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Les enregistrements de l’intensité du champ paléomagnétique dans les sédiments : approche croisée de la paléointensité relative et du ¹ºBe cosmogénique

Début : 01 octobre 2017

Fin : 20 juillet 2020

Encadrant(s) :
Jean-Pierre Valet, Ramon Egli

Equipe(s) liée(s) :
Paléomagnétisme

Statut : Soutenue

Thèse de Tatiana Savranskaia

La direction et l’intensité du champ géomagnétique ont continuellement évolué dans le passé. L’un des rares moyens d’obtenir des reconstitutions continues de cette évolution repose sur les enregistrements sédimentaires. Ces dernières sont donc importants pour comprendre la géodynamo et l’évolution sous-jacente de l’intérieur de la Terre, ainsi que pour fournir un outil de datation important grâce à la magnétostratigraphie. Les enregistrements sédimentaires des variations du champ géomagnétique reposent sur deux mécanismes d’enregistrement principaux: l’alignement des particules magnétiques, qui sous-tend les enregistrements continus de la paléointensité relative (RPI), et l’archivage des isotopes cosmogéniques, en particulier le ¹⁰Be. Bien que l’on ne s’attende pas à une concordance parfaite des deux enregistrements, les changements similaires au cours des périodes caractérisées par une diminution significative du moment dipolaire sont suggérés grâce au contrôle global du champ de production de ¹⁰Be et à l’atténuation des caractéristiques non dipolaires dans les enregistrements RPI mesurés dans les sédiments avec les faibles taux de sédimentation. L’objectif du présent travail était d’améliorer nos connaissances actuelles sur les mécanismes d’enregistrement dans le cas des sédiments marins, en particulier : 1. Les facteurs environnementaux responsables du transport et du retrait du 10Be de lacolonne d’eau et l’effet de la distribution des sources sur l’approvisionnement en ⁹Be. 2. L’effet des processus post-dépôt, en particulier celui du mélange des sédiments, sur le10Be et les enregistrements RPI. 3. Le mécanisme par lequel une magnétisation post-déposition est acquise près du fond dela couche mélangée en surface. 4. Les causes d’un décalage systématique entre les enregistrements ¹⁰Be et RPI et lesfacteurs environnementaux affectant le RPI.Afin de démêler l’apport environnemental et magnétique dans les couches sédimentaires de ¹⁰Be/⁹Be, nous avons analysé cinq enregistrements, couvrant la dernière inversion géomagnétique. Les différentes caractéristiques d’enregistrement sur les cinq sites ont été décrites en termes de modulations climatiques additives et multiplicatives, qui dépendent essentiellement de la profondeur de l’eau, de la localisation le long des grands systèmes de courants océaniques, et de la distance à la côte. Les enregistrements RPI sont fortement affectés par les processus post-dépôt, en particulier le mélange des sédiments, qui est entièrement responsable de l’aimantation rémanente naturelle (NRM) acquise par les sédiments bioturbés, et son retard par rapport aux enregistrements ¹⁰Be. Un nouveau modèle de bioturbation a été développé pour expliquer la NRM sédimentaire dans les sédiments bioturbés. Ce modèle inclut un phénomène récemment découvert de ségrégation de taille dans la couche mélangée de surface (SML), analogue à l’effet bien connu de la noix du Brésil (Brazilian-nut). La ségrégation de taille est responsable de la plus longue permanence des grandes particules dans la SML, jusqu’au cas limite des nodules de ferromanganèse. Nous avons démontré l’effet de noix du Brésil sur les particules de microtektite, qui consiste en une ségrégation des fragments en fonction de leur taille. Le modèle de ségrégation par taille permet d’estimer la profondeur réelle du mélange sédimentaire dû à la bioturbation, une fois prise en compte la composante supplémentaire de vitesse liée à la migration des plus grosses particules vers le haut de la colonne sédimentaire.Les résultats de cette recherche ont une importance significative non seulement pour la caractérisation de la réponse au mélange des sédiments et la reconstruction des enregistrements affectés des processus de bioturbation (par exemple ¹⁰Be /⁹Be), mais aussi pour l’évaluation de la validité des modèles d’âge qui sont limités par les âges des traceurs conservateurs..

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