Recent work suggests an emerging new paradigm for the Scandinavian ice sheet (SIS); one of a dynamically fluctuating ice sheet. This doctoral research project explicitly examines the history and dynamics of the SIS at four sites within Sweden and Norway, and provides results covering different time periods of glacial history. Two relatively new dating techniques are used to constrain the ice sheet history: the optically stimulated luminescence (OSL) dating technique and the terrestrial cosmogenic nuclide (TCN) exposure dating technique. OSL dating of interstadial sediments in central Sweden and central Norway indicate ice-free conditions during times when it was previously inferred the sites were occupied by the SIS. Specifically, the SIS was absent or restricted to the mountains for at least part of Marine Isotope Stage 3 around 52 to 36 kyr ago. Inland portions of Norway were ice-free during part of the Last Glacial Maximum around 25 to 20 kyr ago. Consistent TCN exposure ages of boulders from the Vimmerby moraine in southern Sweden, and their compatibility with previous estimates for the timing of deglaciation based on radiocarbon dating and varve chronology, indicate that the southern margin of the SIS was at the Vimmerby moraine ~14 kyr ago. In central Sweden, consistent TCN ages for boulders on the summit of Mt. Åreskutan and for the earlier deglaciated highest elevation moraine related to the SIS in Sweden agree with previous estimates for the timing of deglaciation around 10 ka ago. These results indicate rapid decay of the SIS during deglaciation. Unusually old radiocarbon ages of tree remains previously studied from Mt. Åreskutan are rejected on the basis of incompatibility with consistent TCN ages for deglaciation, and incompatibility with established paleoecological and paleoglaciological reconstructions. Altogether this research conducted in different areas, covering different time periods, and using comparative geochronological methods demonstrates that the SIS was highly dynamic and sensitive to environmental change. / At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 3: Submitted. Paper 4: Manuscript.

<p>Understanding climate-driven changes in global land-based ice volume is a critical component in our capability to predict how global sea level will rise as a consequence of the current human-driven climate change. At the last glacial maximum (LGM, which peaked around 20 ka), ephemeral ice sheets covered vast regions of the northern hemisphere while both the Greenland and Antarctic ice sheets were more extensive than at present. As global temperatures rose at the transition into the Holocene, driving the LGM deglaciation, eustatic sea level rose by approximately 125 m. The east Antarctic ice sheet (EAIS) is the largest ice sheet on Earth today, holding an ice volume equivalent to ca. 53 m rise in global sea level. Considering current trends in global climate, specifically rapidly increasing atmospheric CO₂ levels and global temperature, it is important to improve our understanding of how the EAIS will respond to global warming so that we can make better predictions of future sea level changes to guide community adaptation and planning efforts. Numerical ice sheet models which inform projections of future ice volume changes, and can, therefore, yield projections of sea level rise, rely on empirical data to test their ability to accurately represent former and present ice configurations. However, there is a general lack of data on the paleoglaciology of the EAIS along the western Dronning Maud Land (DML) margin. In order to address this situation, the paleoglaciology of western DML forms the focus of the work presented in this thesis.</p><p><b> </b></p><p>Together with collaborators within the MAGIC-DML consortium (Mapping, Measuring and Modelling Antarctic Geomorphology and Ice Change in Dronning Maud Land) that provides the funding for this MS project, the author has performed geomorphological mapping across western DML; an area of approximately 200,000 km². The results of the mapping presented in this thesis will provide the basis for a detailed glacial reconstruction of the region. The geomorphological mapping was completed almost entirely by remote sensing using very high-resolution (sub-meter in the panchromatic) WordView-2 and WorldView-3 (WV) satellite imagery, combined with ground validation studies during field work. Compared to Landsat products, the improved spatial resolution provided by WV imagery has fundamentally changed the scale and detail at which remote sensing based geomorphological mapping can be completed. The mapping presented here is focused on the glacial geomorphology of mountain summits and flanks that protrude through the ice sheet’s surface (nunataks). In our study area of western DML these nunatak surfaces make up <0.2 % of the total surface area, and the landforms mapped here are generally smaller than can be identified from Landsat products (30 m spatial resolution). The detail achieved in our mapping, across such a vast, remote area that presents numerous obstacles to accessibility highlights the benefits of utilizing the new VHR WV data. As such an evaluation of the WV data, as applied to geomorphological mapping is presented here together with our mapping of the glacial geomorphology of western DML. The results of which provides evidence of ice having overridden sites at all elevations across the entire study area; from the highest elevation inland nunataks that form the coast-parallel escarpment, to low-elevation emerging nunataks close to the coast. Hence from our studies of the glacial geomorphology of this region we can ascertain that, at some point in the glacial history of western DML, ice covered all of the mountain summits that are exposed today, indicating an ice sheet surface lowering of up to 700 m in some places.</p>

La végétation herbacée est un bon indicateur des conditions environnementales. Pour cette raison, elle a souvent été utilisée pour mettre en évidence les changements environnementaux causés par les actions humaines, tels qu'eutrophisation, dépôts atmosphériques acides, changements de l'usage des sols ou de la pression d'herbivorie. Depuis peu, on s'intéresse aux effets des changements climatiques sur les écosystèmes en général, et sur la végétation en particulier. Le choix des zones d'étude s'est naturellement porté sur la montagne, car le gradient thermique induit par le relief (-0,56°C pour 100 mètres d'altitude) y est mille fois plus élevé qu'en plaine le long du gradient latitudinal. D'autre part, les zones de montagne sont soumises à une urbanisation et une pression agricole moindre qu'en plaine, limitant ainsi les obstacles à la migration des espèces. Ces deux arguments font des régions de montagne une zone privilégiée pour l'étude de la réponse migratoire précoce de la végétation aux changements climatiques. Jusqu'ici, les études effectuées se sont focalisées pour la plupart sur la limite supérieure des espèces, ou sur de petites zones géographiques, ou bien encore sur des zones où il est difficile de dissocier les effets du réchauffement de ceux des changements d'usage des sols, qui se produisent eux aussi à grande échelle. Une partie de cette thèse est consacrée aux milieux forestiers montagnards, dans lesquels l'effet du pastoralisme est réduit. D'autre part, une méthode basée sur la modélisation des changements de la réponse de la végétation au gradient d'altitude est développée, permettant le rééchantillonnage sur placettes non-permanentes, et ainsi d'étendre l'utilisation de données anciennes à des séries de relevés non géolocalisés. En s'appuyant sur cette méthode, deux caractéristiques de la végétation ont été analysées : la position de l'optimum d'espèces prises individuellement d'une part (données de l'Inventaire Forestier National dans les montagnes méditerranéennes du sud-est de la France), et les changements de la valeur indicatrice des communautés végétales d'autre part (vallée de la Maurienne, France). Par ailleurs, on a étudié les déplacements à long terme de la limite inférieure des espèces dans la vallée de la Bernina (Suisse), pour tester si la réponse des espèces en limite inférieure, peu étudiée jusque là, est identique à celle en limite supérieure de leur distribution. Enfin, on a étudié l'évolution de la flore d'une zone très localisée, mais par ailleurs protégée des migrations d'espèces par une large barrière physique constituée par deux glaciers (Nunatak Isla Persa, Bernina, Suisse) permettant de s'affranchir totalement des effets potentiels d'autres perturbations anthropiques concomitantes. Dans ces différentes études, les intervalles de temps entre chaque inventaire ou échantillonnage varient de 14 ans à un siècle. Chacun des cas étudiés montre une remontée des espèces en altitude : remontée moyenne de +12,6 m/décennie des optimums de 175 espèces forestières dans les montagnes méditerranéennes, communautés des forêts de Maurienne évoluant vers une végétation plus thermophile à une altitude donnée équivalent à une remontée moyenne de +29.6m/décennie, retrait de la limite inférieure des espèces en Bernina de +5,6 m/décennie, arrivée d'espèce d'étages inférieurs sur le nunatak Isla Persa. Mais d'autres phénomènes expliquant la réponse observée de la végétation sont clairement mis en cause dans cette étude : fermeture et maturation du couvert forestier relativement plus importante à basse altitude dans les montagnes méditerranéennes, eutrophisation importante de la végétation en vallée de la Maurienne probablement due à l'augmentation du trafic routier, probable fragmentation de l'habitat ou dispersion par les randonneurs en Bernina. Ces perturbations anthropiques directes jouent à des échelles de temps et d'espace comparables à l'effet anthropique indirect du changement climatique. Il est donc primordial de les prendre en compte dans les changements de végétation observés, avant de conclure à un effet du réchauffement climatique seul.