- 1. L’aimantation thermorémanente
- 2. L’aimantation détritique des sédiments
- 3. Les aimantations « parasites »
- 4. Minéralogie magnétique et tests de cohérence
- 5. Quelques outils du paléomagnétisme
- 6. La dérive des continents
- 7. Décrire le champ magnétique dans le passé
- 8. Comment remonter à l’intensité du champ?
- 9. Le magnétisme environnemental et le biomagnétisme
- 10. Bibliographie
PALÉOMAGNÉTISME
Décrire le champ magnétique dans le passé
Le champ magnétique terrestre observé à travers une fenêtre de quelques milliers d’années se résume au champ créé par un dipôle axial centré sur l’axe de rotation. En revanche, une photographie instantanée indique qu’il est composé à 80-90 p. 100 d’une partie dipolaire et que les 10-20 p. 100 restants ne sont pas dipolaires et varient rapidement dans le temps et dans l’espace ; c’est la raison pour laquelle la cartographie du champ à la surface de la Terre est très irrégulière. Les aimantations acquises sur des échelles de temps courtes ont donc enregistré le champ total local c’est-à-dire ses parties dipolaires et non dipolaires. C’est surtout le cas des coulées volcaniques ou des matériaux archéologiques, dont l’aimantation est acquise très rapidement lors de leur refroidissement. La plupart des sédiments, quant à eux, ont un temps d’intégration plus long, et l’aimantation d’un échantillon de quelques centimètres moyenne la variabilité du champ sur une période souvent assez longue pour ne restituer que sa partie dipolaire. Les deux types de matériaux sont donc complémentaires, puisque dans un cas on peut observer la variabilité rapide du champ total en un lieu donné (avec les coulées volcaniques ou encore l’archéomagnétisme), tandis que dans l’autre (avec les sédiments) on s’intéressera à l’évolution à long terme du dipôle.
Lors des trois derniers siècles, le champ magnétique a été mesuré grâce aux observatoires magnétiques. Pour les 8 à 10 derniers millénaires, les magnéticiens privilégient les matériaux archéologiques cuits comme les céramiques, les fours de potiers ou domestiques, ou encore les briques, les tuiles et les sols brûlés. C’est le domaine de l’archéomagnétisme. Ces matériaux, porteurs d’une aimantation thermorémanente, ont gardé en mémoire, au moment de leur fabrication ou de leur utilisation, la direction et l’intensité du champ géomagnétique avec une excellente fidélité, et ont rarement subi des réaimantations. Les fours, briques et tuiles, lorsqu’ils sont encore en place, permettent de remonter directement à la direction et à l’intensité du champ local. Dans la plupart des cas, les matériaux proviennent de sites archéologiques datés avec une faible incertitude. L’archéomagnétisme est donc un outil privilégié pour reconstituer les variations du vecteur champ magnétique dans différentes régions. Au-delà, le paléomagnétisme prend le relais.
Échelle de polarité géomagnétique correspondant aux 165 derniers millions d’années
Encyclopædia Universalis France
Une des premières contributions du paléomagnétisme a été la découverte des inversions de polarité du champ magnétique terrestre. Les premières coulées volcaniques aimantées en sens inverse du champ actuel ont été découvertes par le géophysicien français Bernard Brunhes en 1904 dans le Massif central. Il a fallu attendre une cinquantaine d’années pour que l’hypothèse des inversions soit admise dans la communauté scientifique. La première échelle, dite de polarité géomagnétique, montrant la succession des inversions, publiée en 1963, était restreinte aux 5 derniers Ma. On y distingue des périodes de polarité dites « normales » pendant lesquelles le champ est orienté sud-nord, comme aujourd’hui, et des périodes « inverses », qui correspondent à la polarité opposée. La succession des anomalies magnétiques, aimantations « normales » et « inverses », de la croûte océanique au fond des océans, et les mesures paléomagnétiques de coulées volcaniques datées sur différents continents ont permis de construire l’échelle de polarité géomagnétique qui retrace la succession des inversions jusqu’à 165 Ma. On ne connaît pas effectivement de fonds océaniques plus anciens, car au-delà de cet âge, le plancher océanique a disparu dans les zones de subduction. On fait alors appel à la magnétostratigraphie. Cette approche consiste à[...]
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Écrit par
- Jean-Pierre VALET : directeur de recherche au C.N.R.S., Institut de physique du globe de Paris
Médias
Aimantation thermorémanente des roches volcaniques
Encyclopædia Universalis France
Magnétite
V. Raduntsev/ Shutterstock
Aimantation « post-dépôt » des sédiments
Encyclopædia Universalis France
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