Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Ce mémoire présente des études magnétiques à haute résolution sur des sédiments d'âge Quaternaire Supérieur provenant de trois carottes du bassin de la mer du Labrador. Les mesures paléomagnétiques, les paramètres magnétiques, les rapports d'hystérésis et les mesures de rémanence à basse température ont été combinés à d'autres données: datations 14C AMS, rapports isotopiques de l'oxygène, analyses granulométriques, teneurs en carbonate et descriptions détaillées des carottes. Ces données permettent de décrire les enregistrements paléomagnétiques et environnementaux du bassin.

La partie inférieure de la carotte HU90-013-013P (P-013) (lat. 58°12.59N, long. 48°22.40W, profondeur 3380m) provenant du talus groenlandais révèle trois événements majeurs concernant les paramètres magnétiques. Deux d'entre eux, qui correspondent à des transitions glaciaire-interglaciaires (stades isotopiques 6/5e et 2/1), montrent une augmentation granulométrique des grains magnétiques, de la concentration magnétique et de l'accumulation. Des études antérieures ont permis d'associés l'augmentation granulométrique des grains magnétiques à un vannage des fractions les plus fines par les courants pendant les intervalles interglaciaires. La présente étude explique cette augmentation granulométrique par un apport détritique accru dû au retrait des glaces au sud du Groenland et à l'eau de fonte qui y est associée. Le troisième événement magnétique, qui correspond au début du stade isotopique 2, est caractérisé par un intervalle à plus grande coercivité. Cet intervalle à forte coercivité semble être relié à une plus grande préservation des magnétites ultrafines à domaine unique, qui serait due à une absence de réduction diagénétique, et non pas à un changement climatique.

Les données magnétiques à haute résolution, les datations 14C AMS, le Ô18O et la granulométrie de la carotte P-013 offrent un enregistrement des deux dernières déglaciations. Pendant la Terminaison I, un intervalle reconnaissable succède au Dry as Récent et la variation de S18O marquant la limite entre les stades isotopiques 2 et 1. Cet intervalle est défini par une forte susceptibilité magnétique volumétrique (k) et un faible rapport de la susceptibilité « anhystérétique » sur la susceptibilité magnétique volumétrique (kARM/k). H est corrélé avec des observations sédimentologiques et géomorphologiques correspondant au retrait de la calotte glaciaire groenlandaise vers l'intérieur du continent. Pendant la Terminaison II, un signal magnétique similaire coïncide avec la variation du 818O qui marque la transition glaciaire-interglaciaire des stades 6 à 5; il se prolonge dans le sous-stade isotopique 5e. Ceci suggère que ce signal magnétique est dû à un apport détritique continental par l'eau de fonte provenant du Groenland, pendant les terminaisons I et IL Ainsi, le synchronisme des variations magnétiques et isotopiques indiquerait, pour la Terminaison II, une déglaciation précoce et très rapide du Groenland par comparaison avec une déglaciation relativement lente pour la Terminaison I. Des changements de k et de kARM/k sont observés avant le début de la variation de Ô18O aussi bien pour la Terminaison I (i.e. vers 16.900 ans BP) que pour la Terminaison II. Ceci est interprété comme étant dû à un soudain apport détritique dans le bassin causé par le décrochage de la glace du plateau continental au début de la déglaciation.

La carotte HU91-045-094P (P-094) (lat. 50°12.26N, long. 45°41.14W, profondeur 3448m) a été échantillonnée dans un chenal sous-marin profond au sud-est de Orphan's Knoll sur le talus labradorien. La sédimentologie de la carotte P-094 montre plusieurs horizons détritiques. Les variations des propriétés magnétiques et de la lithologie indiquent deux types de dépôt pendant le dernier cycle glaciaire.

(1) Sept niveaux de carbonate détritique (DC) sont reconnaissables par leur forte teneur en carbonate et par des paramètres qui sont sensibles à la taille des grains de magnétite (comme kARM/k et Hcr/Hc). Ces paramètres indiquent un diamètre moyen des grains de magnétite à peu près quatre fois plus grand que les autres grains du sédiment. (2) Six niveaux à faible teneur en carbonate (LDC) sont identifiés, par leurs propriétés magnétiques similaires à celles des niveaux DC et une concentration en carbonate plus faible (équivalente à celle du reste du sédiment). Le sédiment détritique charrié par la glace (IRD), caractérisé par un pourcentage accru de la fraction >125 microns et par une susceptibilité magnétique élevée, est associé à la plupart des couches DC et LDC. Les gros grains de magnétite associés aux niveaux DC et LDC sont bien triés et relativement constant à l'intérieur des niveaux ainsi que d'un niveau à l'autre. L'association de l'augmentation de la taille des grains de magnétite et de la teneur en carbonate détritique fin (couches DC) avec un changement notable de l'enregistrement sédimentaire (couches DC et LDC) exclut l'hypothèse que le charriage par la glace soit le mécanisme de dépôt principal. Par conséquent, les événements DC et LDC ont du être déposés à partir de particules en suspension liées aux activités turbiditiques du chenal midocéanique du nord-ouest de l'océan Atlantique, le NAMOC. L'association des couches DC et IRD et l'apparente corrélation entre l'âge des couches DC et les niveaux Heinrich de l'Atlantique Nord indiquent que l'instabilité de la calotte glaciaire créant les niveaux DC est contemporaine de celle qui produit les nombreux niveaux d'Heinrich. Toutefois, plusieurs couches DC et LDC ne sont pas corrélables à des niveaux d'Heinrich. Ces données montrent donc une plus grande instabilité de la calotte glaciaire labradorienne pendant le dernier cycle glaciaire que les niveaux d'Heinrich ne le suggère.

Les trois carottes du bassin de la mer du Labrador, P-013, P-094 et HU90-013-012P (P- 012) (lat. 58°55.35N, long. 47°07.01W, profondeur 2830m) provenant du talus groenlandais, enregistrent la paléointensité relative du champ magnétique terrestre durant le Quaternaire Supérieur. Les rapports d'hystérésis, les paramètres magnétiques et les mesures de rémanence à basse température indiquent que la magnetite à domaine pseudo-unique est le principal minéral magnétique dans les trois carottes. La corrélation entre les carottes est établie grâce aux données 14C AMS, 818O et 13C mais aussi par la présence des niveaux DC et LDC. À l'extérieur des intervalles correspondant à une période de déglaciation et des niveaux DC et LDC, les données de rémanence normalisée montre une forte corrélation pour plusieurs normalisations (k, kARM et SIRM) apportant ainsi des enregistrements de paléointensité très utiles. Une bonne corrélation est obtenue entre les carottes si l'on utilise uniquement les couches DC et LDC comme des points clés. Ceci suggère que la paléointensité relative peut être utilisée comme outil pour des corrélations régionales. Les enregistrements de paléointensité de la mer du Labrador contiennent plusieurs caractéristiques communes avec ceux de la Méditerrannée et des océans Indien et Pacifique. Un enregistrement composé à partir des carottes P-013 et P-012 a un fort coefficient de corrélation avec un enregistrement composite de l'océan Indien et de la Méditerrannée bien que la chronologie soit incompatible. La forte corrélation des paléointensités des mers Méditerrannée et du Labrador et de l'océan Indien suggère que ces sédiments enregistrent des variations synchrones du champ dipolaire. Toutefois, le problème de la chronologie doit être résolu avant que la paléointensité puisse être utilisée comme outil de corrélation globale.