Paléomagnétisme et histoire glaciaire dans le golfe de l'Alaska : résultats de l'expédition IOPD 341

Velle, Julie Heggdal (2019). Paléomagnétisme et histoire glaciaire dans le golfe de l'Alaska : résultats de l'expédition IOPD 341. Thèse. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 208 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Les études paléomagnétiques sont fondamentales à la compréhension des variations temporelles et spatiales du champ magnétique terrestre et des mécanismes de la géodynamo qui le génère. Les signaux des directions et intensité paléomagnétiques sont également souvent utilisés pour améliorer la chronostratigraphie et faciliter les corrélations stratigraphiques entre les enregistrements. En plus des analyses paléomagnétiques standards, des données de magnétisme environnemental du sédiment ont été obtenues. Ces propriétés reflètent les processus environnementaux ayant affecté le sédiment de la source au puits, et sont donc des proxys particulièrement utiles pour la reconstruction des environnements passés. Le golfe de l'Alaska est un lieu clé pour les études paléomagnétiques et de magnétisme environnemental. Les séquences sédimentaires obtenues-ici ont une haute résolution temporelle, apportant des informations sur la dynamique méconnue du lobe nord-ouest de l'inlandsis de la Cordillère (NCIS), ainsi que la possibilité d'obtenir des enregistrements paléomagnétiques provenant d'une région sous-échantillonnée. L'objectif général de cette étude est de construire un enregistrement paléomagnétique qui va permettre une étude détaillée de la dynamique du champ magnétique terrestre, ainsi que de l'évolution de la NCIS à travers le Pléistocène supérieur et l'Holocène.
Pour répondre à cet objectif, deux des sites de forage de l'expédition IODP 341 dans le golfe de l'Alaska en 2013 ont été étudiés : le site U1418 du cône sous-marin Surveyor à une profondeur de 3667 m, et le site U1419 situé sur le haut du talus continental à une profondeur de 687 m. Les 64,6 premiers mètres de l'enregistrement du site U1418 ont été étudié, tandis que l'entière section de 112 m CCSF-A du site U1419 a été étudiée. Dans le premier chapitre, les paramètres magnétiques environnementaux du site U1419 sont analysés. Combinées aux images digitales obtenues par CT-scan et aux estimations de densité, les propriétés magnétiques du sédiment sont utilisées comme un moyen de reconstruire la dynamique du lobe nord-ouest de l'inlandsis de la Cordillère au cours des derniers ~54 000 ans (cal BP). Les résultats indiquent que le golfe de l'Alaska aurait expérimenté une alternance entre des conditions de haute productivité et des conditions glaciaires au cours du début et du milieu du stage isotopique marin 3 (52 700 - 42 700 cal yr BP). Ce chapitre suggère aussi que la progression vers des conditions de maximum glaciaire aurait débuté aussi tôt que 41 800 cal yr BP et aurait duré jusqu'à 14 700 cal yr BP, donnant une période glaciaire étendue éventuellement nommée le « dernier maximum glaciaire de l'Alaska ».
Les fluctuations de la marge glaciaire auraient été plus complexes à partir de 25 000 cal yr BP avant la déglaciation à 18 000 cal yr BP. Le chapitre 2 met l'accent sur l'enregistrement paléomagnétique du site 1419 et introduit le modèle d'âge du site 1418. Les résultats démontrent que l'enregistrement n'est pas optimal pour l'étude de la paléointensité, en particulier à cause d'une minéralogie magnétique complexe et de processus post-dépôt. Cependant, les paramètres de direction semblent avoir été affectés seulement à un faible degré, et nous soutenons que l'inclinaison mesurée à 20 mT correspond à la meilleure estimation d'inclinaison possible. L'inclinaison du site U1419 mesurée en laboratoire a été comparée aux données obtenues à bord du navire sur les carottes U1419 et U1418 et à celles obtenues lors du sondage préliminaire du site U1419, le tout indiquant une bonne corrélation globale entre ces différents enregistrements du golfe de l'Alaska. La comparaison avec d'autres enregistrements régionaux indique que l'inclinaison du site U1419 a capté un signal géomagnétique régional, l'intervalle entre 15 000 et 30 000 cal yr BP étant la partie la plus robuste de l'enregistrement.
Finalement, le chapitre trois fait état de l'enregistrement paléomagnétique du site U1418. À ce site, le vecteur paléomagnétique complet (inclinaison, déclinaison et paléointensité) a été reconstruit pour les derniers 27 000 ans (cal BP), apportant de nouvelles informations aux données paléomagnétiques du golfe de l'Alaska. La comparaison de l'inclinaison et de la déclinaison avec d'autres enregistrements régionaux indique que ce site a capté les variations paléomagnétiques séculaires à l'échelle régionale. La correspondance de l'inclinaison entre les sites U1418 et U1419 a permis d'ajuster le modèle d'âge du site U1418 et d'augmenter la précision des limites d'âges sur ce site... La comparaison de l'intensité normalisée avec les enregistrements régionaux et globaux suggère qu'un signal global a pu être enregistré, mais que les variations à l'échelle du millénaire nécessitent plus de précisions. Les trois chapitres de cette thèse se complémentent et apportent de nouvelles informations concernant l'histoire glaciaire du golfe de l'Alaska, ainsi que des enregistrements paléomagnétiques robustes et précis qui pourront favoriser les corrélations stratigraphiques régionales. -- Mot(s) clé(s) en français : Paléomagnétisme, magnétisme environnemental, inlandsis de la Cordillère, golfe de l'Alaska, Pacifique nord-est, Pléistocène supérieur, Holocène. -- ABSTRACT: Paleomagnetic studies are key in order to understand the temporal and spatial complexities of Earth's magnetic field and it's driving mechanism the geodynamo. Records of paleomagnetic directions and/or intensity are also frequently used to improve chronostratigraphy and to facilitate stratigraphic correlation between records. Obtained along with most standard paleomagnetic analyses, is information on the sediment's rock magnetic properties. These properties reflect the environmental processes that the sediment has gone through from source to sink and are, therefore, useful proxies for reconstructing past environments. The Gulf of Alaska is a key location for paleomagnetic and environmental magnetic studies. The sedimentary sequences found here are of high temporal resolution, offering insights to the poorly constrained dynamics of the northwestern lobe of the Cordilleran Ice Sheet (NCIS), as well as the possibility to obtain paleomagnetic records from an under-sampled region of the world. The general objective of this study is to construct a paleomagnetic record that will permit a detailed study of the Earth's magnetic field dynamics, as well as the evolution of the NCIS through the late Pleistocene and Holocene. To achieve this objective, two of the drill Sites from the 2013 IODP Expedition 341 in the Gulf of Alaska were studied.
Site U1418 from the upper Surveyor Fan at a water depth of 3667 m, and Site U1419 from the upper continental slope at a water depth of 687 m. The uppermost 64.6 meters of the spliced record were studied at Site U1418, whereas the entire splice of 112 m CCSF-A was studied at Site U1419. In the first chapter, the environmental magnetic record of Site U1419 is explored. Along with CT scans and density estimates, the sediment's magnetic properties are used as a means of reconstructing the dynamics of the northwestern lobe of the Cordilleran Ice Sheet for the past ~54,000 cal yr BP. Results indicate that the Gulf of Alaska may have experienced conditions alternating between high productivity and glacial conditions during early and mid- Marine Isotope Stage 3 (52,700-42,700 cal yr BP). This chapter also suggests that the build-up to glacial maximum conditions may have started as early as 41,800 cal yr BP and lasted until 14,700 cal yr BP; an extended glacial period tentatively named the Alaskan LGM. More complex ice front dynamics are suggested from 25,000 cal yr BP before deglaciation from 18,000 cal yr BP. Chapter two focuses on the paleomagnetic record of Site U1419 and introduces the U1418 age model. Results show that the record is not suitable for paleointensity studies, most likely due to a complex magnetic mineralogy and post-depositional processes. However, the directional record seems to have been affected only to a minor degree and we argue that the inclination as measured at 20 mT is the most reliable inclination estimate.
Site U1419 inclination was compared to the U1419 and U1418 shipboard inclinations as well as the U1419 site survey core, showing a general agreement between these Gulf of Alaska records. Comparison with other regional records indicate that the U1419 inclination record has captured a regional geomagnetic signal, with the interval between 15,000 and 30,000 cal yr BP being the most robust part of the record. In chapter three, the paleomagnetic record of Site U1418 is studied. At this Site, the full paleomagnetic vector (inclination, declination, and paleointensity) was recreated for the past 27,000 cal yr BP, adding new perspectives on the paleomagnetic records of the Gulf of Alaska. Comparisons of U1418 inclination and declination to other regional records indicate that this site has captured regional scale paleomagnetic secular variations. The similarity between Site U1418 and U1419 inclination allowed an adjustment of the U1418 age model, increasing the resolution of this Site's age constraints. Comparing the U1418 normalized intensity to regional and global records suggest that a long-term global signal may have been recorded, whereas millennial-scale variability needs further constraints. The three chapters of this thesis compliment and build upon each other, and provide new information regarding the glacial history of the Gulf of Alaska, as well as a robust and well-constrained paleomagnetic record that will aid in regional stratigraphic correlation. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Paleomagnetism, environmental magnetism, Cordilleran Ice Sheet, Gulf of Alaska, northeast Pacific, late Pleistocene, Holocene.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	St-Onge, Guillaume
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Stoner, Joseph S. et Forwick, Matthias
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en océanographie en vue de l'obtention du grade de Ph.D.
Mots-clés :	Paleomagnetisme Magnetisme Environnemental Golfe Alaska Inlandsis Cordillere Pleistocene Holocene
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	27 oct. 2020 18:53
Dernière modification :	27 oct. 2020 18:53
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1667

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