Seafloor dating : contribution of the high-resolution marine magnetic animalies acquired by submersible

• Auteur / Autrice : Mitsuko Kitazawa
• Direction : Jérôme Dyment
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique interne
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)

Mots clés

Mots clés libres

Anomalie magnétique

Submersible

Datation du fond océanique

Brunhes

Central indian ridge (CIR)

Ride centrale indienne

Résumé

Les anomalies magnétiques acquises à proximité du fond océanique permettent d'obtenir des enregistrements de hautes résolutions des variations du champ géomagnétique. De telles données magnétiques peuvent être acquises grâce à un magnétomètre vectoriel rigidement attaché à un engin submersible de grand fond. Le champ magnétique mesuré ainsi, est la superposition du champ ambiant et du champ généré par l'engin lui-même. Les effets magnétiques liés à l'engin porteur sont corrigés. Les anomalies magnétiques corrigées montrent des variations de courtes longueurs d'onde. Ces variations de courtes longueurs d'ondes, appelées ''tiny wiggles'', reflètent des variations d'intensité du champ géomagnétique et peuvent être utilisées pour dater le fond océanique avec une résolution sans précédent. Afin d'obtenir un géochronomètre magnétique de haute résolution pour les fonds océaniques jeunes de la période Bruhnes (jusqu'à 780 ka), deux profils magnétiques de grand fond ont été acquises sur la ride centrale indienne (CIR, 19°S) lors de la campagne océanique Gimnaut (2000). Ces deux profils atteignent la limite Brunhes-Matuyama sur les deux flancs de la CIR. Les aimantations estimées grâce aux anomalies magnétiques submersibles ont été comparées à la courbe synthétique obtenue grâce aux enregistrements magnétiques mesurés sur les carottes sédimentaires. Cette courbe couvre la période Brunhes (GV99 ; Guyodo et Valet, 1999). Les évènements magnétiques similaires sont reconnus sur les profils d'animation Nord et Sud et leurs ages ont été estimés grâce à la courbe GV99. L'interprétation détaillée du profil Nord semble suggérer que la Cir est asymétrique en faveur du flanc indien. Les âges estimés des failles principales semblent montrer que les phases tectoniques ont un développement alternatif en demi-graben (Rosendhal, 1987) comme ceux observés sur le rift Est-Africain. L'interprétation du profil Sud est plus difficile : il semnlerait que la CIR et le point chaud de la Réunion interagissent fortement. Cette interaction pourrait expliquer les différences entre les profils Nord et Sud, observées sur les coupes géologiques structurales (B. Le Gall, comm pers), sur les profils géochimiques (C. Cordier et C. Hémond, comm pers) et sur variation d'aimantation. Les variations des vitesses d'expansion durant la période Bruhnes suggère que l'expansion de la CIR serait plus rapide sur le flanc indien que sur le flanc africain

Magnetic measurements acquired at the proximity of the seafloor provide a high resolution record of the geomagnetic field variation. Such magnetic data can be obtained with a three components (vector) magnetometer rigidly attached to a deep-sea vehicle. The measured magnetic field is the superimposition of the ambient magnetic field (core field + crustal anomaly) and the magnetic field generated by the vehicle : the magnetic effects of the carrying vehicle must be corrected. The magnetic effects of the vehicle are corrected and the corrected deep-sea magnetic anomalies have short wavelength variations. Such short wavelength magnetic anomalies are called ''tiny wiggles'' and reflect the intensity variations of the geomagnetic field. They could be used to date the seafloor with an unprecedented resolution. In order establish a high resolution geochronometer for recent seafloor (within the Brunhes period, i. E. Younger than 800 kyr), two dep-sea submersible magnetic profiles were collected accross the Central Indian Ridge axis at 19°S as part of cruise Gimnaut in 2000. The two profiles, made of a succession of 8 and 9 dives, reach the Brunhes-Matuyama boundaries on both flank of the CIR. The magnetization obtained from the vector magnetic anomalies was compared to the geomagnetic paleointensity curve for the Brunhes period, GV99, obtained by stacking geomagnetic records obtained from sediments cores (Guyodo and Valet, 1999). Similar magnetic patterns were recognized on both Northern and Southern profiles across the CIR. Because the radiochronological dating is still in progress, we use the age provided by GV99 to date the magnetic events recognized on the acrossaxis magnetization profiles. The ages obtained by this method provide a framework to interpret the geological structures along the dives as well as the sample petrology and geochemistry, resulting on new insights on the tectonic and magmatic history of the part of the CIR. The detailed interpretation of the Northern profile suggests that the CIR is asymmetric in favour of the indian flank. The age of the seafloor in the major fault zones as estimated by the deep-sea magnetics suggests that the tectonic phases are based on the alternating development of facing half-grabens such as observed in the East African Rift (Rosendhal, 1987). The interpretation of the Southern profile is less clear : a strong interaction of the CIR and the Réunion hotspot is suspected (Dyment et al, 1999). This interaction may explain the differences between the Northern and the Southern profiles observed on the geological structure (B. Le Gall, pers comm), on the geochemistry variation (C. Cordier and C. Hémond, pers. Comm. ) and on magnetization variation. The variation of the spreading rate during the Brunhes period on the both flanks suggests that the CIR seems to spread faster, and create in average more oceanic crust, on the indian flank than on the African flank.