Aimantation des sédiments : contraintes climatiques et biologiques

Cette thèse traite des deux aspects paléoenvironnemental et géomagnétique contenus dans le message des archives magnétiques des sédiments. Pour cela, des investigations des indicateurs sédimentaires, géochimiques, minéralogiques et magnétiques ont été conduites. Cette approche multi-proxy est indispensable afin de déchiffrer l’origine et les composantes des signaux. Elle a été scindée en deux axes de recherche. Le premier axe traite de l’aspect paléoenvironmental et se base sur l’étude de deux carottes du Nord de l’Océan Indien (MD92-1002 et MD92-1003) et une carotte de la Mer Rouge (MD92-1008). Il fait l’objet de deux chapitres dans ce manuscrit. La description des signaux magnétiques enregistrés dans ces carottes a pu être reliée aux changements climatiques des derniers 200 000 ans (variations du niveau marin relatif, cycles glaciaire-interglaciaires et variations à hautes résolutions : évènements d’Heinrich). La part du rôle de la diagenèse sur la préservation des minéraux magnétiques et sur les signaux de susceptibilité résultant dans ces deux bassins est largement discutée dans ces deux chapitres. Le deuxième axe de cette étude traite de l’aspect géomagnétique des archives sédimentaires par une approche multi-proxy incluant des analyses des paléointensités relatives et des analyses géochimiques : ?18O, indicateur des variations climatiques et flux du 10Be dont la production est modulée par l’intensité du champ géomagnétique. Les analyses de béryllium constituent une approche indépendante de l’enregistrement des paléointensités relatives pour détailler les variations d’intensité du champ géomagnétique. L’archive sédimentaire choisie, la MD90-0961, provient du même site que la carotte MD90-0963, carotte à partir de laquelle une stratigraphie isotopique de référence des derniers 900,000 ans a été établie et à partir de laquelle la limite Brunhes-Matuyama avait déjà été décrite [Bassinot et al., 1994]. La MD90-0961 a permis d’investiguer les signaux magnétiques et géochimiques relatifs à la dernière inversion du champ Brunhes-Matuyama il y a 780 000 ans à plus haute résolution et, avec l’emploi d’un traceur indépendant des variations de paléointensité relatives, le flux de béryllium 10Be. Au sein de cet enregistrement, cette inversion est contemporaine du stade isotopique 19 et se positionne vers 773 500 ans. Le signal d’affaiblissement du moment géomagnétique coïncide avec le maximum de production du 10Be/9Be atmosphérique. Les signaux de paléointensités relatives et de 10Be indiquent qu’il n’y a pas de retard dans l’acquisition de l’aimantation au sein de cet enregistrement. Abstract This thesis deals with both aspects – paleoenvironmental and geomagnetic – contained in the magnetic signal of deep-sea sediments. For this, sedimentological, geochemical, mineralogical and magnetic investigations were conducted. This multi-proxy approach is essential in order to decipher the origins and the components of the signals. This PhD thesis has been split in two-research axis. The first one deals with the paleoenvironmental aspects and is based on the study of two oceanic cores from the Indian Ocean (cores MD92-1002 and MD92-1003) and one core from the Red Sea (core MD92-1008). This is the subject of two chapters in this manuscript. The description of magnetic signals recorded in these cores could be linked to the climate changes of the last 200.000 ka (sea-level variations, glacial-interglacial cyclicity and Heinrich Events). The part of the role played by the amount of organic matter on the preservation of magnetic minerals and on the resultant signals of magnetic susceptibility in those two basins is widely discussed in both those chapters. The second axis of this study deals with geomagnetic aspects presented in a long-sediment core by using a multi-approach including relative paleointensity analyses and geochimical investigations: ?18O, indicative of climate changes and the evolution of the 10Be flux, whose production is modulated by the strength of the geomagnetic field. 10Be analyses constitute an independent approach, from the relative paleointensity investigations, for recording the intensity of the geomagnetic field changes. For our investigations, we selected the long-piston core MD90-0961, coming from the same studied site that core MD90-0963. That core is known for the accuracy of its oxygen isotope stratigraphy and for giving an estimated age of the Brunhes-Matuyama boundary of about 775 ± 10 ka [Bassinot et al., 1994]. Core MD90-0961 allows us to investigate the high-resolution magnetic and geochimical signals related to the Brunhes-Matuyama reversal and it gives us the ability of using the 10Be tracer. Inside this core, this reversal is contemporaneous with the marine isotopic stage MIS 19 at around 773.5 ka. The weakening signal of the geomagnetic field is positively correlated with the maximum production of the 10Be. Relative paleointensity and 10Be signals show that there is no evidence of delay in the magnetization acquisition in this core.