Variations de haute fréquence du champ magnétique terrestre au cours de l'holocène dans l'Est et l'Arctique canadien

RÉSUMÉ : Plusieurs séquences sédimentaires marines ont été prélevées pendant les missions \nCASES (Canadian Arctic ShelfExchange Study) en 2004 et HOTRAX (Healy-Oden Trans- \nArctic Expedition) en 2005 dans les mers de Beaufort et Chukchi respectivement, ainsi que \npendant la mission du N/R Coriolis II dans l'estuaire maritime et le golfe du St-Laurent afin \n1) de déterminer le comportement du champ magnétique terrestre (CMT) pendant \nl'Holocène dans l'ouest de l'Arctique canadien et l'est du Canada, 2) d'évaluer les forces et \nles faiblesses des nouveaux modèles numériques du CMT au cours de l'Holocène et 3) \nd'explorer la possibilité d'utiliser ces modèles pour dater des séquences sédimentaires \nprélevées dans l'Arctique canadien. \nLes séquences sédimentaires prélevées dans les mers de Beaufort et de Chukchi ont \npermis de reconstruire les variations d'intensité et d'orientation de haute résolution du \nchamp magnétique terrestre couvrant la quasi-totalité des dernières 10 000 ans. Au cours de \nl 'Holocène, la déclinaison et l'inclinaison magnétique des deux séquences étudiées peuvent \nêtre corrélées entre elles, avec des enregistrements paléomagnétiques lacustres ou \nvolcaniques de l'ouest de l'Amérique du Nord à des échelles de temps au moins séculaires. \nLes variations de paléointensité relative des deux carottes analysées sont également \ncohérentes avec des enregistrements des variations du dipôle géomagnétique, confirmant \nainsi l'origine géomagnétique de ces variations et suggérant leur nature dipolaire. \nEn ce qui concerne l'Est canadien (estuaire et golfe du St-Laurent), nous avons \nfourni une première compilation paléomagnétique (paleomagnetic stack) à l'Holocène en \nutilisant les données paléomagnétiques provenant de six séquences sédimentaires marines \nprécédemment datées à l' aide de la méthode de datation au radiocarbone (1 4C). Au cours de \nl'Holocène, l'inclinaison et la déclinaison magnétique peuvent être corrélées, à des échelles \nau moins séculaires, à des enregistrements lacustres ou volcaniques de l'Amérique du Nord \nainsi que de l' Islande et l' Europe du Nord suggérant une origine géomagnétique à l'échelle \nhémisphérique. Par ailleurs, les variations de la paléointensité relative de l'Est canadien \nsont similaires aux variations dipolaires du CMT dérivées à partir d'enregistrements de \npaléointensité absolue et indiquent ainsi la prédominance des variations dipolaires au cours \ndes derniers 10 000 ans en Amérique du Nord. \nLes estimations fournies grâce au modèle en harmonique sphérique CALS7k.2 \n(Continuous Archeomagnetic and Lake Sediment 7k years model, version 2) se sont \nrévélées assez satisfaisantes en ce qui concerne la reproduction des courbes de déclinaison \net d'inclinaison magnétique dans les deux régions d'étude au cours des derniers - 7000 ans. \nCependant, les estimations de la paléointensité locale produite par le modèle CALS7k.2 \nsemblent être moins précises par rapport aux estimations de paléodirection. En effet, la \nbanque de données de paléointensité utilisée pour construire le modèle est fortement \nconcentrée dans les régions de l'Europe où le nombre d' artéfacts (e.g. , céramiques, poterie \netc.) est plus élevé. Par conséquent, les estimations de paléointensité en Amérique du Nord \nseraient fortement affectées par la distribution spatiale hétérogène de la banque de données \net par les hypothèses à la base de la procédure d'inversion utilisée pour construire le \nmodèle. -- ABSTRACT : Several long sedimentary sequences were recovered from the Beaufort and Chukchi \nSeas as part of the CASES (Canadian Arctic Shelf Exchange Study) and HOTRAX (Healy- \nOden Trans-Arctic Expedition) programs in 2004 and 2005, respectively as well as with the \nR/V Coriolis II from the St. Lawrence Estuary and Gulf in order to 1) reconstruct changes \nin Earth's magnetic field during the Holocene in the Western Canadian Arctic and Eastern \nCanada, 2) determine the strengths and the weaknesses of the recent Holocene numerical \nmodels of the geomagnetic field and 3) explore the possibility of using these models as a \nnew dating tool for sedimentary sequences from the Canadian Arctic. \nTwo sedimentary sequences from the Western Canadian Arctic provided changes in \nboth direction and intensity of the geomagnetic field during the last 10 000 years. Several \ncentennial- to millennial-scale Holocene declination and inclination features can be \ncorrelated in both cores, with other high-resolution western North American lacustrine and \nvolcanic paleomagnetic records and with records of changes in Earth's dipole moment, \nsupporting the geomagnetic origin of these features and implying that they are associated \nwith changes in Earth's dipole moment. \nRegarding Eastern Canada, a new high-resolution Holocene paleomagnetic secular \nvariation (PSV) and relative paleointensity (RPI) stack was constructed using u-channel \npaleomagnetic data from six radiocarbon-constrained marine sedimentary sequences raised \nalong the main axis of the Laurentian Channel. Centennial- to millennial-scale declination \nand inclination features of the eastern Canadian stack can be correlated, within the dating \nuncertainties, with other Holocene North American, Icelandic and European PSV records, \nsuggesting a common geomagnetic origin possibly hemispheric in character. \nBoth magnetic inclination and declination data from the two analyzed geographical \nregions are consistent with the time-varying spherical harmonic model of the geomagnetic \nfield CALS7k.2 (Continuous Archeomagnetic and Lake Sediment 7k years model, version \n2) during the last -7000 years. In addition, the eastern Canadian Holocene RPI stack \nreveals similar millennial and ev en centennial time-scale variations consistent with sorne \nvirtual axial dipole moment (VADM) reconstructions derived from absolute paleointensity \ndata as weIl as with North American lacustrine RPI records. Accordingly, these results \nsuggest that the Holocene paleomagnetic secular variation in North America is significantly \ndriven by large-scale (> 5000 km) geomagnetic field changes at these timescales. \nNevertheless, significant discrepancies exist between the millennial-scale RPI \nreconstructions and the local magnetic induction field as expected from the CALS 7k.2 \nmodel. These differences are likely due to the heterogeneous spatial distribution of the \nactual paleointensity database used to constrain the CALS7k.2 model, as weIl as with the \ninversion procedure used to fit the model with the background dataset.

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