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a regressive episode, are correlated with the climatic phases identified in East Africa. Abridged English Version — Lake Tanganyika, the second deepest lake in the world (1,470 m), lies in the deepest trough of the East African Rift (Fig. 1) ([1] and [2]). Tectonic and climatic events undergone by the trough since its formation have been recorded in its thick sedimentary infilling [3]. This paper presents the first results of a multidisciplinary study on one core, MPU12, and one associated seismic profile (P22), collected during the Elf-Aquitaine Georift project. Lake Tanganyika (3°30'-29°S, 29°-31°20'E; altitude 773 m), is divided into two basins (North and South) by the Kalemie threshold (Fig. 1) [3]. The hydrology of the lake is complex. It is stratified with a thermocline at about 70 m depth ([6] and [7]). Vegetation around the lake is mainly formed by Zambezian woodlands [8]. The MPU12 core, 10.13 m in length, was recovered from 422 m of water in the Mpulungu basin, south-Tanganyika. Lateral extension of sediments is documented by the high resolution seismic profile P22 (Fig. Y). Sediments in MPU12 core are fine-grained with two facies (Fig. 2, C): dark green homogeneous muds, silt-rich, with diatoms, sponge spicules and plant debris; green organic muds, diatom-rich, with a few lithoclasts, and tephra layers interbedded between 1.50 and 2.50 m. Whole rock mineralogy allows us to distinguish two horizons characterized by abundance of detrital minerals (quartz, feldspars) with respect to biogenic silica. From 5 to 3 m, pyrite-gypsum and gypsum-jarosite associations give evidence of acid sulphate soils erosion inside the catchment basin [18] (Fig. 2,D). Clay mineralogy appears homogeneous along the core, with prevailing kaolinite, illite and (10-14) Sm interstratified. Two 14C ages (12,340±220 B.P.: 2-1.96 m; 25,650±890 B.P.: 10.07-10.03 m) obtained using an accelerator mass spectrometer in Zurich (ETH 2918-2919) were completed by magnetostratigraphic chronology using correlation with the Lake Barombi-Mbo (Cameroon) palaeomagnetic record ([15] and [16]) (Fig. 2, A,B). Palynological analyses indicate a major change at ± 12,000 B.P., characterized by the extension of Zambezian woodlands around the lake whereas Afromontane components retreated on the escarpments. This change is also
debris; green organic muds, diatom-rich, with a few lithoclasts, and tephra layers interbedded between 1.50 and 2.50 m. Whole rock mineralogy allows us to distinguish two horizons characterized by abundance of detrital minerals (quartz, feldspars) with respect to biogenic silica. From 5 to 3 m, pyrite-gypsum and gypsum-jarosite associations give evidence of acid sulphate soils erosion inside the catchment basin [18] (Fig. 2,D). Clay mineralogy appears homogeneous along the core, with prevailing kaolinite, illite and (10-14) Sm interstratified. Two 14C ages (12,340±220 B.P.: 2-1.96 m; 25,650±890 B.P.: 10.07-10.03 m) obtained using an accelerator mass spectrometer in Zurich (ETH 2918-2919) were completed by magnetostratigraphic chronology using correlation with the Lake Barombi-Mbo (Cameroon) palaeomagnetic record ([15] and [16]) (Fig. 2, A,B). Palynological analyses indicate a major change at ± 12,000 B.P., characterized by the extension of Zambezian woodlands around the lake whereas Afromontane components retreated on the escarpments. This change is also detected in the carbon variation in organic matter. The 13C/12C attests to fluctuations of Cyperaceae versus arboreal pollen (Fig. 2, F, H). Palynofacies types reflect also fluctuations in lake levels, high stands being characterized by abundant amorphous organic matter of algal origin. Rich diatom flora indicates significant hydrological changes [23] (Fig. 2, I). Stage I (10.13-6 m) is characterized by planktonic diatoms as well as stage III (2.40-0 m), giving evidence of a quiet and deep lacustrine environment. During stage II (6-2.40 m), abundant pennate diatoms indicate a fall in lake level. Lateral extension of sediments is documented by the P22 high resolution profile, showing a 10-15 m thick seismic unit, divided into 4 sub-units organized into large migrating waves generated by bottom currents (Fig. 1). In conclusion, the MPU 12 core gives a continuous record of hydrological evolution of Lake Tanganyika since 25,000 B.P. High lake levels, dated between 25,000-17,000 B.P., and 12,500 to at least 5,000 B.P. are characterized by biogenic sedimentation with, at 11,000 B.P., the interbedding of tephra from the Rungwe volcano (SE of Mpulungu basin) ([25] and [26]). Lower level stand dated 17,000 to 12,500 B.P. is related to the arid period well known in
(Fig. 2, I). Stage I (10.13-6 m) is characterized by planktonic diatoms as well as stage III (2.40-0 m), giving evidence of a quiet and deep lacustrine environment. During stage II (6-2.40 m), abundant pennate diatoms indicate a fall in lake level. Lateral extension of sediments is documented by the P22 high resolution profile, showing a 10-15 m thick seismic unit, divided into 4 sub-units organized into large migrating waves generated by bottom currents (Fig. 1). In conclusion, the MPU 12 core gives a continuous record of hydrological evolution of Lake Tanganyika since 25,000 B.P. High lake levels, dated between 25,000-17,000 B.P., and 12,500 to at least 5,000 B.P. are characterized by biogenic sedimentation with, at 11,000 B.P., the interbedding of tephra from the Rungwe volcano (SE of Mpulungu basin) ([25] and [26]). Lower level stand dated 17,000 to 12,500 B.P. is related to the arid period well known in East Africa for the last glaciation [27]. During this phase, hydrodynamic conditions prevailing at lake bottom and illustrated by a large wave system have not been modified, suggesting a slightly lowering water level. I. INTRODUCTION. Le lac Tanganyika (3°30'-9°S, 29°-31°20'E; altitude 773 m), deuxième au monde par sa profondeur (1 470 m), occupe le plus important fossé tectonique du Rift Est-africain, par ses dimensions (longueur 800 km, largeur 70 km, profondeur supérieure à 3 km) et sa complexité structurale ([1] à [4]). La puissante accumulation sédimentaire qu'il contient [1] représente un enregistrement unique des mouvements tectoniques et des événements climatiques qui ont affecté l'Est Africain. Les résultats présentés ici sont les premiers d'une étude multidisciplinaire qui se propose de reconstituer les derniers 25 000 ans d'histoire de ce lac. II. LE CADRE ACTUEL. — Le lac Tanganyika est subdivisé en deux bassins nord et sud, de profondeurs respectives 1 310 et 1470 m, par le seuil tectonique transverse de Kalemie (fig. I). Son régime hydrologique est complexe : la masse d'eau est stratifiée avec une thermocline située vers 70 m de profondeur [5]. Les eaux de surface sont de type bicarbonaté calco-sodique, avec une conductivité de 520-610 uS cm-1. L'hypolimnion,
470 m), occupe le plus important fossé tectonique du Rift Est-africain, par ses dimensions (longueur 800 km, largeur 70 km, profondeur supérieure à 3 km) et sa complexité structurale ([1] à [4]). La puissante accumulation sédimentaire qu'il contient [1] représente un enregistrement unique des mouvements tectoniques et des événements climatiques qui ont affecté l'Est Africain. Les résultats présentés ici sont les premiers d'une étude multidisciplinaire qui se propose de reconstituer les derniers 25 000 ans d'histoire de ce lac. II. LE CADRE ACTUEL. — Le lac Tanganyika est subdivisé en deux bassins nord et sud, de profondeurs respectives 1 310 et 1470 m, par le seuil tectonique transverse de Kalemie (fig. I). Son régime hydrologique est complexe : la masse d'eau est stratifiée avec une thermocline située vers 70 m de profondeur [5]. Les eaux de surface sont de type bicarbonaté calco-sodique, avec une conductivité de 520-610 uS cm-1. L'hypolimnion, anoxique à partir de 100-200 m, est fortement enrichi en H2S et CH4 ([6], [7]). La végétation est de type forêts claires zambéziennes autour du lac. Sur les reliefs de plus de 1 700 m se développent des forêts ombrophiles afromontagnardes et, au-delà de 2 500 m, des communautés afroalpines à Ericaceae [8]. III. MATÉRIEL ET RÉSULTATS. — 15 carottages et 600 km de profils sismiques haute résolution (3,5 kHz) ont été réalisés en 1985, dans le cadre du projet Géorift de Elf-Aquitaine, dans le bassin de Mpulungu (Sud-Tanganyika) (fig. I) [4]. Les résultats présentés ici concernent une carotte, MPU 12, de longueur 10,13 m, prélevée à la profondeur de 422 m à proximité du site de carottage T2 de Livingstone et Kendall ([9], [10]) (fig. 1). L'analyse de la répartition verticale et horizontale des sédiments s'appuie sur le profil sismique P22 (fig. 1). 1. Lithologie (fig. 2, C, E). — Les sédiments, fins à très fins, présentent deux faciès principaux. — Des vases homogènes vert sombre, riches en fraction silteuse d'origine détritique (quartz et feldspaths dominants), sont localisées, entre 7 et 3 m (niveau lithologique II). Les restes d'origine biologique sont principalement des débris végétaux, des spicules d'épongés et
à Ericaceae [8]. III. MATÉRIEL ET RÉSULTATS. — 15 carottages et 600 km de profils sismiques haute résolution (3,5 kHz) ont été réalisés en 1985, dans le cadre du projet Géorift de Elf-Aquitaine, dans le bassin de Mpulungu (Sud-Tanganyika) (fig. I) [4]. Les résultats présentés ici concernent une carotte, MPU 12, de longueur 10,13 m, prélevée à la profondeur de 422 m à proximité du site de carottage T2 de Livingstone et Kendall ([9], [10]) (fig. 1). L'analyse de la répartition verticale et horizontale des sédiments s'appuie sur le profil sismique P22 (fig. 1). 1. Lithologie (fig. 2, C, E). — Les sédiments, fins à très fins, présentent deux faciès principaux. — Des vases homogènes vert sombre, riches en fraction silteuse d'origine détritique (quartz et feldspaths dominants), sont localisées, entre 7 et 3 m (niveau lithologique II). Les restes d'origine biologique sont principalement des débris végétaux, des spicules d'épongés et des frustules de diatomées. Les teneurs en carbone organique total (C.O.T.), mesurées sur appareil Leco, sont moyennes (3-5 %). — Des vases argilo-organiques (C.O.T. 4-10 %) verdâtres laminées, localement homogènes, sont présentes entre 10,13 et 7 m (niveau I) et entre 3 et 0 m (niveau III). Les lithoclastes sont rares à peu abondants. La fraction biogénique est toujours constituée de débris végétaux, de spicules d'épongés et de frustules de diatomées. Un horizon finement laminé est associé entre 1,50 et 2,50 m à 5 lits fins (3-10 mm) de verres volcaniques. Il se caractérise par de fortes valeurs de C.O.T. (7-10 %). 2. Chronostratigraphie (fig. 2, A, B). — Deux mesures d'activité 14C sur matière organique totale (M.O.T.) ont été réalisées par spectrométrie de masse sur accélérateur à Zurich (ETH 2918, 2919). Les teneurs en 13C de la M.O.T. étant proches de -25 ‰/00, il n'a pas été jugé utile de "normaliser" les activités mesurées ([11], [12]). Le temps de résidence de la matière organique datée avant sa sédimentation dans le bassin n'étant pas connu, ces âges 14C obtenus doivent être considérés comme maximaux. Des mesures d'aimantation rémanente naturelle (ARN) ont été réalisées tous les 2 cm sur des échantillons
rares à peu abondants. La fraction biogénique est toujours constituée de débris végétaux, de spicules d'épongés et de frustules de diatomées. Un horizon finement laminé est associé entre 1,50 et 2,50 m à 5 lits fins (3-10 mm) de verres volcaniques. Il se caractérise par de fortes valeurs de C.O.T. (7-10 %). 2. Chronostratigraphie (fig. 2, A, B). — Deux mesures d'activité 14C sur matière organique totale (M.O.T.) ont été réalisées par spectrométrie de masse sur accélérateur à Zurich (ETH 2918, 2919). Les teneurs en 13C de la M.O.T. étant proches de -25 ‰/00, il n'a pas été jugé utile de "normaliser" les activités mesurées ([11], [12]). Le temps de résidence de la matière organique datée avant sa sédimentation dans le bassin n'étant pas connu, ces âges 14C obtenus doivent être considérés comme maximaux. Des mesures d'aimantation rémanente naturelle (ARN) ont été réalisées tous les 2 cm sur des échantillons orientés le long de l'axe de la carotte à l'aide d'un magnétomètre de type « spinner » ([13], [14]). Les successions de pics d'inclinaison ont été corrélées à l'enregistrement obtenu au lac Barombi-Mbo (Cameroun), calibré sur une échelle de temps 14C ([15], [16]). La corrélation des courbes de déclinaison confirme celle établie par l'inclinaison, et autorise un report de la chronologie du lac Barombi-Mbo sur la carotte MPU 12 (Williamson, en cours). L'absence de dépôt d'âge Holocène moyen-supérieur et l'augmentation de 0,3 à 1,4 mm/an du taux de sédimentation entre 16000 et 14000 B.P. sont ainsi démontrés. De plus, la chronologie magnétostratigraphique comparée à la chronologie 14C montre un décalage d'environ 1000 ans, rendant compte à la fois du temps de résidence du carbone dans la matière organique détritique avant sa sédimentation et du délai de blocage de l'aimantation rémanente détritique et post-détritique [17]. 3. Minéralogie (fig. 2, D). — L'analyse par diffraction des rayons X sur roche totale à intervalles de 10 cm a permis de distinguer deux ensembles en fonction des proportions silice biogène/quartz + feldspaths. De 10,13 à 3 m (niveaux lithologiques I et II), quartz et feldspaths prédominent par rapport à la silice amorphe d'origine biogène.
celle établie par l'inclinaison, et autorise un report de la chronologie du lac Barombi-Mbo sur la carotte MPU 12 (Williamson, en cours). L'absence de dépôt d'âge Holocène moyen-supérieur et l'augmentation de 0,3 à 1,4 mm/an du taux de sédimentation entre 16000 et 14000 B.P. sont ainsi démontrés. De plus, la chronologie magnétostratigraphique comparée à la chronologie 14C montre un décalage d'environ 1000 ans, rendant compte à la fois du temps de résidence du carbone dans la matière organique détritique avant sa sédimentation et du délai de blocage de l'aimantation rémanente détritique et post-détritique [17]. 3. Minéralogie (fig. 2, D). — L'analyse par diffraction des rayons X sur roche totale à intervalles de 10 cm a permis de distinguer deux ensembles en fonction des proportions silice biogène/quartz + feldspaths. De 10,13 à 3 m (niveaux lithologiques I et II), quartz et feldspaths prédominent par rapport à la silice amorphe d'origine biogène. Entre 5,34 et 2,88 m, les associations en faibles proportions gypse-pyrite et, plus localement, gypse-jarosite (KFe3(SO4)2(OH)6) (3,52 m) seraient les témoins du démantèlement de sols sulfatés acides [18] développés au niveau du bassin versant. De 3 m au sommet (niveau III), la silice amorphe abonde avec peu de quartz et de feldspaths. Les minéraux argileux montrent une répartition monotone sur l'ensemble de la carotte : kaolinite dominante, illite, interstratifiés (10-14) Sm en compétition avec l'illite de 6,76 à 4,88 m, puis avec la kaolinite de 1,38 m au sommet. 4. Palynologie (fig. 2, F). — Les résultats palynologiques à intervalles de 20 cm indiquent un changement majeur à partir de 2 m, traduisant à la fois dans la proportion des taxons herbacés (NAP) par rapport aux taxons arborescents (AP), mais également dans la composition floristique du couvert arboré. Entre 10,13 et 3 m s'observe une grande abondance des éléments herbacés, en particulier des Graminées et des Cyperacées; parmi les taxons arborescents, les éléments forestiers afromontagnards et afroalpins sont prédominants. Entre 5,80 et 3 m, les Ericacées sont particulièrement abondantes. Entre 3 et 0 m, une végétation de forêts claires zambéziennes à Caesalpinoïdées se développe en bordure du lac. Elle traduit
de feldspaths. Les minéraux argileux montrent une répartition monotone sur l'ensemble de la carotte : kaolinite dominante, illite, interstratifiés (10-14) Sm en compétition avec l'illite de 6,76 à 4,88 m, puis avec la kaolinite de 1,38 m au sommet. 4. Palynologie (fig. 2, F). — Les résultats palynologiques à intervalles de 20 cm indiquent un changement majeur à partir de 2 m, traduisant à la fois dans la proportion des taxons herbacés (NAP) par rapport aux taxons arborescents (AP), mais également dans la composition floristique du couvert arboré. Entre 10,13 et 3 m s'observe une grande abondance des éléments herbacés, en particulier des Graminées et des Cyperacées; parmi les taxons arborescents, les éléments forestiers afromontagnards et afroalpins sont prédominants. Entre 5,80 et 3 m, les Ericacées sont particulièrement abondantes. Entre 3 et 0 m, une végétation de forêts claires zambéziennes à Caesalpinoïdées se développe en bordure du lac. Elle traduit l'amélioration climatique (thermique et hydrologique) reconnue dans le bassin Nord-Tanganyika à la transition Pléistocène supérieur-Holocène [19]. 5. Palynofaciès (fig. 2, E, G). — Les traitements palynologiques fournissent une grande quantité de kérogène, en accord avec les C.O.T. mesurés. Le matériel détritique végétal, présent sur l'ensemble de la carotte, témoigne d'un apport constant depuis le bassin versant. Il est formé de débris ligneux et de lambeaux cellulaires (épidermes) oxydés, gris ou opaques. Ce matériel constitue tout le palynofaciès entre 4,8-3,6 m et 2,4-1,6 m et plus ponctuellement à 9, 7,6 et 6,8 m, soulignant probablement des événements de type catastrophique (érosion ou incendie). Deux types de matière organique amorphe, d'origine algaire probable, ont été observés. Entre 10,13 et 2,6 m, la fraction amorphe, composée de flocons gris-brun, complète les palynofaciès à dominance ligneuse, mais atteint 70 % dans la partie inférieure du sondage. De 1,4 à 0 m, des flocons homogènes jaune clair, d'aspect sapropélite, composent la moitié du kérogène. 6. Isotopes du carbone dans la matière organique (fig. 2, H). — Les variations des teneurs en 13C sont à rapprocher des données palynologiques. La base du profil (10,132,6 m) se caractérise par des valeurs relativement stables entre —21 et —
apport constant depuis le bassin versant. Il est formé de débris ligneux et de lambeaux cellulaires (épidermes) oxydés, gris ou opaques. Ce matériel constitue tout le palynofaciès entre 4,8-3,6 m et 2,4-1,6 m et plus ponctuellement à 9, 7,6 et 6,8 m, soulignant probablement des événements de type catastrophique (érosion ou incendie). Deux types de matière organique amorphe, d'origine algaire probable, ont été observés. Entre 10,13 et 2,6 m, la fraction amorphe, composée de flocons gris-brun, complète les palynofaciès à dominance ligneuse, mais atteint 70 % dans la partie inférieure du sondage. De 1,4 à 0 m, des flocons homogènes jaune clair, d'aspect sapropélite, composent la moitié du kérogène. 6. Isotopes du carbone dans la matière organique (fig. 2, H). — Les variations des teneurs en 13C sont à rapprocher des données palynologiques. La base du profil (10,132,6 m) se caractérise par des valeurs relativement stables entre —21 et — 24 ‰ (vs PDB), indiquant la sédimentation d'une matière organique assez homogène. Au-dessus de 2,6 m, des teneurs en 13C plus faibles (— 25 à —29 ‰) marquent un changement de la composition de la matière organique. Le rapport 13C/12C de la M.O.T. répond au bilan de matière organique terrestre/matière organique lacustre, mais aussi, surtout en Afrique de l'Est [20], aux proportions relatives des Cyperacées (à cycle photosynthétique intermédiaire C3/C4 [21]) et des plantes à cycle en C3 (la plupart des éléments arborescents gros producteurs de matière organique). Ici le profil 13C/12C répond aux fluctuations du rapport pollens de Cyperacées/pollens d'arbres locaux et traduit ainsi, avec un décalage, les grands changements du couvert végétal de la bordure du lac [20]. 7. Diatomées (fig. 2, I). — Les sédiments se sont avérés très riches en diatomées (87 taxons inventoriés), mais les frustules sont généralement très fragmentés. Les comptages ont été réalisés tous les 20 cm, à partir de 300 valves répartées sur deux lames. Malgré l'abondance des endémiques des grands lacs est-africains, dont les exigences écologiques sont encore mal connues, plusieurs zones reflétant de profondes modifications du milieu ont été différenciées et résumées en trois stades principaux : le stade I
organique lacustre, mais aussi, surtout en Afrique de l'Est [20], aux proportions relatives des Cyperacées (à cycle photosynthétique intermédiaire C3/C4 [21]) et des plantes à cycle en C3 (la plupart des éléments arborescents gros producteurs de matière organique). Ici le profil 13C/12C répond aux fluctuations du rapport pollens de Cyperacées/pollens d'arbres locaux et traduit ainsi, avec un décalage, les grands changements du couvert végétal de la bordure du lac [20]. 7. Diatomées (fig. 2, I). — Les sédiments se sont avérés très riches en diatomées (87 taxons inventoriés), mais les frustules sont généralement très fragmentés. Les comptages ont été réalisés tous les 20 cm, à partir de 300 valves répartées sur deux lames. Malgré l'abondance des endémiques des grands lacs est-africains, dont les exigences écologiques sont encore mal connues, plusieurs zones reflétant de profondes modifications du milieu ont été différenciées et résumées en trois stades principaux : le stade I (10-6 m) est dominé par les formes euplanctoniques. Comme dans de nombreux autres lacs africains, Cyclotella ocellata, rare à l'Holocène et à l'Actuel, abondait au Pléistocène supérieur [22]. Pendant le stade II (6-2,4 m), un fort pourcentage de diatomées pennées (en particulier Rhopalodia spp.), pour la plupart littorales, témoigne d'une régression importante dont le maximum serait enregistré vers 4 m par un pic de Gomphonema clevei, épiphyte. Les planctoniques sont de nouveau largement dominantes pendant le stade III (2,4-0 m), pour lequel les zones majeures, déjà mises en évidence dans la carotte T 2 [10], se retrouvent sans ambiguïté malgré des différences d'épaisseur, traduisant une hétérogénéité spatiale des vitesses de sédimentation. L'interprétation écologique s'appuie sur la distribution des diatomées actuelles d'Afrique de l'Est ([23], [24]). Sur l'ensemble de la carotte, la flore est typiquement d'eau douce. La compétition constante entre plusieurs espèces planctoniques serait régie par des changements de rapports ioniques, de turbidité, d'intensité lumineuse ou de teneurs en divers nutrients tels P et Si. 8. Sismique haute résolution (fig. III). Le profil sismique P22 montre à son sommet une unité d'épaisseur 10-15 m (estimée sur la base d'une vitesse moyenne de propagation des ondes acoustiques de 1 800 m/s),