pmag

Les variations du champ paléomagnétique
X. Quidelleur et J. Carlut

Retour à la page d'accueil

Dans l'espace
Dans le temps

A. LES VARIATIONS GEOGRAPHIQUES DU CHAMP
Afin de décrire les variations dans l'espace du champ moyen, il est important de disposer d'une base de données compléte. Elle doit comporter des sites regroupant, pour un intervalle de temps determiné, des données paléomagnétiques d'origine volcanique fiables et dont la distribution géographiqe doit être la plus étendue possible.

- A partir de la littérature disponible, nous avons donc initié la construction d'une base de données regroupant les enregistrements volcaniques de 0 à 5 Ma (Quidelleur et al., 1994). Elle comporte près de 2700 directions provenant de 67 sites distincts.

base de données IPGP

- Dans le but d'enrichir cette base de sites dans des zones géographiques auparavant mal contraintes, nous poursuivons un effort important d'échantillonnage. Par exemple, la région Caraïbe, choisie en raison de son importance géographique, a fait l'objet de deux campagnes de terrain pour l'étude de la direction moyenne et de la paléointensité dans l'intervalle 0-1 Ma (Carlut et al., 2000; Carlut et Quidelleur, 2000)

- Des modélisations numériques ont été entreprises pour rendre compte des caractéristiques du champ moyen mises en évidence par la base de données (Quidelleur et Courtillot, 1996; Carlut et Courtillot, 1998). Elles ont permis de montrer qu'une contribution significative (3-5%) d'un champ persistant quadrupolaire axial se superpose au champ du dipole axial. Par contre, la persistance d'autres termes de symétrie plus complexe ne peut être établie. Plus que les valeurs moyennes des différents termes du développement en harmoniques sphériques du champ paléomagnétique, ces études ont soulignés l'importance de leur variance. En effet, nous avons quantifié un forte variance des termes d'ordre 1 du degré 2 qui permet d'expliquer la plupart des observables de la base de données. Encore inexpliquée aujourd'hui, l'origine de cette anomalie fait partie de nos champs d'investigation actuel.

haut de page

B. LES VARIATIONS TEMPORELLES DU CHAMP

Si la description géographique du champ paléomagnétique moyen est relativement bien contrainte aujourd'hui, il apparaît fondamental de mieux décrire ses variations temporelles à toutes les échelles de temps. D'après les analyses des enregistrements historiques et archéomagnétiques, des temps de décorrélation typiques de l'ordre de 300 à 450 ans caractérisent l'évolution des termes non-dipolaires (Hulot et Le Mouël, 1994, Hongre et al., 1998). Du fait de la durée limitée des enregistrements historiques et archéomagnétiques disponibles les constantes de temps du champ dipolaire principal, restent, paradoxalement, à définir. Leur caractérisation à de fortes implications pour notre connaissance de la géodynamo et des relations entre les termes diffusifs et advectifs générant le champ géomagnétique dans le noyau.

Pour décrire les variations temporelles du champ, il est fondamental d'associer des datations fiables associées aux enregistrements volcaniques utilisés. Les techniques K/Ar Cassignol-Gillot et ⁴⁰Ar/³⁹Ar en oeuvre au laboratoire apportent ces contraintes temporelles indispensables.

On peut séparer en deux intervalles de temps les approches suivies depuis plusieurs années pour mieux décrire l'évolution dans le temps du champ paléomagnétique:

La période 10⁴-10³ ans

Les périodes atypiques du champ

Les inversions et les excursions géomagnétiques représentent des intervalles privilégiés. En effet le champ géomagnétique montre là des variations de grandes amplitudes, avec notamment une forte diminution de l'intensité de la composante dipolaire principale. Les études effectuées restent très descriptives. La cause principale étant la faible fiabilité des enregistrements paléomagnétiques sédimentaires généralement utilisés, et l'absence de considération chronologique détaillée de ces phénomènes dans les enregistrements volcaniques. Nous avons abordés plusieurs aspects:

- L'évènement géomagnétique de La Réunion (2.05 Ma) enregistré en Ethiopie (Carlut et al., 1999)

- Variation de l'intensité autour de l'inversion Matuyama-Brunhes à la Palma (Valet et al., 1999)

- Age et durée de la dernière inversion du champ: la transition Matuyama-Brunhes (Quidelleur et al., 2003)

- Identification d'excursions du champ à la Palma à 600 ka et 820 ka (Quidelleur et al., 1999; 2002)

La variation séculaire en période stable

- Etude de la variation séculaire du champ sur une succession de 40 coulées de lave émise en un laps de temps très bref vers 61±2 ka à Stromboli (Italie)

La période 10⁵-10⁶ ans

- les variations directionnelles et en intensité du champ au site de la guadeloupe sur le dernier million d'années ont montré deux intervalles de 200 ka avec des caractéristiques distinctes (Carlut et al., 2000). Entre 600 et 400 ka, l'inclinaison présente de fortes valeurs alors qu'entre 200 et 0 ka, elle est plutot faible. Un échantillonnage complémentaire est en cours d'étude afin de valider l'existence d'une telle périodicité.

haut de page

	Les variations du champ paléomagnétique X. Quidelleur et J. Carlut
Retour à la page d'accueil	Dans l'espace Dans le temps A. LES VARIATIONS GEOGRAPHIQUES DU CHAMP Afin de décrire les variations dans l'espace du champ moyen, il est important de disposer d'une base de données compléte. Elle doit comporter des sites regroupant, pour un intervalle de temps determiné, des données paléomagnétiques d'origine volcanique fiables et dont la distribution géographiqe doit être la plus étendue possible. - A partir de la littérature disponible, nous avons donc initié la construction d'une base de données regroupant les enregistrements volcaniques de 0 à 5 Ma (Quidelleur et al., 1994). Elle comporte près de 2700 directions provenant de 67 sites distincts. base de données IPGP - Dans le but d'enrichir cette base de sites dans des zones géographiques auparavant mal contraintes, nous poursuivons un effort important d'échantillonnage. Par exemple, la région Caraïbe, choisie en raison de son importance géographique, a fait l'objet de deux campagnes de terrain pour l'étude de la direction moyenne et de la paléointensité dans l'intervalle 0-1 Ma (Carlut et al., 2000; Carlut et Quidelleur, 2000) - Des modélisations numériques ont été entreprises pour rendre compte des caractéristiques du champ moyen mises en évidence par la base de données (Quidelleur et Courtillot, 1996; Carlut et Courtillot, 1998). Elles ont permis de montrer qu'une contribution significative (3-5%) d'un champ persistant quadrupolaire axial se superpose au champ du dipole axial. Par contre, la persistance d'autres termes de symétrie plus complexe ne peut être établie. Plus que les valeurs moyennes des différents termes du développement en harmoniques sphériques du champ paléomagnétique, ces études ont soulignés l'importance de leur variance. En effet, nous avons quantifié un forte variance des termes d'ordre 1 du degré 2 qui permet d'expliquer la plupart des observables de la base de données. Encore inexpliquée aujourd'hui, l'origine de cette anomalie fait partie de nos champs d'investigation actuel.
	haut de page
	B. LES VARIATIONS TEMPORELLES DU CHAMP Si la description géographique du champ paléomagnétique moyen est relativement bien contrainte aujourd'hui, il apparaît fondamental de mieux décrire ses variations temporelles à toutes les échelles de temps. D'après les analyses des enregistrements historiques et archéomagnétiques, des temps de décorrélation typiques de l'ordre de 300 à 450 ans caractérisent l'évolution des termes non-dipolaires (Hulot et Le Mouël, 1994, Hongre et al., 1998). Du fait de la durée limitée des enregistrements historiques et archéomagnétiques disponibles les constantes de temps du champ dipolaire principal, restent, paradoxalement, à définir. Leur caractérisation à de fortes implications pour notre connaissance de la géodynamo et des relations entre les termes diffusifs et advectifs générant le champ géomagnétique dans le noyau. Pour décrire les variations temporelles du champ, il est fondamental d'associer des datations fiables associées aux enregistrements volcaniques utilisés. Les techniques K/Ar Cassignol-Gillot et ⁴⁰Ar/³⁹Ar en oeuvre au laboratoire apportent ces contraintes temporelles indispensables.
	On peut séparer en deux intervalles de temps les approches suivies depuis plusieurs années pour mieux décrire l'évolution dans le temps du champ paléomagnétique: La période 10⁴-10³ ans Les périodes atypiques du champ Les inversions et les excursions géomagnétiques représentent des intervalles privilégiés. En effet le champ géomagnétique montre là des variations de grandes amplitudes, avec notamment une forte diminution de l'intensité de la composante dipolaire principale. Les études effectuées restent très descriptives. La cause principale étant la faible fiabilité des enregistrements paléomagnétiques sédimentaires généralement utilisés, et l'absence de considération chronologique détaillée de ces phénomènes dans les enregistrements volcaniques. Nous avons abordés plusieurs aspects: - L'évènement géomagnétique de La Réunion (2.05 Ma) enregistré en Ethiopie (Carlut et al., 1999) - Variation de l'intensité autour de l'inversion Matuyama-Brunhes à la Palma (Valet et al., 1999) - Age et durée de la dernière inversion du champ: la transition Matuyama-Brunhes (Quidelleur et al., 2003) - Identification d'excursions du champ à la Palma à 600 ka et 820 ka (Quidelleur et al., 1999; 2002) La variation séculaire en période stable - Etude de la variation séculaire du champ sur une succession de 40 coulées de lave émise en un laps de temps très bref vers 61±2 ka à Stromboli (Italie) La période 10⁵-10⁶ ans - les variations directionnelles et en intensité du champ au site de la guadeloupe sur le dernier million d'années ont montré deux intervalles de 200 ka avec des caractéristiques distinctes (Carlut et al., 2000). Entre 600 et 400 ka, l'inclinaison présente de fortes valeurs alors qu'entre 200 et 0 ka, elle est plutot faible. Un échantillonnage complémentaire est en cours d'étude afin de valider l'existence d'une telle périodicité.
	haut de page