulloides de la carotte MD95-2042 (Shackleton et al. 2000) de la marge ibérique, récemment recalibrée en utilisant les données synthétiques LS16 de δ18O (Lisiecki and Stern 2016) relatives aux foraminifères benthiques. L’analyse spectrale a permis de démontrer que les oscillations des valeurs de carbonate et du δ18OG.ruber, lors des derniers 144ka, sont contrôlées par un forçage climatique (orbital et sub-orbital) dans la région des Açores. La comparaison des courbes de carbonate et celles des espèces résistantes à la dissolution, pour les deux carottes situées à des profondeurs différentes, a permis de montrer les variations verticales de la lysocline de la calcite, en particulier lors des évènements de refroidissement plus extrêmes, par exemple à 22,1 kyr avec une remontée de la lysocline de 1000m environ. Le deuxième article essaie de reconstituer la variabilité complexe de l’hydrographie et de la paléoproductivité de l’Atlantique centre Nord lors des derniers 144 kyr grâce à l’analyse des assemblages des foraminifères planctoniques combinée à celle des variations de la température des eaux de surface (SST­‐mat). Les fluctuations d’abondance d’espèces actuellement caractéristiques de masses d’eau et/ou des systèmes de front/courant dans l’Atlantique Nord ont été utilisées comme traceurs paléocéanographiques. Cette approche a permis d’évaluer la migration latitudinale/longitudinale du système de front/courant des Açores durant le Quaternaire récent ainsi que celle d’autres fronts et/ou courants caractéristiques de l’Atlantique centre Nord. Le troisième article se focalise sur la variabilité du groupe G. ruber gr. dans la région des Açores. G. ruber a été considéré comme un plexus regroupant plusieurs autres espèces et sous espèces. Plus récemment, des études moléculaires et géochimiques mis en évidence la présence de plusieurs génotypes au sein du plexus G. ruber, ce qui implique l’existence de plusieurs (sous­‐) espèces avec des modes de calcification et des préférences écologiques différentes. Malgré l’abondante littérature récente sur ce sujet, les liens entre ces différents génotypes, variants morphologiques, préférences écologiques, et modes de calcification ne sont pas encore très bien compris. (...) / In the global climatic system, the North Atlantic Ocean is considered as a highly sensitive region, which plays a crucial role in the Northern Hemisphere dynamics through the so­‐called Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) system, of which the Azores Front/Current System represents an important part. The main aim of the thesis is to reconstruct the complex hydrographic and climatic interactions in such a climatically­‐sensitive area during middle Pleistocene to Holocene through the analysis of the planktonic foraminifera from two cores collected in the OH1 segment of the Mid‐Atlantic Ridge (MAR) south‐westward of the Azores archipelago during the Oceanograflu 2013 cruise. The manuscript is structured in three chapters presenting the major results and their interpretation (...)

Ma recherche doctorale avait pour but la construction d'un cadre chronologique robuste pour un quinzaine de sites archéologiques italiens du Pléistocène moyen illustrant la tradition acheuléenne (Paléolithique inférieur) et la transition vers le Paléolithique moyen. L'Italie est une région qui géologiquement est propice à la préservation des sites de plein air et vestiges de cette époque. Ces sites sont souvent associés à des dépôts volcaniques, ce qui permet de les dater par la méthode 40Ar/39Ar en parallèle d'autres techniques principalement paléodosimétriques, faisant ainsi de la péninsule italienne un territoire unique en Europe. Les sites étudiés durant ces trois ans sont tous situés en Italie centrale et méridionale. Leur datation m'a permis de construire une chronologie robuste dans le but de contraindre les évolutions culturelles et morphologiques des populations pré-néanderthaliennes de cette région tout en les replaçant dans un contexte climatique et environnemental régional couvrant une grande partie du Pléstocène moyen (700-250 ka). / My doctoral research aimed at the construction of a robust chronological framework for fifteen Middle Pleistocene Italian archaeological sites, illustrating the Acheulean tradition (Lower Palaeolithic) and the Middle Palaeolithic transition. Thanks to its geodynamical context, the Italian territory has preserved numerous open-?air sites and vestiges of this period. These sites are often associated with volcanic deposits allowing the use of the 40Ar/39Ar dating method, in parallel of other technics (mainly palaeodosimtric), making the Italian peninsula a unique territory in Europe. Studied sites are all located in Central and Meridional Italy. Their dating allowed me to build a robust chronology in order to replace the pre-neanderthalian population's cultural and morphological evolutions into a well documented regional climatic and environmental context covering most of the Middle Pleistocene (700-250 ka).

North-eastern part of Frýdlantský Spur is situated at the northern foothills of the Jizera Mountains. It represents an area, which was at least twice covered by North-European ice sheet during the Middle Pleistocene. At the same time, it is the region whose hills have the summits around the expected altitudinal limit of the maximum ice sheet extent. Therefore, it is a suitable area to study glacial trimline altitude. Schmidt hammer testing was applied to determine different state of rock surface weathering. Obtained R-values were taken as the most relevant data for glacial trimline determination. Nevertheless, other approaches (GIS analysis, outcrops, block fields and erratics mapping) were also incorporated. Interpretation of these approaches gave the altitudinal limit of ice sheets in the north-eastern part of the Frýdlantský Spur at 500 m a. s. l. ± 20 m.

En s’appuyant sur la révision des assemblages de micromammifères (Soricomorphes, Erinaceomorphes, Chiroptères et Rongeurs) provenant de plusieurs sites du sud de la France (Caune de l’Arago, grotte du Lazaret, Baume Moula-Guercy) et de l’étude originale d’un gisement du sud-ouest de la péninsule ibérique (grotte de Maltravieso), ce travail a pour objectif principal de reconstituer l’évolution des paléoenvironnements et des paléoclimats, en Europe méridionale, au cours du Pléistocène moyen, entre 600 et 130 ka BP. Dans le but de tester la fiabilité des reconstitutions paléoécologiques, des analyses taphonomiques ont été réalisées sur les assemblages osseux de micromammifères, et ont permis de déterminer l’origine des accumulations en mettant en évidence l’intervention de rapaces nocturnes opportunistes et plus spécialisés. Les analyses paléoécologiques, basées sur l’utilisation de différentes méthodes, montrent que l’alternance de cycles glaciaires, caractérisés par un climat froid ou frais et des espaces découverts, et interglaciaires, plustempérés et montrant la fermeture des milieux, a eu un impact important sur la distribution des espèces de micromammifères en Europe méridionale, en relation avec la géographie et la topographie de chaque site. Des communautés « non-analogues » sont identifiées, mêlant taxons de zones froides et taxons tempérés, et témoignent du rôle de zone refuge tenu par ces régions. Elles montrent également que différentes phases de dispersions ont affectés lapaléobiodiversité au cours du Pléistocène moyen, notamment dans les zones d’extension maximale d’espèces lors des phases glaciaires. / Based on the review of micromammals associations (Soricomorphs, Erinaceomorphs, Chiropters and Rodents) from several sites in southern France (Arago Cave, Lazaret Cave, Moula-Guercy cave) and from the study of an original deposit in south-west of the Iberian Peninsula (Maltravieso cave), the main aim of this work is to reconstruct the evolution of palaeoenvironments and palaeoclimates in southern Europe, during Middle Pleistocene between 600 and 130 ka BP. In order to assess the reliability of palaeoecological reconstructions, taphonomic analysis have been performed on micromammals bones, and have allowed to highlight the involvement of opportunistic and specialized owls in the originof accumulations. Palaeoecological analysis, based on the use of different types of methods, showed that the alternating glacial cycles, characterized by cold or cool climates and open spaces, and interglacial, more temperate with closed environments, had an essential impact on the distribution of micromammals species in southern Europe, in relation to geography and topography of each site. “Non-analogue” communities are identified, combining temperate and cold zones taxa, reflecting the role of refugia area of these regions. They also show that dispersal events have affected palaeobiodiversity during the Middle Pleistocene, particularly in the areas of maximum expansion of species during the glacial phases.

<p>Детаљним теренским и лабораторијским истраживањима четири најважнија лесно-палеоземљишна профила у нашој земљи: Батајница &ndash; Дунав, Стари Сланкамен &ndash; Чот, Рума &ndash; циглана и три профила на Тителском лесном платоу, обухваћено је преко 160 mпрофила, а прикупљено је и лабораторијски обрађено преко 3.500 узорака, што до сада представља најобимније и најдетаљније истраживање лесно-палеоземљишних секвенци (ЛПС) у нашој земљи. Дат је детаљан литолошки и педолошки опис ЛПС, које су формиране у различитим палеогеографским условима. На основу резултата палеомагнетских истраживања која су обављена у две независне лабораторије и на два сета спесимена, прецизно је дефинисан положај последње пуне геомагнетне реверзије (бринес/матујама) која се одиграла пре 778 хиљада година. У исто време она представља званични границу између доњег и средњег плеистоцена. На основу позиције ове границе у доњем делу лесног хоризонта V-L9, формирана је нова интерпретација постојећег хроностратиграфског модела. Истраживањима особина стенског магнетизма, коришћењем параметара магнетне сусцептибилности и магнетне сусцептибилности зависне од фреквенце, формирана је јасна слика о палеоклиматским условима који су постојали током формирања слојева леса и образовања серије фосилних земљишта. Транзиција од екосистема суптропског појаса завршног дела доњег плеистоцена и почетног дела средњег плеистоцена, преко шума умереног појаса током средњег дела средњег плеистоцена, ка степским палеоземљиштима у каснијим периодима плеистоцена, јасно је осликана у типовима фосилних земљишта.</p> / <p>Detaljnim terenskim i laboratorijskim istraživanjima četiri najvažnija lesno-paleozemljišna profila u našoj zemlji: Batajnica &ndash; Dunav, Stari Slankamen &ndash; Čot, Ruma &ndash; ciglana i tri profila na Titelskom lesnom platou, obuhvaćeno je preko 160 mprofila, a prikupljeno je i laboratorijski obrađeno preko 3.500 uzoraka, što do sada predstavlja najobimnije i najdetaljnije istraživanje lesno-paleozemljišnih sekvenci (LPS) u našoj zemlji. Dat je detaljan litološki i pedološki opis LPS, koje su formirane u različitim paleogeografskim uslovima. Na osnovu rezultata paleomagnetskih istraživanja koja su obavljena u dve nezavisne laboratorije i na dva seta spesimena, precizno je definisan položaj poslednje pune geomagnetne reverzije (brines/matujama) koja se odigrala pre 778 hiljada godina. U isto vreme ona predstavlja zvanični granicu između donjeg i srednjeg pleistocena. Na osnovu pozicije ove granice u donjem delu lesnog horizonta V-L9, formirana je nova interpretacija postojećeg hronostratigrafskog modela. Istraživanjima osobina stenskog magnetizma, korišćenjem parametara magnetne susceptibilnosti i magnetne susceptibilnosti zavisne od frekvence, formirana je jasna slika o paleoklimatskim uslovima koji su postojali tokom formiranja slojeva lesa i obrazovanja serije fosilnih zemljišta. Tranzicija od ekosistema suptropskog pojasa završnog dela donjeg pleistocena i početnog dela srednjeg pleistocena, preko šuma umerenog pojasa tokom srednjeg dela srednjeg pleistocena, ka stepskim paleozemljištima u kasnijim periodima pleistocena, jasno je oslikana u tipovima fosilnih zemljišta.</p> / <p>Detailed field and laboratory studies of four major loess-paleosol sequences in our country: Batajnica - Danube, Stari Slankamen - Čot, Ruma - brickyard and three sub-profiles on the Titel loess plateau, is covered by over 160 m of sections and collected and laboratory analyzed over 3,500 samples, which so far is the most comprehensive and most detailed research of loess-paleosol sequences (LPS) in our country. A detail description of the lithological and pedological LPS, which are formed in different paleogeographical conditions, was presented. Based on the results of palaeomagnetic experiments which ware performed in two independent laboratories and on the two sets of specimen, the position of Matuyama/Brunhes boundary whics took place 778 ka, was precisely defined. At the same time it is the official boundary between the Lower and Middle Pleistocene. Based on the position of this magnetic reversal in the lower part of loess horizons V-L9, a new interpretation of existing chronostratigraphic models was formed. Investigation of the rock magnetism properties, using the magnetic susceptibility and frequency dependent magnetic susceptibility, a clear picture of the palaeoclimate conditions that existed during the formation of layers of LPS was formed. The transition from the subtropical zone ecosystems of the final part of the Lower Pleistocene and the initial portion of the Middle Pleistocene, through forests of temperate belt during the middle part of the Middle Pleistocene, to the steppe paleosol in the later periods of the Pleistocene, is reconstructed according different soil types.</p>

La sablière de Khok Sung, dans la province de Nakhon Ratchasima, qui a livré plus d'un millier de fossiles de mammifères et de reptiles (cranes, dents isolées et restes post-craniens), abrite la faune de vertébrés du Pléistocène la plus riche de Thaïlande. La faune mammalienne qui est décrite ici en détail, se compose d'au moins 18 espèces identifiées (12 genres), y compris un primate et des proboscidiens, rhinocéros, suidés, bovidés, cervidés et carnivores. Elle compte principalement des taxons encore représentés de nos jours, ainsi que quelques taxons globalement ou localement éteints. A partir des données paléomagnétiques et des comparaisons fauniques, l'âge de la faune de Khok Sung est estimé au Pléistocène Moyen tardif, vers 188000 ou 213000 ans. Par rapport aux autres faunes diversifiées du Pléistocène d'Asie du Sud Est, l'assemblage de Khok Sung est caractérisé par une association des taxons Stegodon-Ailuropoda, comparable en cela au site de Thum Wiman Nakin, ce qui supporte l'hypothèse selon laquelle le Nord Est de la Thaïlande était un corridor biogéographique appartenant à la route migratoire Sino-Malaise, entre la Chine du Sud et l'île de Java. L'analyse des isotopes stables du carbone à partir de l'émail des ongulés fossiles révèle la présence d'une partition de niches entre les méga-herbivores et au sein des cervidés. Les valeurs du d13C de l'émail suggèrent également que les ruminants ont consommé une grande quantité de plantes en C4, ce qui indique que les prairies à graminées étaient particulièrement répandues en Thaïlande à cette époque où les écosystèmes n'étaient pas encore soumis à l'influence anthropique. La mesure des isotopes stables de l'oxygène, obtenue par échantillonnage sérié de l'émail des dents de grands mammifères, et l'analyse du cénogramme de la localité de Khok Sung reflètent une importante variation saisonnière des précipitations et de la température, associée à des conditions climatiques relativement humides. / The Khok Sung sand pit, Nakhon Ratchasima province, has yielded the richest Pleistocene vertebrate fauna of Thailand, where more than a thousand fossil mammals and reptiles (skulls, isolated teeth, and postcranial remains) were recovered. The mammalian fauna, which is described in details hereby, consists of at least 18 identified species (12 genera), including a primate, proboscideans, rhinoceroses, suids, bovids, cervids, and carnivores, which are characterized by mostly extant elements associated to some completely and locally extinct taxa. The age of the Khok Sung fauna is tentatively attributed to the late Middle Pleistocene as either 188 or 213 ka, based on the paleomagnetic data and on the faunal comparisons. The Khok Sung mammal assemblage yields the Stegodon-Ailuropoda faunal association, most similar in composition to that of Thum Wiman Nakin, supporting the hypothesis that northeastern Thailand was a biogeographic gateway of the Sino-Malayan migration route from South China to Java. An analysis of stable carbon isotopes extracted from the tooth enamel of fossil ungulates reveals evidence of niche partitioning among megaherbivores and within cervids. The enamel carbonate d13C values also suggest a considerable amount of C4 plants in the dietary use of ruminants, indicating that grasslands had significantly expanded in Thailand at that time during which anthropic impacts on the ecosystems were absent. The stable oxygen isotope results, obtained from the serial sampling of large mammal enamel, combined with the cenogram analysis reflect significant seasonal variation in precipitations and temperature for Khok Sung, associated to a relatively humid climate.