Variations paléomagnétiques rapides au cours de l'Holocène : apport de nouveaux enregistrements sédimentaires marins du Groenland et lacustres varvés du Labrador dans la reconstitution de la dynamique du champ géomagnétique

Girard, Juliette (2026). Variations paléomagnétiques rapides au cours de l'Holocène : apport de nouveaux enregistrements sédimentaires marins du Groenland et lacustres varvés du Labrador dans la reconstitution de la dynamique du champ géomagnétique. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 275 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : Les changements spectaculaires récents du champ géomagnétique comme la diminution de l'intensité dipolaire et la migration du pôle nord magnétique, ont soulevé de nombreuses questions à propos de l'origine de ces variations rapides. Les carottes sédimentaires marines et lacustres constituent des enregistrements continus des variations de l'intensité et de la direction du champ géomagnétique. Les particules magnétiques les constituant s'orientent selon le champ géomagnétique et en conservent l'intensité au moment du dépôt. L'objectif principal de cette thèse est de reconstituer les variations paléomagnétiques séculaires à différents endroits de l'Arctique et du milieu subarctique afin d'identifier de potentielles variations rapides, de comprendre leur origine et d'examiner leur lien avec les différentes caractéristiques du champ géomagnétique, telles que les lobes de flux géomagnétiques. Pour cela, nous utilisons des carottes sédimentaires marines du fjord Petermann, de la plateforme continentale nord-est du Groenland et de Young Sound (fjord au Groenland), et des carottes sédimentaires lacustres varvées de Grand Lake au Labrador. Ces enregistrements comblent le manque de données paléomagnétiques sédimentaires dans l'Arctique, dans le but de mieux comprendre la dynamique du champ à ces latitudes. Dans le premier chapitre, nous avons ajouté la carotte AMD1902-10GC du fjord Petermann (Groenland) au Petermann stack. Cela a permis notamment de créer un stack de paléointensité relative pour cette région. Les forts taux de sédimentation et la minéralogie ferrimagnétique en font un enregistrement paléomagnétique robuste et fiable, dont les variations directionnelles sont cohérentes avec d'autres enregistrements de l'Arctique et de l'Atlantique Nord et dont les variations de paléointensité relative sont similaires aux modèles géomagnétiques. La trajectoire du pôle géomagnétique virtuel, reconstituée grâce aux données directionnelles, montre que la migration récente du pôle nord magnétique est cohérente avec les variations observées à l'échelle de l'Holocène. Ces résultats combinés, suggèrent que les variations temporelles et spatiales de l'intensité du champ géomagnétique, sont liées à la dynamique des lobes de flux géomagnétiques et ont une influence sur la trajectoire de migration du pôle géomagnétique virtuel. Dans le deuxième chapitre, les analyses paléomagnétiques conduites sur trois carottes sédimentaires du plateau continental nord-est du Groenland et de Young Sound ont permis de reconstituer les variations paléomagnétiques directionnelles et de paléointensité relative. Bien qu'ils soient éloignés de seulement 1000 km du fjord Petermann, ces enregistrements montrent moins de similarités avec ceux du premier chapitre qu'avec les enregistrements du nord de l'Europe et de l'Atlantique Nord. La comparaison de l'enregistrement de paléointensité relative avec les modèles géomagnétiques et les taux de production des isotopes cosmogéniques met en évidence le caractère global des variations géomagnétiques de cette région. La trajectoire du pôle géomagnétique virtuel, reconstituée à partir des données directionnelles pour les derniers 8 ka, a été comparée à l'intensité du champ géomagnétique à la limite noyau-manteau sur le même intervalle de temps. Cette comparaison montre qu'en période de forte intensité, les lobes de flux géomagnétiques auraient un effet sur les migrations du pôle géomagnétique virtuel, soutenant les observations du premier chapitre. Le troisième chapitre porte sur deux séquences sédimentaires prélevées à Grand Lake au Labrador, ayant permis de reconstituer les variations paléomagnétiques des derniers 2500 ans. Les variations paléomagnétiques séculaires présentent des similarités avec les enregistrements de l'est du Canada et du sud du Groenland, ainsi qu'avec les observations et mesures des variations récentes (400 ans). Ces enregistrements apportent une reconstitution des derniers 1000 ans, rarement enregistrés dans les carottes sédimentaires marines. L'étude des propriétés magnétiques des couches éposées rapidement de la séquence GL23-20 montre que l'amplitude de variation de l'inclinaison au sein des événements est reliée à l'épaisseur des couches et donc à l'intensité de l'événement et de la turbulence. De plus, les données paléomagnétiques concordent avec la littérature, au sujet des mécanismes à l'origine du dépôt de ces couches, notamment l'origine sismique probable d'une couche récente. Cette thèse répond donc à la problématique générale et apporte une contribution significative à la compréhension de la dynamique du champ géomagnétique, notamment en soulignant un lien entre les variations d'intensité des lobes de flux géomagnétiques et la migration des pôles géomagnétiques virtuels. Ces observations soulèvent alors de nouvelles questions sur l'origine interne de ces variations. Par ailleurs, ces résultats montrent que les enregistrements des hautes latitudes suivent globalement les variations dipolaires globales à l'échelle de l'Holocène. -- Mot(s) clé(s) en français : Holocène, Groenland, Labrador, carottes sédimentaires, varves, variations séculaires paléomagnétiques, paléointensité relative, isotopes cosmogéniques, pôles géomagnétiques virtuels, lobes de flux géomagnétiques. --
ABSTRACT : Recent spectacular changes in the geomagnetic field, such as the decrease in dipole intensity and the migration of the north magnetic pole, have raised many questions about the origin of these rapid variations. Marine and lacustrine sediment cores provide continuous records of variations in the intensity and direction of the geomagnetic field and allow to study its behavior in the past. The magnetic particles in the sediment align with the geomagnetic field and record its intensity at the time of deposition. The main objective of this thesis is to reconstruct paleomagnetic secular variations at different locations in the Arctic and subarctic regions in order to identify potential rapid variations, understand their origin, and examine their relationship with different characteristics of the geomagnetic field, such as geomagnetic flux lobes. To this end, we used marine sediment cores from Petermann Fjord, the northeast Greenland continental shelf, and Young Sound, as well as varved lake sediment cores from Grand Lake in Labrador. These records fill the gap in sedimentary paleomagnetic data in the Arctic, in order to better understand the field dynamics at these latitudes. In the first chapter, we added the AMD1902-10GC core from Petermann Fjord (Greenland) to the Petermann stack. It allowed us to create a relative paleointensity stack for this region. The high sediment accumulation rates and the ferrimagnetic carriers make it a robust and reliable paleomagnetic record. The directional variations are consistent with those of other records from the Arctic and North Atlantic, and the relative paleointensity variations are similar to geomagnetic models. The trajectory of the virtual geomagnetic pole, reconstructed from directional data, shows that the recent migration of the north magnetic pole is consistent with the variations observed over the Holocene. These combined results suggest that temporal and spatial variations in geomagnetic field intensity are linked to the dynamics of geomagnetic flux lobes and influence the migration of the virtual geomagnetic pole. In the second chapter, paleomagnetic analyses conducted on three sediment cores from the northeast Greenland shelf and Young Sound enabled the reconstruction of paleomagnetic directional variations and relative paleointensity. Although only 1,000 km away from Petermann Fjord, these northeastern Greenland records show fewer similarities with those in the first chapter than with records from northern Europe and the North Atlantic. Comparison of the relative paleointensity record with geomagnetic models and cosmogenic isotope production rates highlights the global nature of geomagnetic variations in this region. The trajectory of the virtual geomagnetic pole, reconstructed from directional data for the last 8 ka, was compared to the intensity of the geomagnetic field at the core-mantle boundary over the same time interval. This comparison shows that during periods of high intensity, geomagnetic flux lobes would have an effect on the migration of the virtual geomagnetic pole, supporting the results from the first chapter. The third chapter focuses on two sedimentary sequences collected at Grand Lake in Labrador, which enabled to reconstruct paleomagnetic variations over the last 2,500 years. The secular paleomagnetic variations show similarities with records from eastern Canada and southern Greenland, as well as with observations and measurements of recent variations (400 years). These records provide a reconstruction of the last 1,000 years, which is rarely recorded in marine sediment cores. The study of the magnetic properties of the rapidly deposited layers of the GL23-20 sequence shows that the amplitude of variation in inclination within events is related to the thickness of the layer and therefore to the intensity of the event and turbulence. Furthermore, the paleomagnetic data are consistent with the literature on the mechanisms responsible for the deposition of these layers, in particular the probable seismic origin of the most recent massive layer. T is thesis therefore addresses the main objective and constitutes a significant contribution to better understanding the dynamics of the geomagnetic field, in particular by highlighting a link between variations in the intensity of geomagnetic flux lobes and the migration of virtual geomagnetic poles. These observations raise new questions about the internal origin of these variations. Furthermore, these results show that high-latitude records generally follow global dipole variations over the Holocene. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Holocene, Greenland, Labrador, sediment cores, varves, paleomagnetic secular variations, relative paleointensity, cosmogenic isotopes, virtual geomagnetic pole, geomagnetic flux lobes.

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 :	Monterro-Serrano, Jean-Carlos et Francus, Pierre
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en oécanographie en vue de l'obtention du grade de philosophiae doctor (Ph. D.).
Mots-clés :	Paléomagnétisme - Groenland; Paléomagnétisme - Terre-Neuve-et-Labrador - Grand, Lac; Géomagnétisme - Variations séculaires - Groenland; Géomagnétisme - Terre-Neuve-et-Labrador - Grand, Lac; Nucléides cosmogéniques - Groenland; Nucléides cosmogéniques - Terre-Neuve-et-Labrador - Grand, Lac; Paléo-océanographie - Holocène; Varves - Terre-Neuve-et-Labrador - Grand-Lac; Lobes de flux géomagnétiques; Paléointensité relative; Carottes sédimentaires.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Date de dépôt :	23 avr. 2026 20:08
Dernière modification :	23 avr. 2026 20:08
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/3544