Paléomagnétisme de la matière extraterrestre : implications pour la connaissance des champs magnétiques dans le système solaire

Paleomagnetism of the extraterrestrial material : implications for knowledge of the solar system magnetic fields

• Auteur / Autrice : Cecile Cournede
• Direction : Jérôme Gattacceca, Pierre Rochette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 04/12/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Bertrand Devouard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Matthieu Gounelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aimantation

Chondrites (météorites)

Lune -- Roches

Champs magnétiques (physique spatiale)

Matière interstellaire

Mots clés libres

Matière extraterrestre

Champs magnétiques

Échantillons lunaires

Chondrites

Minéralogie magnétique

Aimantation naturelle

Paléointensité

Différentiation des corps parents

Extraterrestrial material

Magnetic fields

Lunar samples

Chondrites

Magnetic mineralogy

Natural magnetization

Paleointensity

Parent bodies’ differentiation

Résumé

L’étude du paléomagnétisme des roches extraterrestres fournit des informations sur les champs magnétiques présents dans le système solaire il y a plusieurs milliards d’années. A travers ce travail de thèse nous avons exploré deux grands aspects : un champ de dynamo sur un corps différencié, la Lune, et des champs magnétique dans le système solaire primitif avec l’étude de chondrites (CM et les rumurutites). Notre étude des échantillons lunaires a permis de confirmer l’existence d’un champ de dynamo ancien de forte intensité (~50 µT) entre 3.8 et 3.3 Ga. En utilisant l’anisotropie de susceptibilité magnétique comme indicateur de paléohorizontale et en faisant l’hypothèse d’une géométrie de champ dipolaire, nous avons déterminé que l’axe de cette dynamo était centré sur l’axe de rotation actuel de la Lune. Les chondrites CM et les Rumurutites ont enregistré des champs magnétiques anciens quelques millions d’années après la formation du système solaire. L’aimantation rémanente des chondrites CM constitue probablement le plus ancien enregistrement paléomagnétique jamais mis en évidence. L’estimation de la paléointensité (2 µT) et les contraintes chronologiques dont nous disposons ne permettent pas de trancher entre un champ d’origine externe (solaire ou nébulaire) ou d’origine interne (dynamo). Cette dernière hypothèse laisse entrevoir la possibilité de la formation de corps partiellement différenciés dès les premiers millions d’année du système solaire. Dans les rumurutites, les conclusions sont similaires, avec une paléointensité également estimée à 2 µT. Cependant l’aimantation étant plus jeune, une origine interne est favorisée.

Paleomagnetic studies of extraterrestrials rocks provide information on magnetic fields that prevailed in the solar system several million years ago.Through this work we have explored two main aspects: a field dynamo on a differentiated body, the moon, and magnetic fields in the early solar system with the study of two chondrites classes; CM and rumurutites. Our study of lunar samples confirmed that an old dynamo field of high intensity (~50 µT) existed on the Moon between at least 3.8 and 3.3 Ga. Using the anisotropy of magnetic susceptibility as a proxy for paleohorizontale and assuming a dipole field geometry, we determined that the dynamo axis was centered on the actual rotation axis of the Moon.CM chondrites and Rumurutites recorded old magnetic fields acquired few million years after the formation of the solar system. The remanent magnetization of CM chondrites is probably the oldest paleomagnetic record never evidenced. The estimated paleointensity (2 µT) and time constraints not allowed to discriminate between a field of external (solar or nebular) or internal origin (dynamo). This latter hypothesis suggests that formation of partially differentiated body could occur during the first million years of the solar system history. In rumurutites, conclusions are similar, with a paleointensity also estimated at ~2µT. However, the magnetization is younger and an internal origin is favored.