4-La tectonique des plaques

Dossier 4 - Le champ magnétisme terrestre et le paléomagnétisme

Les mouvements du métal liquide dans le noyau produisent un champ magnétique analogue à celui d'un dipôle.

Notions évoquées dans ce dossier
  • un champ magnétique
  • une ligne de champ (magnétique)
  • le paléomagnétisme
  • le point de Curie
  • une inversion du champ magnétique terrestre

Source : http://www.astrosurf.com/luxorion/terre-champ-magnetique.htm

Document 1 - Le champ magnétique terrestre actuel et le paléomagnétisme

Le champ magnétique terrestre

Les lignes de force du champ magnétique terrestre sont analogues à celles créées par une barre aimantée (aimant bipolaire) placée en son centre.

Source : http://svt.enligne.online.fr/spip.php?article48

La direction, le sens et l'intensité (norme) du champ magnétique en un lieu dépendent donc de la latitude.

L'intensité du champ magnétique est exprimé en tesla.

Source : "L'écume de la Terre" - Claude Allègre (Fayard, 1983)

Le paléochamp magnétique

Le champ magnétique terrestre peut être "fossilisé" dans les roches

Certains minéraux contenant du fer (comme la magnétite) peuvent s'aimanter sous l'action d'un champ magnétique. La photo représente des grains de magnétite ramassés à l'aide d'un aimant dans le sable de plage dans le Morbihan.

Source : http://rocodile.fr/news/magnetite-france-morbihan-penestin-aout-2008

Lorsqu'une lave refroidit, le champ magnétique terrestre aimante ses minéraux. La roche solidifiée conserve alors une trace "fossile" du champ magnétique. On appelle ce phénomène le paléomagnétisme (le champ "fossilisé" est appelé le paléochamp).

Ce ne sont pas les minéraux eux-mêmes qui s'orientent dans le champ magnétique, mais leurs atomes ou électrons.

Source : Geosciences 3D

Cette aimantation peut toutefois disparaître si le minéral est chauffé au-delà d'une certaine température (appelée température de Curie ou point de Curie) : 580°C pour la magnétite.

L'aimantation ne se fait qu'en dessous du point de Curie, donc quand la roche refroidit.

Ce phénomène n'est pas limité aux roches, on le met en évidence ici pour le fer dont le point de Curie vaut 700°C environ.

Source : http://www.svt.ac-versailles.fr/spip.php?article589

Les anomalies magnétiques

On a découvert que le champ magnétique terrestre s'est inversé de nombreuses fois au cours des temps géologiques. Ce "calendrier" date les périodes d'inversion depuis plus de 150 MA. Les périodes sont numérotées, représentée en noir si le champ est dans le sens "normal" (= le sens actuel) et en blanc si le champ est inversé.

Si l'intensité du champ est supérieure à celle du champ actuel, on parle d'anomalie positive (et d'anomalie négative dans le cas contraire).

L'analyse du paléochamp fossilisé dans une roche permet donc, grâce à ce calendrier des inversions, de dater cette roche.

Document 2 - Cartographie des anomalies magnétiques

Les premiers résultats : la "peau de zèbre"

On a mesuré le champ magnétique fossilisé dans les roches du fond des océans, puis on a daté ces roches par comparaison avec le calendrier des inversions.

Dans cette carte, les périodes d'inversion sont indiquées par leur numéro.

Source : X

C'est cette étude qui a permis à Vine et Wilson de mettre en évidence, pour la première fois, la répartition très particulière des anomalies magnétiques au niveau d'une dorsale océanique.

Ils ont baptisé "peau de zébre" la carte ainsi obtenue.

Source : https://www.andrew.cmu.edu/course/33-115/pdf/chapter_summaries.pdf

La carte actuelle de l'âge du plancher océanique

Cette carte fait la synthèse des données paléomagnétiques.

Source : http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/ocean_age/data/2008/ngdc-generated_images/whole_world/2008_age_of_oceans_n1024.jpg

Piste d'exploitation

  1. Comment utiliser ces données pour évaluer la vitesse de déplacement passé des plaques tectoniques de part et d'autre d'une dorsale océanique ?