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Physique subatomique - Sciences de l'Univers - Structure et histoire de la Terre (CE31)
Edition 2015


SVPIntMex


Variation séculaire et Paléointensité au Mexique pendant le Plio-Quaternaire

Variation séculaire et Paleointensité au Mexique pendant le PlioQuaternaire
Ce projet vise à acquérir de nouvelles données du champ magnétique terrestre (direction et intensité), avec du matériel archéologique et volcanique du Mexique pour
• améliorer la courbe de variation séculaire et mieux définir l'évolution temporelle du champ magnétique terrestre,
• développer l'archéomagnétisme, outil puissant pour dater des sites archéologiques lorsque la courbe de variation séculaire est bien définie,
•. tracer magnétiquement des artefacts faits en obsidienne.

Objectifs
Le Mexique est une région particulièrement riche en sites archéologiques et volcanisme récent. Pourtant les données mexicaines ne sont pas en accord avec les modèles globaux: modèles trop lissés ou biais dans les données mexicaines ?

L'objectif de ce projet est d'acquérir de nouvelles données fiables du champ magnétique terrestre (direction et intensité) du Pliocène au présent, afin d'affiner sa courbe de variation séculaire, essentielle pour une bonne compréhension de ce paramètre géophysique critiques pour l'humanité.

Pour comprendre la préhistoire, il faut savoir quand les événements se sont déroulées. Dans certains cas, la connaissance de la chronologie des événements peut déjà répondre à ces questions. Cependant, pour les périodes plus anciennes, surtout avant Jésus Christ, les moyens de dater les sites archéologiques deviennent de moins en moins nombreux, et l'archéomagnétisme est la seule option possible pour les périodes plus anciennes que le début de l'Holocène. Ainsi, la construction d'une courbe de variation séculaire complète (en direction et en intensité) du champ géomagnétique pour les périodes préhistoriques est essentielle pour la région Mesoaméricaine.

Nous nous proposons également de développer une méthode originale, en utilisant le magnétisme de la roche et la paléointensité, pour discriminer les différentes sources géographiques des artefacts faits en obsidienne.

De nouvelles données fiables de paléointensité obtenues à partir de coulées de laves Pliocènes permettra de mieux décrire la transition récente entre le champ magnétique terrestre faible du Mésozoïque et le champ fort actuel.

Enfin, une plate-forme régionale, regroupant toutes les données magnétiques archéologiques, paléomagnétiques et de magnétisme des roches disponibles pour le Mexique, sera construite pour l'ensemble de la communauté. Une analyse critique des données disponibles sera également effectuée, selon les critères de qualité les plus récents.

Méthodologie
Lorsqu'une lave refroidit et se solidifie, elle enregistre la direction et l'intensité du champ ambiant. Ainsi, en étudiant des coulées d'âge varié, on peut retracer l'évolution du champ magnétique terrestre avec le temps. Le même processus se produit lors du refroidissement d'un artefact archéologique (fours, poteries, céramiques), même si la minéralogie magnétique peut être légèrement différente. La méthodologie à appliquer est donc la même dans les deux cas, seule change la temporalité du matériau.

Les techniques qui seront utilisées pour le projet seront principalement :

• Le magnétisme de roche, la microscopie optique (lumière transmise et réfléchie) et la microscopie électronique (SEM) pour définir les porteurs magnétiques,

• Des désaimantations thermiques et champs alternatifs pour retrouver la ou les direction(s) d'aimantation(s) portée(s) par les roches,

• Des analyses de paléointensité avec la méthode de Tellier-Thellier pour comparer l'aimantation thermorémanente acquise en laboratoire dans un champ connue à celle portée par les roches et ainsi définir l'intensité du champ magnétique au moment du refroidissement,

• Des datations radiométriques pour définir le plus précisément possible la période de refroidissement des roches et donc l'âge de l'aimantation acquise.

Résultats

En cours

Perspectives

N/A

Productions scientifiques et brevets

N/A

Partenaires

CNRS DR12 [CEREGE] Centre National de la Recherche Scientifique délégation Provence et Corse [Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement]

UNAM Laboratorio de Paleomagnetismo, Instituto de Geofisica

Aide de l'ANR 211 778 euros
Début et durée du projet scientifique décembre 2015 - 36 mois

Résumé de soumission

Ces vingt dernières années, les modèles numériques et expérimentaux du champ magnétique terrestre ont fait de très gros progrès, se rapprochant de plus en plus d'un modèle réaliste de géodynamo. Par exemple, les modèles qui sont proposés aujourd'hui sont capables de simuler des mouvements dans le noyau permettant de produire des inversions du champ. Malgré tout, l'évolution temporelle du champ magnétique terrestre doit être connue avec beaucoup plus de précision pour permettre d'améliorer encore ces modèles, des périodes historiques jusqu’aux périodes géologiques. Cela nous permettra d'améliorer notre compréhension du fonctionnement du noyau au cours des temps, des interactions entre le noyau et le manteau, et permettra de fournir des paramètres de plus en plus réalistes et précis à introduire dans les modèles de géodynamo. De nouvelles données de qualité sont donc absolument nécessaires, en particulier pour l'Amérique du Sud et l'Amérique Centrale qui ne représentent pour l'instant que quelques pour cents de la base de données de paleointensité.
D'un autre coté, lorsque la courbe de variation séculaire est bien connue pour une région donnée, elle se révèle être un outil extrêmement puissant pour dater des sites archéologiques. Le Mexique est une région archéologique particulièrement riche mais sa courbe de variation séculaire est encore très mal définie, et là aussi de nouvelles données sont nécessaires.
Enfin, nous nous proposons d'utiliser la paléointensité et le magnétisme des roches pour mettre au point une nouvelle méthode de traçage des artefacts faits en obsidienne.
Le but général de ce projet est donc d'acquérir de nouvelles données expérimentales de qualité du champ magnétique terrestre (en direction et en intensité), en utilisant du matériel archéologique et volcanique d'Amérique Centrale. La méthodologie à mettre en oeuvre est la même pour les artefacts archéologiques et pour les volcans, seul change l'âge des échantillons d'historique à géologique. Nous nous concentrerons plus particulièrement sur le Mexique, une région particulièrement favorable pour ce type d'étude vu l'abondance de sites archéologiques et volcaniques mais aussi le petit nombre d'études déjà réalisées sur ce sujet. Dans ce contexte, notre projet est d'actualité et fortement justifié.
Nous avons déjà établi de nombreux contacts avec des archéologues qui ont acceptés de nous fournir des artefacts déjà récoltés et/ou de nous donner accès à leurs sites pour en prélever de nouveaux qui seront alors orientés. Nous échantillonnerons également des coulées volcaniques et des obsidiennes orientées et bien datées, couvrant la période Pliocène à présent. Nous sommes donc confiant qu'au cours de ce projet, nous serons capable de faire avancer significativement notre connaissance du champ magnétique terrestre pendant les cinq derniers millions d'années et que nous améliorerons également nettement les outils paléomagnetiques et de magnétisme des roches pour les applications archéologiques.

 

Programme ANR : Physique subatomique - Sciences de l'Univers - Structure et histoire de la Terre (CE31) 2015

Référence projet : ANR-15-CE31-0011

Coordinateur du projet :
Madame Mireille Perrin (Centre National de la Recherche Scientifique délégation Provence et Corse [Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement])

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.