Aimantation des roches et paléomagnétismes

[invite370666e2]

Bonjour à tous..
J'ai un léger problème de compréhension concernant les "domaines" de l'intitulé.. j'ai l'impression qu'il y a contradiction entre deux choses:

-1/ On peut déterminer le champ magnétique qui règnait lors de la création d'une roche magmatique en analysant la roche (cf les "peaux de zèbres.." symétriques aux dorsales..)

-2/Pour qu'une roche s'oriente magnétiquement dans une direction privilégiée (i.e. ses différents composants s'orientent presque tous dans la même direction), il faut et il suffit que : a/ La température de la roche en question soit INFERIEURE à la température de Curie (TC)
b/ Qu'il y ait présence d'un champ magnétique qui permettra l'alignement des moments magnétiques des atomes ferromagnétiques. Supposons que le champ magnétique soit assez fort: il y a saturation magnétique
Or si le champ magnétique change (décroit) on gardera tout de même une aimantation rémanente.. (jusque là je crois que ca va..) MAIS si un champ de sens contraire (champ coercitif) au champ agissant initialement "survient", la roche eet à nouveau "désordonnée" et l'aimantation globale est nulle...

Ben alors? Comment on a les peaux de zèbres si admettons, une roche magmatique s'est formée il y a 2Ma, supposons le champ magnétique inverse à celui d'aujourd'hui, la roche s'est dans un premier temps lors du refroidissement (T<TC) orienté dans le sens du champ en présence (i.e inverse d'aujourd'hui)... Mais après, la roche n'a aucune raison de se réchauffer et de dépasser TC, on est donc toujours en dessous de TC.. Le champ magnétique terrestre s'inverse... et l'aimantation de la roche s'inverse progressivement (puisque T<TC ca colle.. non?) jusqu'à devenir nulle..--> On aura donc plus aucune trace du champ magnétique règnant au moment de la formation de cette roche..

SNiifff... Plus de zèbres.. Quelque chose doit m'échapper.. mais quoi? Si vous pouviez m'éclairer.. Merci d'avance!!
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[invite370666e2]

En d'autres termes:

Qu'est ce qui empêche une roche qui s'est aimanté de manière particulière sous l'influence du champ règnant lors de son refroidissement de s'aimanter de manière différente lorsque le champ magnétique changera (la température restant inférieure à TC..)?

[invitef0e6cbab]

Une roche qui a enregistr&#233; le champ magn&#233;tique au moment de son refroidissement gardera cette aimantation si elle reste &#224; des temp&#233;ratures en dessous du la temp&#233;rature de Curie . Ainsi la mesure du champ magn&#233;tique au niveau de cette roche sera perturb&#233;e ( il sera plus grand si le champ enregistr&#233; &#233;tait dans le m&#234;me sens actuellement et sera plus faible si le sens &#233;tait inverse) Au court du temps le champ magn&#233;tique change r&#233;guli&#232;rement de sens ( a part pendant le cr&#233;tac&#233; o&#249; le champ est rest&#233; constant tr&#232;s longtemps) les roches magmatiques des dorsales enregistrent donc le champ r&#233;gnant au moment de la formation d'ou la formation des raies de z&#232;bres.
Prenons maintenant l'exemple des roches magmatiques entourant un volcan de point champ. Le point champ augment la temp&#233;rature de ces roches et est susc&#233;ptible de faire passer les roches au dessus de la temp&#233;rature de Curie . La roche pert donc son aimantation initiale. Puis la plaque avance et la zone qui &#233;tait au contacte du point chaud ne l'est plus. Les roches r&#233;froidissent et passent au dessous de la temp&#233;rature de Curie , elles enregistrent cette fois encore la direction du champ magn&#233;tique qui r&#233;gne &#224; ce moment, et cette direction est diff&#233;rente de celle enregistr&#233;es la premi&#232;re fois.
Mais une roche si elle reste en dessous de la temp&#233;rature de Curie garde l'aimantation qu'elle a enreigistr&#233; au moment de sa formation.
Voil&#224; j'esp&#232;re avoir pu t'&#233;clairer

[invite4830891d]

Prenons maintenant l'exemple des roches magmatiques entourant un volcan de point champ. Le point champ

Ne faudrait-il pas lire point chaud au lieu de point champ ???

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite370666e2]

"Une roche qui a enregistré le champ magnétique au moment de son refroidissement gardera cette aimantation si elle reste à des températures en dessous du la température de Curie "
"Mais une roche si elle reste en dessous de la température de Curie garde l'aimantation qu'elle a enreigistré au moment de sa formation."

Tout le reste je le comprend, il n'y a que ces deux phrases que je n'arrive pas à comprendre..
Je comprend ce qu'elles veulent dire, ça y'a pas de problème; mais je ne comprend pas PHYSIQUEMENT comment cela est POSSIBLE..

Car les atomes ferromagnétiques qui la composent peuvent encore subir le champ magnétique extérieur et les différents moments magnétiques changer à nouveau sous l'influence d'un champ magn. extérieur
(si j'ai les "bonnes infos" cela est possible en dessous de TC (et d'ailleurs UNIQUEMENT possible en dessous de TC)..

Le coeur de mon problème se situe en fait dans la question que j'ai posé dans le deuxième post:

Qu'est ce qui empêche une roche qui s'est aimanté de manière particulière sous l'influence du champ règnant lors de son refroidissement de s'aimanter de manière différente lorsque le champ magnétique changera (la température restant inférieure à TC..)?

Détail:

Peut être ai-je des infos erronées je vais vous dire grosso modo ce que je "sais"..

Refroidissement progressif de la roche (ordre chronologique.; on admettra que rien ne reréchauffera la roche..)

Au début: T>TC Roche non aimantée de manière privilégiée, le champ magnétique exterieur n'a aucune influence sur les atomes, c'est le bordel, des flèches dans tous les sens..

Puis: T<TC alignement des moments magnétiques atomiques.. Aimantation dans une orientation privilégiée (champ exterieur..)

Puis: T toujours < TC : Le champ magn. terrestre s'inverse... Pourquoi les moments magnétiques atomiques ne s'alignent pas à nouveau en conséquence de ce nouveau champ? Qu'est ce qui les a figé?

Merci d'avance! Et merci pour la première réponse..!
J'attend avec impatience!

[invite4830891d]

Car les atomes ferromagnétiques qui la composent peuvent encore subir le champ magnétique extérieur et les différents moments magnétiques changer à nouveau sous l'influence d'un champ magn. extérieur
(si j'ai les "bonnes infos" cela est possible en dessous de TC (et d'ailleurs UNIQUEMENT possible en dessous de

Les minéraux vont s'orienter selon le champ magnétique régnant lors de l'emission de la roche (par exemple lors de l'émission des basaltes des dorsales océaniques). La roche va refroidir et son refroidissement (quand elle va passer sous la Température de Curie) va fixer les minéraux selon le champ magnétique régnant à ce moment là...Ensuite quel que soit le champ magnétique qui règnera, si la roche ne connaît pas à nouveau des températures supérieures à la température de Curie, les minéraux ne subiront plus l'influence du champ magnétique.

[chapak]

Les min&#233;raux vont s'orienter selon le champ magn&#233;tique r&#233;gnant lors de l'emission de la roche (par exemple lors de l'&#233;mission des basaltes des dorsales oc&#233;aniques). La roche va refroidir et son refroidissement (quand elle va passer sous la Temp&#233;rature de Curie) va fixer les min&#233;raux selon le champ magn&#233;tique r&#233;gnant &#224; ce moment l&#224;...Ensuite quel que soit le champ magn&#233;tique qui r&#232;gnera, si la roche ne conna&#238;t pas &#224; nouveau des temp&#233;ratures sup&#233;rieures &#224; la temp&#233;rature de Curie, les min&#233;raux ne subiront plus l'influence du champ magn&#233;tique.

Petit grain de sel : on peut dire que le champ magn&#233;tique est alors "fossilis&#233;" dans la roche. Comme le dit Gechan, tant que la roche ne sera pas soumise &#224; une temp&#233;rature sup&#233;rieure &#224; Tc, elle gardera la trace du magn&#233;tisme r&#233;gnant lors de son dernier refroidissement. C'est ce magn&#233;tisme fossile, o&#249; tout au moins son orientation que l'on mesure (apr&#232;s correction &#233;ventuelle des mouvements sismiques post&#233;rieurs) pour en savoir plus sur le pal&#233;omagn&#233;tisme de l'&#233;poque.

[invite370666e2]

Merci à tous les deux.. je suis désolé mais en fait je ne comprend toujours pas comment cela est possible si le paragraphe ci dessous extrait de Comprendre et enseigner la planète terre est correct..:

Ferromagnétisme:
"Au dessous de TC, les moments magnétiques atomiques ont tendances à s'aligner spontanément dans une même direction par interactions entre atomes, créant des domaines d'aimantation spontané (domaines de Weiss) [..]. En l'absence de champ exterieur, les moments des divers domaines sont orientés au hasard et l'aimantation moyenne est nulle. Sous l'action d'un champ exterieur crosisant, les domaines dont l'orientation magnétique est de même sens que le champ exterieur tendent à croître aux dépens des domaines voisins de sens diféfrents. Pour une valeure suffisante du champ appliqué, tous les moments atomiques sont parallèles entre eux; il y a alors saturation matgnétique. Lors de la décroissance du champ agissant, les dipoles ne reviennent pas à un état totalement désordonné et lorsque le champ est redevenu nul, il subsiste une aimantation (rémanente) (plus faible que celle de saturation). Pour faire disparaitre cette aimantation (et revenir à un état totalement désordonné), il faut faire agir un champ de sens contraire au champ agissant initial[...]
Si la température dépasse TC, les moments ne sont plus parallèles et le corps devient paramagnétique, l'aimantation décroit brutalement jusqu'à pratiquement s'annuler."

Ca semble dire le contraire non?
En résumant Caron:
T<TC --> Le champ magnétique influe sur les différents atomes
T>TC--> Le champ magnétique extérieur peut varier tant qu'il peut de toute facon il n'y aura pas d'aimantation "privilégiée" d'un ensemble d'atomes, la moyenne sera nulle

Or pour les roches si je résume:
T>TC Aimantation privilégiée
T<TC hop plus rien ne bouge, le champ magnétique extérieur peut varier, ca ne changera rien



--> Exactement l'inverse selon que l'on parle des atomes ferromagnétiques ou que l'on parle des roches.. Où est la subtilité?


"Ensuite quel que soit le champ magnétique qui règnera, si la roche ne connaît pas à nouveau des températures supérieures à la température de Curie, les minéraux ne subiront plus l'influence du champ magnétiquue."

Pourquoi?


Snif c'est un enfer ce truc! Avant de creuser un peu j'avais compris, tout nickel.. Mais en me posant un peu plus..patatra.. je vois deux choses qui collent pas!
Désolé de paraitre borné mais j'aimerais vraiment comprendre ce qu'il se passe
Merci encore à vous de consacrer un peu de votre temps à une explication..

[chapak]

Faire appel &#224; sa seule m&#233;moire fait parfois dire des inexactitudes.
Rien de mieux donc que de se replonger un peu dans ses bouquins.

Extrait du bouquin de Dercourt et Paquet : "G&#233;ologie et m&#233;thodes" p. 121, qui sera peut-&#234;tre plus simple mais ausi plus clair.

"On constate que, lorsqu'une lave est &#233;mise, les cristaux de magn&#233;tite qu'elle contient ont une orientation quelconque ; au cours du refroidissement, lorsque la lave est encore p&#226;teuse, ils s'orientent selon le champ magn&#233;tique terrestre (la t&#176; au-dessous de laquelle ces cristaux acqui&#232;rent cette sensibilit&#233; est dite point de Curie). La roche a alors fig&#233; des myriades de petites boussoles qui indiquent en premi&#232;re approxiation la direction et le sens magn&#233;tiques de l'&#233;poque".

Si je r&#233;sume ce que je pense comprendre :
- Lave &#233;mise &#224; une t&#176; sup. t&#176;Curie => orientation quelconque
- Au cours du refroidissement, juste sous la t&#176; de Curie (585&#176;C pour la magn&#233;tique par exemple) et avant d'avoir atteint la t&#176; de solidification => orientation des cristaux de min&#233;raux ferromagn&#233;tiques selon le champ magn&#233;tique en vigueur.
- Au fur et &#224; mesure de la baisse de t&#176;, les cristaux sont de moins en moins sensibles au champ magn&#233;tique et leur orientation devient de plus en plus al&#233;atoire. Il reste toutefois une trace de l'orientation pr&#233;f&#233;rentielle acquise plus haut sur certains cristaux, c'est ce qu'on appelle l'aimantation r&#233;manente (caract&#233;ristique propre aux min&#233;raux ferromagn&#233;tiques)
- Au dessous de la t&#176; de solidification de la lave, il y a fossilisation de cette aimantation r&#233;manente.

Est-ce plus clair comme cela ?

[invite370666e2]

YYYYYEEEEEESSSSS!!!!
La boucle est bouclée!!!




Marchi beaucoup!!
C'est ce dernier maillon qu'il me manquait!!

"Au dessous de la t° de solidification de la lave, il y a fossilisation de cette aimantation rémanente."

Yiiippeee!! Merci à tous et désolé pour le temps que ca a pris!!

Pfiouu j'men souviendrais d'ça..
Merci encore!

[chapak]

Heureux de t'avoir renseign&#233;, je le suis aussi pour avoir r&#233;vis&#233; quelque chose (et il y en avait besoin !).

J'esp&#232;re avoir aussi bien compris ce qu'il fallait comprendre.

[invite370666e2]

Aller.. la question à 100 balles maintenant.. (c'est un bonus!):

A quoi correspond "atomiquement" la Température de Curie... i.e. pourquoi au-delà de TELLE température (variable selon l'espèce considérée) un atome ne subit plus l'influence d'un champ magnétique extérieur?

[chapak]

Tu auras sans doute la r&#233;ponse ici (si tu as le courage de lire).
Cela se joue au niveau atomique car augmenter la t&#176; c'est augmenter le d&#233;placement des atomes.

http://jac_leon.club.fr/gravitation/...cais/f-37.html

[invite370666e2]

Merci pour le lien Chapak
J'ai lu en diagonale la partie sur le ferromagnétisme.. Je relirais ca demain en entier.. et voir ce que je peux tirer de tout ca.. Merci beaucoup
Bonne soirée...

Merci à tous!



Seb: S.oulagé d'avoir compris.. (clin d'oeil à Kinette au passage..)

[guy52]

Bonsoir,

juste une petite précision, les cristaux de magnétite ne s'orientent pas en fonction du champ magnétique.

En effet ces oxydes de fer ne deviennent sensibles au champ magnétique qu'à une température inférieure à 550°C (température de Curie pour ces oxydes de fer), mais à cette température la lave s'est déjà solidifiée, les cristaux de magnétite ne peuvent plus tourner.
C'est dans une lave à l'état solide que les cristaux de magnétite enregistrent (fossilisent) les caractéristiques du champ magnétique qui existe à ce moment là.

amicalement, Guy

[chapak]

Merci GUY52 pour cette précision. Cela prouve que je n'avais pas encore tout compris.
Effectivement, les cristaux ne peuvent pas s'orienter puisque la roche est déjà solidifiée.

Oublier donc mon raccourci malheureux et lire "les cristaux de magnétite enregistrent (fossilisent) les caractéristiques du champ magnétique qui existe à ce moment là".

On progresse,... on progresse, grâce à votre entraide !

[guy52]

Bonsoir


j'ai recherché la température de Curie pour la magnétite les valeurs que j'ai trouvées oscillent entre 550 et 578 °C

alors que le point de solidification d'une lave se situe entre 650 et 900 °C en fonction de la composition chimique et de la teneur en gaz de cette lave.

amicalement Guy

[invite370666e2]

Glups.. a y'est, un nouevau hic!


" Au fur et à mesure de la baisse de t°, les cristaux sont de moins en moins sensibles au champ magnétique et leur orientation devient de plus en plus aléatoire. "

Il me semblait que c'était le contraire (plus la T est basse plus les atomes sont sensibles au champ magnétique extérieur.. non?).. Si c'est le contraire tout est remis en cause.. Sinon tout marche..
Suspense.. (pas trouvé d'info "claire" là dessus..)

Merci en tout cas Guy pour la précision!
(on avait effectivement insisté en cours sur le fait que l'aimantation ne correspondait pas à une orientation physique des minéraux!)

[invite370666e2]

Arg si j'ai vérifié et apparament, plus T est basse plus l'influence du champ magn ext se fait sentir!!
Snif ca marche plus du coup :'( Puisque après la fin de son refroidissement la roche reste toujours à la même température (assez basse) et peut donc subir l'influence du champ magn ext.. (qui peut varier..)

Hypothèse perso: Les roches une fois refroidies subissent de toute facon le champ magn ext et on note une aimantation rémanente du champ en présence..
Les différentes influencent "s'additionneraient"? je m'explique prenons a le champ magn actuel et B l'inverse.. Une roche formée lorsque règnait B il y a x millions d'années subira
B puis A puis B ... ABABABABAB jusqu'a A d'aujourd'hui
Si on prend B=-A (en simplifiant beaucoup mais c'est juste pour comprendre).. tout se simplifie et on a 0
Prenons la bande suivante qui s'est formée en A
Au final il reste A (après simplification).. On peut donc observer une différence entre la 1ere bande et la deuxième bande..

J'ai bon ou tout est à revoir?
(derneir petit détail dans ce cas.. si on a 0 dans le premier cas, i.e imantation globale nulle, on ne devrait pas observer d'anomalies sur le magnétomètres, or on observe une anomalie négative.. kézako?)