David Sebag, Nathalie Diaz, Pierre Deschamps, Geoffroy de Saulieu, Yannick Garcin, Pierre G. Valla, Eric P. Verrecchia, Georgina E. King, Frédéric Herman, Fabienne Dietrich, Alain Durand, Morphodynamique Continentale et Côtière (M2C), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Bern, Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire (LCPM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Earth and Environmental Science [Potsdam], University of Potsdam = Universität Potsdam, Patrimoines Locaux et Gouvernance (PALOC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Research School of Earth Sciences [Canberra] (RSES), Australian National University (ANU), Faculté de Géosciences et Environnement, Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL), University of Potsdam, Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Lausanne (UNIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Climate and environmental changes since the Last Glacial Maximum in the tropical zone of West Africa are usually inferred from marine and continental records. In this study, the potential of carbonate pedo-sedimentary geosystems, i.e. Vertisol relics, to record paleoenvironmental changes in the southwestern part of Chad Basin are investigated. A multi-dating approach was applied on different pedogenic organo-mineral constituents. Optically stimulated luminescence (OSL) dating was performed on the soil K-rich feldspars and was combined with radiocarbon dating on both the inorganic (C-14(inorg)) and organic carbon (C-14(org)) soil fractions. Three main pedo-sedimentary processes were assessed over the last 20 ka BP: 1) the soil parent material deposition, from 18 ka to 12 ka BP (OSL), 2) the soil organic matter integration, from 11 cal ka to 8 cal ka BP (C-14(org)), and 3) the pedogenic carbonate nodule precipitation, from 7 cal ka to 5 cal ka BP (C-14(inorg)). These processes correlate well with the Chad Basin stratigraphy and West African records and are shown to be related to significant changes in the soil water balance responding to the evolution of continental hydrology during the Late Quaternary. The last phase affecting the Vertisol relics is the increase of erosion, which is hypothesized to be due to a decrease of the vegetation cover triggered by (i) the onset of drier conditions, possibly strengthened by (ii) anthropogenic pressure. Archaeological data from Far North Cameroon and northern Nigeria, as well as sedimentation times in Lake Tilla (northeastern Nigeria), were used to test these relationships. The increase of erosion is suggested to possibly occur between c. 3 cal ka and 1 cal ka BP. Finally, satellite images revealed similar geosystems all along the Sudano-Sahelian belt, and initial C-14(inorg) ages of the samples collected in four sites gave similar ages to those reported in this study. Consequently, the carbonate pedo-sedimentary geosystems are valuable continental paleoenvironmental archives and soil water balance proxies of the semiarid tropics of West Africa. (C) 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.