Paléomagnétisme

Sur Terre, l' expansion des fonds océaniques se traduit, de part et d'autre des dorsales, par l'aimantation rémanente du plancher océanique en bandes symétriques de polarisation opposée suivant les inversions du champ magnétique global de notre planète.

Le paléomagnétisme désigne le champ magnétique terrestre passé, et par extension la discipline scientifique d'étude de ses propriétés. On désigne parfois l'étude du champ magnétique de la période historique par le nom d' archéomagnétisme.

Le paléomagnétisme est l'étude de l'enregistrement du champ magnétique de la Terre dans les roches. Certains minéraux dans les roches contiennent un enregistrement de la direction et de l'intensité du champ magnétique quand ils se forment.

Cet enregistrement fournit des informations sur le comportement passé du champ magnétique de la Terre et l'emplacement des plaques tectoniques passées. Les enregistrements des renversements géomagnétiques conservés dans des séquences de roches volcaniques et sédimentaires (magnétostratigraphie) fournit une échelle de temps qui est utilisée comme un outil géochronologique. Les géophysiciens qui se spécialisent en paléomagnétisme sont appelés paléomagnéticiens.

Les paléomagnéticiens ont conduit le renouveau de la théorie de la dérive des continents et sa transformation en tectonique des plaques.

La dérive apparente du pôle fourni la première preuve claire géophysique pour la dérive des continents, tandis que les anomalies magnétiques marines font de même pour l'expansion océanique.

Le paléomagnétisme continue d'étendre l'histoire de la tectonique des plaques plus loin dans le passé et est appliqué au mouvement des fragments continentaux ( terranes).

Le paléomagnétisme s'est fortement appuyée sur de nouveaux développements dans le magnétisme des roches, qui à son tour a fourni les bases pour de nouvelles applications du magnétisme. Il s'agit notamment de biomagnétisme, comme les tissus magnétiques (utilisés comme indicateurs de contrainte dans les roches et les sols), et de magnétisme de l'environnement.

Histoire

Dès le XVIIIe siècle on a remarqué que les aiguilles de boussole étaient déviées près d'affleurements fortement magnétisés. En 1797, Von Humboldt attribue cette aimantation à la foudre (effectivement la foudre magnétise souvent les roches de surface). Les études du XIXe siècle sur la direction de l'aimantation dans les roches ont montré que certaines laves récentes ont été magnétisées parallèlement au champ magnétique terrestre. Au début du XXe siècle, le travail de David, Brunhes et Mercanton a montré que de nombreuses roches ont été magnétisées antiparallèlement au champ. Motonori Matuyama a montré que le champ magnétique de la Terre s'est inversé dans le milieu du Quaternaire, un renversement maintenant connu comme l' inversion de Brunhes-Matuyama.

Le physicien britannique P.M.S. Blackett a donné un élan majeur au paléomagnétisme en inventant un magnétomètre astatique sensible en 1956. Son intention était de tester sa théorie selon laquelle le champ géomagnétique est lié à la rotation de la Terre, une théorie qu'il a finalement rejetée, mais le magnétomètre astatique est devenu l'outil de base du paléomagnétisme et a conduit à un renouveau de la théorie de la dérive des continents. Alfred Wegener a d'abord proposé en 1915 que les continents étaient autrefois réunis et s'étaient depuis écartés. Bien qu'il ait produit une abondance de preuves circonstancielles, sa théorie a rencontré peu d'acceptation pour deux raisons : (1) aucun mécanisme pour la dérive des continents n'était alors connu, et (2) il n'était pas envisagé de moyens de reconstituer les mouvements des continents au cours du temps. Keith Runcorn  (en) et Ted Irving  (en) ont reconstruit la dérive apparente des pôles pour l'Europe et l'Amérique du Nord. Ces courbes divergent, mais peuvent être réconciliées si l'on suppose que les continents ont été en contact jusqu'à 200 millions d'années. Cela a fourni la première preuve géophysique claire de la dérive des continents. Puis en 1963, Morley, Vine et Matthews ont montré que des anomalies magnétiques marines fournissent des preuves de l'expansion océanique.

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