tp4-documents - Classe mutuelle

Document-1
Document-2
▶ Le champ magnétique terrestre est engendré par les mouvements du noyau métallique liquide des couches profondes de la
Terre. Il peut être comparé, en première approximation, à celui d'un aimant droit (ou d'un dipôle magnétique). Le point central
de cet aimant n'est pas exactement au centre de la Terre, il s'en trouve à quelques centaines de kilomètres.
▶ Le pôle Nord géographique est le point le plus septentrional de la planète Terre. C’est le point d’intersection entre l’axe de
rotation de la Terre avec la surface terrestre de l’hémisphère nord. Il n’est pas fixe mais oscille autour d’un point.
▶ Déclinaison magnétique : Une aiguille aimantée positionnée horizontalement,
libre sur son axe vertical, s’oriente dans une direction constante. Cette position, qui
n’est pas la direction géographique Sud-Nord, fait par rapport à cette direction, un
petit angle nommé « angle de déclinaison magnétique » ou « déclinaison ».
▶ Inclinaison magnétique: Une aiguille aimantée positionnée verticalement, libre
sur son axe horizontal, s’oriente dans une direction non constante. Cette position, qui
n’est pas la verticale, fait par rapport au plan horizontal, un angle nommé « angle
d’inclinaison magnétique » ou « inclinaison ». Cet angle est variable suivant l’endroit
du globe terrestre, 90° au pôle NORD magnétique, il diminue lorsque l’on s’approche
de l’équateur où il s’annule. Il augmente à nouveau lorsque l’on s’éloigne de l’équateur,
pour arriver à 90° au pôle SUD magnétique.
Document-3
La dernière mesure d'avril 2007 situe le pôle Nord magnétique (Nm) à une latitude de 83.95°N et une longitude de
121.02°O. Soit étant situé à 673 km du pôle Nord géographique (Ng) et ayant une vitesse moyenne de déplacement
de 55 km/an (soit une moyenne d'environ 150m/jour ou 6m/h). A l'été 2010, il a été estimé qu'il n'était plus qu'à
550km du pôle Nord géographique. En outre la position du pôle magnétique varie au cours de la journée, se
déplaçant ainsi de plusieurs dizaines de km autour de sa position moyenne.
Doc. TP Paléomagnétisme - 1
Document-4 : composition chimique de quelques roches présentes à la surface du globe et dans le
manteau terrestre
ROCHES
COMPOSITION CHIMIQUE
Calcaire CaCO3
SiO2 (47%), Al2O3 (14.2%), MgO (12.7%), FeO (11%),
Basalte
CaO (9.9%)
SiO2 (49%), Al2O3 (14.2%), MgO (7%), FeO (7.3%), CaO
Gabbro
(9.4%)
SiO2 (57.3%), Al2O3 (15.9%), FeO (9.1%), MgO
Granite
(5.3%)CaO (7.4%)
Péridotit
SiO2 (42,3%), MgO (49.6%), FeO (7.1%),
e
Document-5 : la mémoire magnétique des matériaux
Une expérience réalisée en laboratoire + voir la
vidéo
DOCUMENT-6 + échantillon à faire !!
Doc. TP Paléomagnétisme - 2
Document-7
a) Carte des anomalies magnétiques au sud-ouest de l’Islande
Les campagnes océanographiques des années 1950 ont permis de mesurer l’intensité du champ magnétique
en milieu océanique. On a alors découvert l’existence d’anomalies magnétiques : l’intensité mesurée était
soit inférieure soit supérieure à l’intensité moyenne du champ magnétique actuel. Ces anomalies ont été
reportées sur des cartes. Pour tous les océans sans exception, on a obtenu des profils « en peau de zèbre »
qui sont resté incompris jusqu’en 1963.
D’après dessins de F. Vine dans la revue Science du 16 décembre 1966- http://www.es.ucsc.edu/~rcoe/eart206/Vine_SFspreading_Science06.pdf
b) Anomalies magnétiques de l’Atlantique central - d’après Olivet et Caron1° de latitude correspond à 111km et que 1° de longitude correspond à 100km
Doc. TP Paléomagnétisme - 3
Document-8
« La figure A montre comment on peut établir une échelle magnétostratigraphique locale à partir d'un empilement de coulées de laves, chacune
bien datée. Les laves enregistrent, au moment de leur cristallisation, le champ magnétique terrestre tel qu'il est à ce moment. Par exemple,
supposons que la première coulée date de -4,1 Ma; elle a enregistré la polarité de l'époque, soit une polarité normale. En 1906, le géologue
Bernard Brunhes découvre que le sens du champ magnétique « mémorisé » par certaines laves est l’inverse du champ magnétique actuel. Il en
conclut que le pôle nord magnétique contemporain de l’émission des laves était proches du pôle Sud géographique actuel et donc que le champ
magnétique terrestre peut s’inverser. La seconde coulée, datant de -3,4 Ma, marque ainsi une polarité inverse, et ainsi de suite. Avec le temps, il
se construit un édifice stratifié, constitué de coulées de polarité, ou normale, ou inverse, et de plus en plus jeunes vers le sommet de la pile.
Supposons que l'on fasse un forage carotté dans cet édifice; on datera une suite d'échantillons prélevés sur la carotte et pour chacun, on mesurera
la polarité du paléomagnétisme (figure B). On reportera les données sur une échelle de temps géologique, en indiquant la polarité (figure C).
Ainsi, dans notre exemple, un échantillon ayant donné un âge de -4,1 Ma a indiqué une polarité normale (point rouge); un échantillon d'âge -3,4
Ma, une polarité inverse (point bleu), et ainsi de suite. Plus on aura de points, plus notre échelle sera précise en ce qui concerne les âges
géologiques où il y a eu inversion magnétique (par exemple ici, la précision est plus grande entre -0,8 et -0,9 Ma qu'entre -3,2 et -4,1 Ma) et la
répartition temporelle des périodes normales par rapport aux périodes inverses. C'est en regroupant les données de plusieurs successions au
monde (plusieurs échelles locales, obtenant ainsi une multitude de points) qu'on est parvenu à construire l'échelle des derniers 4 Ma (figure D).
Durant cette période de temps, il y a eu plusieurs inversions (indiquées par les changements de couleurs), mais on fait des regroupements en
époques et en événements. A noter que les époques ont été dédiées aux grands pionniers de notre compréhension du magnétisme terrestre, alors
que les événements portent des noms de lieux. »
Document-9
Doc. TP Paléomagnétisme - 4