Paléomagnetisme

Réponse du Département Sciences et Techniques

Paléomagnétisme : "étude du comportement du champ magnétique terrestre au cours des temps géologiques à partir de l’aimantation rémanente des roches. "
Source : Centre de Physique du Globe de l'IRM

« Les roches sédimentaire sont généralement porteuses de rémanence naturelle, mais beaucoup plus faible que celles des roches volcaniques. Lors du dépôt des sédiments, les particules magnétiques s'orientent dans la direction du champ terrestres et gardent cette orientation après la compaction et la solidification. »
source : Aimantation rémanente


Paléomagnétisme
"En archéomagnétisme, partant de rémanences, dans les terres cuites surtout, on cherche à suivre le détail de la variation séculaire du champ magnétique terrestre durant la période historique. En paléomagnétisme, on part aussi de rémanences, dans toutes sortes de roches, et on explore le champ magnétique terrestre durant les temps géologiques ; il ne peut plus s'agir, en général, de variation séculaire. Le champ magnétique terrestre fossilisé dans les roches va plutôt servir à résoudre des problèmes géologiques.


Le paléomagnétisme, entièrement fondé sur la mesure d'aimantations rémanentes portées par les roches dans toute la série géologique, a pris un développement considérable à partir de 1950, parce qu'il a brusquement rénové les idées de dérive des pôles et des continents qui, après avoir considérablement agité les géologues et les climatologistes pendant le premier quart du xxe siècle, en étaient arrivées à un discrédit à peu près total. Le fait majeur est que le paléomagnétisme prétend décrire les dérives avec ses seuls arguments, alors que les idées antérieures reposaient sur un amalgame d'observations géologiques diverses et paléoclimatiques.
Pratiquement, toutes les roches portent des aimantations rémanentes, parfois d'intensité extrêmement faible dans beaucoup de roches sédimentaires.
Des années durant, des paléomagnéticiens, en nombre toujours croissant, ont multiplié les mesures d'aimantations naturelles sur tous les continents pour toutes les époques géologiques. Les conclusions étaient, pour chaque continent, la description de ses positions successives en latitude et en altitude (la longitude n'est plus définie sur une surface du globe se déformant). Elles permettaient des comparaisons intéressantes entre les positions paléogéographiques ainsi définies aux différentes époques et les observations géologiques et paléoclimatiques (existence de formations glaciaires, coralliennes, désertiques à ces mêmes époques). Ces comparaisons ont souvent été décevantes, d'abord parce que c'est là un problème difficile, et aussi parce que, avec la multiplication des mesures et le soin plus grand apporté dans l'étude de la qualité des aimantations, les « courses » souvent énormes reconnues pour chaque continent ont varié beaucoup. L'idée de mouvement plus ou moins régulier a disparu, et les synthèses récentes décrivent des phases de mouvements, tantôt très rapides, tantôt quasi stationnaires.
Dans les années soixante, une idée intéressante a été développée, reprenant, au fond, celle des géologues créateurs de la notion de dérive des continents : l'existence des « supercontinents », Laurasie et continent de Gondwana, qui auraient dérivé chacun puis se seraient divisés, donnant respectivement l'Amérique du Nord et l'Eurasie pour le premier, et l'Amérique du Sud, l'Afrique, l'Australie, l'Inde et le continent antarctique pour le second. Des études, conduites à l'aide d'ordinateurs, sur les relations de forme entre des continents se faisant vis-à-vis et capables de s'emboîter les uns dans les autres ont renforcé les bases de cette thèse. Prenons le cas simple de l'Amérique du Sud et de l'Afrique (dont la possibilité d'emboîtement est la plus connue) et supposons qu'elles aient dérivé longtemps ensemble, accolées (dans un ensemble plus vaste ou non, peu importe). Pendant toute cette période, la courbe de dérive du pôle, relative au bloc qu'elles forment, est unique. Si, à une époque donnée (le Permien supérieur dans le cas choisi), les deux continents se sont mis à s'écarter l'un de l'autre, leurs surfaces de référence sont alors séparées, mais, sur chacune, les portions allant jusqu'au Permien supérieur ont évidemment exactement la même forme, tandis qu'au-delà ces formes n'ont plus de relation directe. Alors, les courbes de dérive de chaque continent étant dessinées sur leur sphère de référence propre, si, amenant les dessins des continents à s'emboîter, on trouve une superposition des courbes jusqu'au Permien supérieur, la probabilité est très grande qu'ils aient été soudés tous les deux jusqu'à cette époque. Par ce biais, le paléomagnétisme atteindrait maintenant les positions des continents en longitude relative. Les efforts ont porté sur des essais de reconstitution complète des supercontinents, Laurasie et Gondwana, et même d'un continent unique initial, la Pangée de Wegener. C'est un problème difficile ou, s'il est traité avec complaisance, trop facile, étant donné la grande indétermination de toutes les courbes de dérive.
La phase la plus récente en paléomagnétisme réside dans le traitement d'ensemble des faits concernant la dérive des continents et l'expansion des fonds océaniques, dont les vitesses se trouvent être du même ordre. Actuellement, on ne voit plus les continents labourant le fond des océans, mais, au contraire, portés par le mouvement d'expansion océanique."

Source : Encyclopaedia Universalis

Le chapitre « Rémanence dans les roches et histoire du champ magnétique » de l’ouvrage Magnétisme terrestre , présente de façon très détaillée des différents types de rémanences, la mesure de la rémanence, le paléomagnétisme et l’évolution du champ magnétique.

D’après toutes ces informations, il semble que l’objet des mesures de rémanence des roches soit essentiellement l’étude de la tectonique des plaques. Il s’agit donc plutôt de comparer des mesures afin de retrouver des « moments magnétiques » ou « profils magnétiques » communs. Nulle part, nous n’avons trouvé d’information concernant des records, à savoir le plus haut ou le plus bas chiffre.

L’INPG possède une unité de recherche spécifique en paléomagnétisme : Unité de Recherche CNRS Paléomagnétisme que vous pouvez contacter.

Cependant, nous avons posé la question à un géologue de l’Ecole Normale Supérieure de sciences de Lyon.
Nous vous tiendrons informé de sa réponse.

Réponse du département Sciences et Techniques


Voici un complément de réponse :

"Le magnétisme rémanent peut être de nature primaire ou secondaire. Dans le cas d'un magnétisme rémanent primaire, ce sont les laves et les roches intrusives (dykes,...) qui enregistrent les intensités d'aimantations rémanentes les plus fortes (par opposition aux sédiments notamment), mais les records d'intensité sont à ma connaissance issus d'aimantations rémanentes secondaires comme celles acquises par impact de foudre (aimantation rémanente isotherme) ou même de météorites (aimantation piezorémanente, ie liée à la pression, ex : massif granitique de Vredefort en Afrique du Sud)."

Malheureusement cette personne n'a pas pu fournir une valeur précise.

Merci à Guillaume Plenier, post-doctorant à l'IPGP (Institut de Physique du Globe), Paris.