Timing and intensity of humid interglacial and interstadial periods from the Eemian in the southwestern Mediterranean region: new chronological and stable isotope data from Aït Said ou Idder (Middle Atlas) and comparison with other regional tufa deposits (Morocco and southern Spain)

In the last few decades, multidisciplinary research on calcareous tufas as palaeoenvironmental and palaeoclimatic records has intensively grown, which has provided an increasing number of well-documented sites. Consequently, inter-site comparisons and regional- to continental-scale reviews have developed, discussing the link between tufa distribution and climate or providing diachronic comparisons of climatic and environmental conditions prevailing during Quaternary interglacials (and interstadials). This paper proposes such a review for the southeastern Mediterranean area, including new dating and isotopic data from Aït Said ou Idder (northern Morocco) to be compared with available regional data, in order to discuss the intensity of some humid periods of the last 125 kyr. According to several radiocarbon and U–Th dates, three chronological phases are indeed identified at Aït Said ou Idder: the Holocene, the Dansgaard–Oeschger (D–O) interstadial 8 and the Marine Isotopic Stage (MIS) 5e. Similarly, other tufa deposits from both Morocco and southern Spain (mostly Andalusia) appear to have preferentially developed during interglacial or interstadial periods, marked by maximal developments of the Mediterranean forest as reported in the palynological records from regional marine cores. Furthermore, isotopic data (δ18O and δ13C) from Aït Said ou Idder (and from other southeastern Mediterranean tufa deposits where available) suggest no significant difference in terms of temperature or air mass circulation between the Holocene, D–O 8 and MIS 5e. In terms of humidity conditions, no evidence of strong aridity is recorded even if D–O 8 appears drier than both interglacials. Conditions seems slightly wetter during the Holocene than during MIS 5e, but δ13C values at Aït Said ou Idder could also reflect strong differences in the seasonality of these interglacials. We demonstrate that calcareous tufa deposits have promising potential for discussing, in both space and time, the climate variability in the southeastern Mediterranean area, but new investigations, including dating and stable isotopes, are required to accurately feed such discussions. Kurzfassung: In den letzten Jahrzehnten ist die multidisziplinäre Forschung zur Rolle von Kalktuffen (Tufa) als Paläoumwelt- und Paläoklima-Archiv intensiv ausgebaut worden, wodurch nun eine weiterhin wachsende Zahl gut dokumentierter Standorte vorliegt. Infolgedessen war es im Rahmen von Vergleichen zwischen verschiedenen Standorten und auf der Grundlage vergleichender Bewertungen auf regionalem bis hin zu kontinentalem Maßstab einerseits möglich, den Zusammenhang zwischen der Verteilung von Kalktuffen und Klima zu diskutieren, sowie andererseits diachrone Vergleiche von klimatischen Bedingungen und Umweltbedingungen während der Interglaziale (und Interstadiale) im Quartär durchzuführen. Diese Studie stellt eine solche vergleichende Bewertung für den südöstlichen Mittelmeerraum bereit und präsentiert darüber hinaus neue Datierungen und Isotopen-Daten aus Aït Said ou Idder (nördliches Marokko), die mit vorliegenden regionalen Daten verglichen werden, um somit eine Einschätzung der Intensität ausgewählter humider Abschnitte der letzten 125 kyr vornehmen zu können. Basierend auf mehreren Radiokohlenstoff- und U–Th-Datierungen können in Aït Said ou Idder drei chronologische Phasen ausgewiesen werden: das Holozän, das Dansgaard/Oeschger Interstadial 8 und das MIS 5e. In ähnlicher Weise scheinen sich andere Kalktuffablagerungen sowohl aus Marokko als auch aus Südspanien (hauptsächlich Andalusien) bevorzugt während solcher Interglazial- oder Interstadialperioden entwickelt zu haben, die basierend auf der palynologischen Auswertung regionaler mariner Bohrkernarchive durch eine maximale Entwicklung mediterraner Wälder gekennzeichnet sind. Darüber hinaus deuten Isotopendaten (δ18 O and δ13C) aus Aït Said ou Idder (und aus anderen Kalktuffen des südöstlichen Mittelmeerraumes, sofern verfügbar) darauf hin, dass es keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf Temperatur oder Luftmassenzirkulation zwischen dem Holozän, dem D/O 8 und dem MIS 5e gab. Im Hinblick auf die Feuchtigkeitsbedingungen finden sich keine Hinweise starker Aridität, auch wenn das D/O 8 relativ trockener erscheint als beide Interglaziale. Die Bedingungen scheinen während des Holozäns etwas feuchter gewesen zu sein als während des MIS 5e, aber die δ13C -Werte in Aït Said ou Idder könnten auch starke Unterschiede in der Saisonalität dieser Interglaziale widerspiegeln. Unsere Studie zeigt, dass Kalktuffablagerungen ein vielversprechendes Potenzial haben, um die Klimavariabilität im südöstlichen Mittelmeerraum sowohl räumlich als auch zeitlich zu diskutieren, aber neue Untersuchungen, einschließlich Datierungen und Untersuchungen an stabilen Isotopen, sind erforderlich, um diese Diskussion sorgfältig und genau zu untermauern. (Abstract was translated by Christopher Luethgens.) [ABSTRACT FROM AUTHOR]