“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page 94 — #117
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Paléoclimatologie
plusieurs centaines de kilomètres sont donc difficiles à détecter, ce qui, compte
tenu de la vitesse moyenne de dérive des plaques (∼4 cm/an), représente un
laps de temps d’environ une dizaine de millions d’années. La datation des
formations géologiques échantillonnées doit répondre également à des critères
de robustesse pour obtenir un pôle magnétique virtuel fiable : le caractère primaire de l’aimantation des porteurs ferromagnétiques doit être vérifié. Le signal d’aimantation doit être synchrone ou enregistré dans les millions d’années
(<5 Ma) qui ont suivi la diagenèse (dans le cas de formations sédimentaires).
Cela revient à s’assurer que l’âge d’aimantation est sensiblement le même que
l’âge « stratigraphique » de la formation. Lorsque ces deux âges diffèrent, une
réaimantation postérieure s’est produite (en réponse, par exemple, à l’enfouissement à plusieurs kilomètres de profondeur de la formation étudiée, ce qui
a pour effet d’imprimer un nouveau signal magnétique dans l’échantillon en
masquant en partie ou en totalité l’aimantation primaire).
Pour s’assurer du caractère primaire de l’aimantation, des tests ont été mis
au point. Le premier repose sur l’inversion du champ magnétique. Le champ
magnétique connaît en moyenne quelques inversions par million d’années (il
existe néanmoins des périodes longues de plusieurs dizaines de millions d’années au cours desquelles on n’observe plus d’inversion du champ magnétique).
Sur un intervalle de temps inférieur à quelques millions d’années (<5 Ma), le
pôle magnétique virtuel calculé doit être statistiquement identique, quelle que
soit la polarité du champ magnétique. Ce test augmente la confiance dans le
caractère primaire de l’aimantation et permet de s’assurer que la variation séculaire du champ magnétique résultant des mouvements du fer dans le noyau
terrestre a bien été moyennée. La variation séculaire du champ magnétique
imprime une dérive rapide du pôle magnétique qui peut écarter de plus de
10
◦ le pôle virtuel de sa position moyenne. Ainsi, la direction fournie par une
unique coulée de lave refroidie en moins d’un an ne correspond pas à la direction moyenne du dipôle qui est recherchée. Un second test consiste à contrôler
la fiabilité du pôle magnétique déterminé à partir de sites d’échantillonnage
pour lesquels le pendage des couches géologiques diffère. En effet, les formations géologiques peuvent être soumises à des déformations. Pour calculer le
pôle magnétique virtuel, il est nécessaire de restituer la paléohorizontalité de
la formation sédimentaire prélevée qui prévalait lors de l’acquisition du signal magnétique. La prise en compte de la correction de pendage pour chaque
site de prélèvement doit avoir pour effet de regrouper l’ensemble des directions magnétiques obtenues pour chaque site. Si cette correction de pendage
n’a pas l’effet escompté sur les données, cela signifie que l’aimantation a été
acquise pendant ou après la déformation.
Mais ces tests ne sont pas suffisants pour certifier la robustesse des données
qui peuvent être affectées par différents biais. La tectonique régionale dans des
zones de collisions actives comme les Alpes ou en extension comme en Afar a
pu conduire à des rotations de petits blocs que le paléomagnétisme enregistre.
Cette tectonique régionale peut masquer les grandes dérives des plaques ou
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Paléoclimatologie
plusieurs centaines de kilomètres sont donc difficiles à détecter, ce qui, compte
tenu de la vitesse moyenne de dérive des plaques (∼4 cm/an), représente un
laps de temps d’environ une dizaine de millions d’années. La datation des
formations géologiques échantillonnées doit répondre également à des critères
de robustesse pour obtenir un pôle magnétique virtuel fiable : le caractère primaire de l’aimantation des porteurs ferromagnétiques doit être vérifié. Le signal d’aimantation doit être synchrone ou enregistré dans les millions d’années
(<5 Ma) qui ont suivi la diagenèse (dans le cas de formations sédimentaires).
Cela revient à s’assurer que l’âge d’aimantation est sensiblement le même que
l’âge « stratigraphique » de la formation. Lorsque ces deux âges diffèrent, une
réaimantation postérieure s’est produite (en réponse, par exemple, à l’enfouissement à plusieurs kilomètres de profondeur de la formation étudiée, ce qui
a pour effet d’imprimer un nouveau signal magnétique dans l’échantillon en
masquant en partie ou en totalité l’aimantation primaire).
Pour s’assurer du caractère primaire de l’aimantation, des tests ont été mis
au point. Le premier repose sur l’inversion du champ magnétique. Le champ
magnétique connaît en moyenne quelques inversions par million d’années (il
existe néanmoins des périodes longues de plusieurs dizaines de millions d’années au cours desquelles on n’observe plus d’inversion du champ magnétique).
Sur un intervalle de temps inférieur à quelques millions d’années (<5 Ma), le
pôle magnétique virtuel calculé doit être statistiquement identique, quelle que
soit la polarité du champ magnétique. Ce test augmente la confiance dans le
caractère primaire de l’aimantation et permet de s’assurer que la variation séculaire du champ magnétique résultant des mouvements du fer dans le noyau
terrestre a bien été moyennée. La variation séculaire du champ magnétique
imprime une dérive rapide du pôle magnétique qui peut écarter de plus de
10
◦ le pôle virtuel de sa position moyenne. Ainsi, la direction fournie par une
unique coulée de lave refroidie en moins d’un an ne correspond pas à la direction moyenne du dipôle qui est recherchée. Un second test consiste à contrôler
la fiabilité du pôle magnétique déterminé à partir de sites d’échantillonnage
pour lesquels le pendage des couches géologiques diffère. En effet, les formations géologiques peuvent être soumises à des déformations. Pour calculer le
pôle magnétique virtuel, il est nécessaire de restituer la paléohorizontalité de
la formation sédimentaire prélevée qui prévalait lors de l’acquisition du signal magnétique. La prise en compte de la correction de pendage pour chaque
site de prélèvement doit avoir pour effet de regrouper l’ensemble des directions magnétiques obtenues pour chaque site. Si cette correction de pendage
n’a pas l’effet escompté sur les données, cela signifie que l’aimantation a été
acquise pendant ou après la déformation.
Mais ces tests ne sont pas suffisants pour certifier la robustesse des données
qui peuvent être affectées par différents biais. La tectonique régionale dans des
zones de collisions actives comme les Alpes ou en extension comme en Afar a
pu conduire à des rotations de petits blocs que le paléomagnétisme enregistre.
Cette tectonique régionale peut masquer les grandes dérives des plaques ou