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Variations de haute fréquence du champ magnétique terrestre au cours de l'holocène dans l'Est et l'Arctique canadien

Barletta, Francesco (2010). Variations de haute fréquence du champ magnétique terrestre au cours de l'holocène dans l'Est et l'Arctique canadien. Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 186 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : Plusieurs séquences sédimentaires marines ont été prélevées pendant les missions CASES (Canadian Arctic ShelfExchange Study) en 2004 et HOTRAX (Healy-Oden Trans- Arctic Expedition) en 2005 dans les mers de Beaufort et Chukchi respectivement, ainsi que pendant la mission du N/R Coriolis II dans l'estuaire maritime et le golfe du St-Laurent afin 1) de déterminer le comportement du champ magnétique terrestre (CMT) pendant l'Holocène dans l'ouest de l'Arctique canadien et l'est du Canada, 2) d'évaluer les forces et les faiblesses des nouveaux modèles numériques du CMT au cours de l'Holocène et 3) d'explorer la possibilité d'utiliser ces modèles pour dater des séquences sédimentaires prélevées dans l'Arctique canadien. Les séquences sédimentaires prélevées dans les mers de Beaufort et de Chukchi ont permis de reconstruire les variations d'intensité et d'orientation de haute résolution du champ magnétique terrestre couvrant la quasi-totalité des dernières 10 000 ans. Au cours de l 'Holocène, la déclinaison et l'inclinaison magnétique des deux séquences étudiées peuvent être corrélées entre elles, avec des enregistrements paléomagnétiques lacustres ou volcaniques de l'ouest de l'Amérique du Nord à des échelles de temps au moins séculaires. Les variations de paléointensité relative des deux carottes analysées sont également cohérentes avec des enregistrements des variations du dipôle géomagnétique, confirmant ainsi l'origine géomagnétique de ces variations et suggérant leur nature dipolaire. En ce qui concerne l'Est canadien (estuaire et golfe du St-Laurent), nous avons fourni une première compilation paléomagnétique (paleomagnetic stack) à l'Holocène en utilisant les données paléomagnétiques provenant de six séquences sédimentaires marines précédemment datées à l' aide de la méthode de datation au radiocarbone (1 4C). Au cours de l'Holocène, l'inclinaison et la déclinaison magnétique peuvent être corrélées, à des échelles au moins séculaires, à des enregistrements lacustres ou volcaniques de l'Amérique du Nord ainsi que de l' Islande et l' Europe du Nord suggérant une origine géomagnétique à l'échelle hémisphérique. Par ailleurs, les variations de la paléointensité relative de l'Est canadien sont similaires aux variations dipolaires du CMT dérivées à partir d'enregistrements de paléointensité absolue et indiquent ainsi la prédominance des variations dipolaires au cours des derniers 10 000 ans en Amérique du Nord. Les estimations fournies grâce au modèle en harmonique sphérique CALS7k.2 (Continuous Archeomagnetic and Lake Sediment 7k years model, version 2) se sont révélées assez satisfaisantes en ce qui concerne la reproduction des courbes de déclinaison et d'inclinaison magnétique dans les deux régions d'étude au cours des derniers - 7000 ans. Cependant, les estimations de la paléointensité locale produite par le modèle CALS7k.2 semblent être moins précises par rapport aux estimations de paléodirection. En effet, la banque de données de paléointensité utilisée pour construire le modèle est fortement concentrée dans les régions de l'Europe où le nombre d' artéfacts (e.g. , céramiques, poterie etc.) est plus élevé. Par conséquent, les estimations de paléointensité en Amérique du Nord seraient fortement affectées par la distribution spatiale hétérogène de la banque de données et par les hypothèses à la base de la procédure d'inversion utilisée pour construire le modèle. -- ABSTRACT : Several long sedimentary sequences were recovered from the Beaufort and Chukchi Seas as part of the CASES (Canadian Arctic Shelf Exchange Study) and HOTRAX (Healy- Oden Trans-Arctic Expedition) programs in 2004 and 2005, respectively as well as with the R/V Coriolis II from the St. Lawrence Estuary and Gulf in order to 1) reconstruct changes in Earth's magnetic field during the Holocene in the Western Canadian Arctic and Eastern Canada, 2) determine the strengths and the weaknesses of the recent Holocene numerical models of the geomagnetic field and 3) explore the possibility of using these models as a new dating tool for sedimentary sequences from the Canadian Arctic. Two sedimentary sequences from the Western Canadian Arctic provided changes in both direction and intensity of the geomagnetic field during the last 10 000 years. Several centennial- to millennial-scale Holocene declination and inclination features can be correlated in both cores, with other high-resolution western North American lacustrine and volcanic paleomagnetic records and with records of changes in Earth's dipole moment, supporting the geomagnetic origin of these features and implying that they are associated with changes in Earth's dipole moment. Regarding Eastern Canada, a new high-resolution Holocene paleomagnetic secular variation (PSV) and relative paleointensity (RPI) stack was constructed using u-channel paleomagnetic data from six radiocarbon-constrained marine sedimentary sequences raised along the main axis of the Laurentian Channel. Centennial- to millennial-scale declination and inclination features of the eastern Canadian stack can be correlated, within the dating uncertainties, with other Holocene North American, Icelandic and European PSV records, suggesting a common geomagnetic origin possibly hemispheric in character. Both magnetic inclination and declination data from the two analyzed geographical regions are consistent with the time-varying spherical harmonic model of the geomagnetic field CALS7k.2 (Continuous Archeomagnetic and Lake Sediment 7k years model, version 2) during the last -7000 years. In addition, the eastern Canadian Holocene RPI stack reveals similar millennial and ev en centennial time-scale variations consistent with sorne virtual axial dipole moment (VADM) reconstructions derived from absolute paleointensity data as weIl as with North American lacustrine RPI records. Accordingly, these results suggest that the Holocene paleomagnetic secular variation in North America is significantly driven by large-scale (> 5000 km) geomagnetic field changes at these timescales. Nevertheless, significant discrepancies exist between the millennial-scale RPI reconstructions and the local magnetic induction field as expected from the CALS 7k.2 model. These differences are likely due to the heterogeneous spatial distribution of the actual paleointensity database used to constrain the CALS7k.2 model, as weIl as with the inversion procedure used to fit the model with the background dataset.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Thèse)
Directeur de mémoire/thèse: St-Onge, Guillaume
Informations complémentaires: Thèse présentée à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence partielle du programme de doctorat en océanographie. Publié aussi en version papier.
Mots-clés: Champ Magnetique Terrestre Variation Haut Frequence Holocene Arctique Est Canada
Départements et unités départementales: Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 22 sept. 2011 15:26
Dernière modification: 22 sept. 2011 15:26
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/410

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