Thèse de Samuel N. Taylor | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Paléomagnétisme

  Thèse de Samuel N. Taylor

Lien Climat – Magnétisme dans le système Sol-Loess-Paléosol
Encadrant (et co-encadrant) : 
Résumé: 

Les dépôts de loess, principalement répartis dans les zones climatiques tempérées, sont d’importantes archives paléoclimatiques et paléoenvironnementales des continents. Ce fort potentiel repose en partie sur des résultats fondamentaux obtenus à la suite de recherches en minéralogie magnétique sur les loess de Chine, montrant un accroissement de la susceptibilité magnétique dans les paléosols (relativement aux loess), provoqué par la présence de nano-magnétite et nano-maghémite (< 30 nm) formées au cours de la pédogénèse. Les grandes questions qui restent posées sont les suivantes:

  • Quel(s) est(sont) le(s) paramètre(s) climatique(s) qui gouvernent le magnétisme des loess issu de l’altération in situ menant à la formation de sols (pédogénèse)?
  • Quel est le devenir de ces produits d’altérations pédogéniques intégré dans le temps et à travers des cycles répétés d’oxydation et de réduction ? Les paléosols sont-ils des archives fiables du climat passé ?
  • Que peuvent nous apprendre les loess (sédiment primaire non altéré) sur le dynamisme (intensité/direction) de la circulation atmosphérique ?
  • Les dépôts de poussières au Groenland et de loess en Europe au cours du dernier maximum glaciaire sont-ils issus d’un mécanisme commun ?

L’hypothèse initialement proposée pour expliquer la présence accrue de minéraux ferrimagnétiques était l’altération chimique de précurseurs tels que les silicates, contrôlée principalement par les précipitations d’été. A présent, des fonctions de transfert ont été proposées mettant en avant une corrélation des propriétés magnétiques avec, d’une part, les précipitations et, d’autre part, les températures. L’existence de ce type de fonctions de transfert a stimulé les recherches sur les loess, avec des applications intéressantes des mesures magnétiques pour les études paléoclimatiques et paléoenvironnementales. Cependant, à l’échelle globale, les dépôts loessiques d’une région à un autre ont montré des différences par rapport à la référence chinoise, rendant le modèle du loess de Chine non-unique.

Le sujet de thèse propose comme point de départ l’étude de la séquence de loess de Nussloch (vallée du Rhin, Allemagne).  Au cours du dernier cycle climatique, les séquences loessiques en Europe de l’ouest montrent des taux de sédimentation particulièrement élevés couvrant l'intervalle 15 – 70 ka BP, contemporain des périodes de concentration maximale de poussière dans l'atmosphère. Elles constituent donc un matériel privilégié pour l’étude de l’impact de la variabilité climatique millénaire, notamment au cours des maxima glaciaires. Des études granulométriques et isotopiques de la séquence de Nussloch (Allemagne) ont mis en évidence des événements climatiques (éoliens) millénaires corrélés avec les pics de poussières (GRIP) et, ainsi, caractérisent les événements de Dansgaard-Oeschger (D/O) en milieu continental.

Date de soutenance: 
Mercredi 01 Octobre 2014 - 10:00