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Contribution à l’étude haute résolution de l’enregistrement du champ magnétique dans des carottes marines sur les derniers 35 ka, biais et signature climatique

Début : 01 octobre 2021

Encadrant(s) :
Julie Carlut, Laure Meynadier, Franck Bassinot (LSCE)

Equipe(s) liée(s) :
Paléomagnétisme

Statut : En cours

De façon surprenante, les variations de l’intensité du champ demeurent très mal contraintes pendant la période 35ka – 5ka qui fait le lien avec les données archéomagnétiques pour les 5 derniers millénaires. Cette période est cruciale car elle permet d’accéder à la variabilité et donc au temps caractéristique du dipôle géomagnétique. Cette thèse est focalisée sur cette période en étudiant les signaux magnétiques, sédimentaires et climatiques de plusieurs carottes marines à fort taux de sédimentation qui ont été sélectionnées sur la base de leur stratigraphie isotopique. L’examen des courbes de références pour les derniers 80 ka dans l’Atlantique Nord et l’Atlantique Sud (respectivement NAPIS et SAPIS) montre des disparités importantes entre les deux hémisphères pour la période 20-30 ka alors que les variations du champ magnétique devraient être globales aux échelles considérées. On note en particulier un minium d’intensité à 25 ka pour les enregistrements du sud de l’Atlantique (SAPIS) alors que c’est un maximum qui est observé dans l’Atlantique Nord (NAPIS). On note aussi des incohérences avec les courbes de paléointensité déduites des variations des isotopes cosmogéniques dérivées du rapport 10Be/9Be aux mêmes âges. Les causes de ces divergences restent à établir. Une possibilité serait que des termes non dipolaires importants persistent ponctuellement sur des temps de l’ordre de quelques milliers d’années. Une autre explication plus probable impliquerait la contamination des signaux par les changements climatiques à la fin de la dernière période glaciaire avec des effets de biais régionaux. Un travail théorique (Savranskaia et al., 2021) a débuté sur cet aspect qui servira de support à cette étude.
Durant la même période plusieurs excursions paléomagnétiques ont été référencées en lien avec des chutes d’intensité, mais leur réalité est également discutée faute de présence systématique. Les trois excursions les plus crédibles du « Mono lake » à ~32 ka, du « Lake Mungo » à  ~26 ka et  de « Gothenburg » à ~13ka sont en général répertoriées dans des carottes à fort taux de sédimentation, impliquant une certaine brièveté et pouvant expliquer quelles soient difficiles à traquer. Il est néanmoins fondamental de déterminer si de telles chutes de l’intensité du champ induisant une errance des pôles magnétiques se produisent à une fréquence élevée (i.e. plusieurs fois par 100 ka) et si le champ perd sa géométrie dipolaire durant ces périodes. 
L’objectif de la thèse est donc de produire des courbes de références régionales à haute résolution dans des zones exemptes de données. En parallèle les possibles excursions seront recherchées. Pour atteindre la meilleure résolution (Phillipe et al., 2018), un protocole d’échantillonnage par des mini cubes sera testé pour la première fois.  
Les questions abordées sont donc les suivantes :
– Comment expliquer l’incohérence des courbes d’intensité du champ magnétique entre l’Atlantique Nord et l’Atlantique Sud entre 20 et 30 ka?
– Peut on construire une « master curve » de référence pour la région pacifique du Sud-Est malgré l’effet des moussons très prononcé dans cette région impliquant des changements de lithologie ?
– Les bouleversements des courants marins profonds à la fin du glaciaire et lors de la déglaciation ont-ils un impact sur les signaux?
– Quelle est l’origine des incohérences entre les signaux magnétiques et cosmogéniques (10Be/9Be) et peut-on s’en affranchir, voire les corriger?  
– Déterminer l’origine des excursions géomagnétiques de la période 5-35 ka.
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