Application aux roches

il est certain que cette étude est impossible sur les roches sensibles à l’action du champ terrestre, à froid, et sur celles dont l’aimantation permanente thermique évolue spontanément (K 96, 20). Mais, de plus, et ceci s'applique à la direction du champ, il est difficile d'admettre pour les roches (laves récentes exceptées) la possibilité d’une stabilité de l’aimantation initiale analogue à celle des terres cuites. En effet, l’aimantation des roches, très ancienne, a pu être modifiée fortement pour deux r'aisOns :

Actions importantes et brusques. — La probabilité de ces actions, réchauffements accidentels et coups de foudre, est beaucoup plus grande pour les roches que pour les terres cuites de fabrication humaine. Si, par exemple, 5 % des briques vieilles de 1.000 ans ont été frappées par la foudre, quelle sera la proportion pour une lave éocène ? L’aimantation par la foudre n’est peut-être pas exceptionnelle et beaucoup des aimantations des roches de surface lui sont peut-être dues. Parmi d’autres après Pockels, Læwinson-Lessing et Mitkewitch ('), Hallimond et Herroun (?), ont insisté sur cette influence.

Actions minimes répétées. — Les roches, qui se trouvent depuis des milliers d’années dans le champ terrestre, sont soumises à toutes sortes d'actions capables de diminuer leur aimantation thermique et de provoquer une aimantation rémanente ; les 2 effets s’ajoutant pour troubler l’aimantation thermique initiale à laquelle on s'intéresse. Quelles sont ces actions ? M. Maurain a fait récemment (*) observer l'influence possible d'actions mécaniques (vibrations, trépidations, torsions, tractions) et de champs magnétiques variables, causes dont l'effet sur l’aimantation des corps ferromagnétiques est bien connue. M. Maurain, s'intéressant aux anomalies magnétiques (à leur évolution) envisage Paimantation totale : permanente et induite ; sa conclusion est à retenir, ici, pour l’aimantation permanente : « Ces matériaux (les roches) sont soumis constamment au champ terrestre. On conçoit que leur état d’aimantation puisse varier sous l’influence d’actions mécaniques telles que celles résultant des tremblements de terre ou même sous l’influence des mouvements vibratoires de très faible amplitude constituant ce qu’on appelle l’agitation microséismique. Il peut varier aussi sous l'influence de champs magnétiques variables constituant les perturbations magnétiques ». Aux causes précédentes s’ajoutent, probablement, les variations saisonnières de température.

Aussi faibles que soient les effets produits, s’ils existent ils ont pu, à cause de la durée considérable des actions, provoquer une modification importante de l’aimantation thermique initiale. Raisonnant comme précédemment, on peut dire : si l’aimantation d’une brique vieille de 1.000 ans a, en moyenne, subi une variation de 5 %,, quel pourra être ce rapport pour une lave éocène ?

Il faut encore remarquer que, pour les roches endogènes dont le refroidissement a été très lent, les lois de l’aimantation sont peut-être assez différentes de celles que J'ai trouvées pour les terres cuites avec des refroidissements relativement rapides ; on a vu que l’aimantation thermique augmentait un peu avec la vitesse du refroidissement ; elle pourrait être très faible pour ces refroidissements lents.

39 PRÉCAUTIONS INDISPENSABLES. — Toutes les précautions indiquées pour les terres cuites sont à

prendre. Il faudra :

(4) Lœvinson-LessiNG et Mirkewiren. — Sur l’aimantation permanente naturelle et artificielle des roches. C. R., Paris, 180, 1925, p. 942.

(2) A.-F. Hazcimonp et E.-F. Herroun. — Proc. Roy. Soc., London, série À, 141, 1932, p. 302.

(5) Ch. Maurain. — Influence possible des actions mécaniques (vibrations) et des perturbations magnétiques sur le champ

magnétique terrestre et ses anomalies. C. R., 204, 1937, p. 1095.

136 0 AIMANTATION DES TERRES CUITES ET Rose GÉOPHYSIQUES

opérer sur un lot de plusieurs échantillons de même provenance ;

mesurer plusieurs fois le moment magnétique de chacun des blocs, après retournement dans le champ terrestre, et éliminer ceux qui présentent des variations ; |

après les réchauffements répétés, en champ magnétique connu, ne garder que les échantillons magnétiquement stables. Il sera bon d’ajouter les deux essais suivants :

:1) sur un échantillon réaimanté thermiquement, vérifier comme au $ 96 la stabilité de l’aimantation thermique ; celle-ci, en effet, paraît pouvoir évoluer spontanément, indépendamment de l’action du champ terrestre :

2) essayer de que l’aimantation permanente naturelle du corps est bien tout entière d’origine thermique. Je n’ai pas expérimenté sur cette vérification, mais les résultats exposés au $ 74 suggèrent l’idée d’une méthode. Onétablit, successivement, pour un même échantillon, par réchauffement en champ nul, les 3 courbes de disparition des aimantations : naturelle, rémanente à froid (corps désaimanté à 0700 et aimanté à froid dans un champ fort) et thermique (corps réchauffé à 6700 et refroidi en champ magnétique). La comparaison des courbes doit montrer si l’aimantation naturelle est ther-

mique, rémanente ou mixte.

Tous ces essais ayant donné satisfaction, si les valeurs de H trouvées sur chacun des échantillons sont assez voisines on pourra avoir confiance dans le lot ; cependant, l’effet possible d’une lente diminution de l’aimantation originelle ne sera pas éliminé. La moyenne des valeurs H ne sera qu’une limite inférieure de l’intensité du champ magnétique terrestre à l’ époque de la coulée.

Mais, hormis peut-être les laves (!), trouvera-t-on des matériaux utilisables ? Il est à craindre que beaucoup de roches ne présenteront pas les qualités requises et ne permettront pas, par suite, de rechercher l'intensité du champ terrestre dans le passé. C’est ce que paraissent montrer les essais qui

vont suivre.

96. Aimantation thermique des roches. 19 RésuzrarTs DE KoENIGSBERGER. — Dans une étude de J. Kœnigsberger (?) déjà citée au $ 77, on trouve quelques résultats fort intéressants. Ayant mesuré l’aimantation permanente naturelle 3, et la susceptibilité k, d’un certain nombre de roches, il les réchauffe vers 600? et les laisse refroidir dans le champ terrestre. Il mesure leurs nouvelles aimantations

permanentes dx et leurs nouvelles susceptibilités k et il calcule, comme on l’a vu : A Jre QG tr RES te

H” est l'intensité du champ terrestre actuel. Il donne les résultats suivants, importants à divers points de vue.

À (:) Certaines laves présentent des aimantations et des susceptibilités fortes et il faut les éviter, En effet, d’une part, le refroidisse-

ment de la roche a eu lieu dans le champ terrestre troublé par le champ démagnétisant de toute la coulée : d’autre part, quand un échan-

tillon est détaché, les charges magnétiques libres de sa surface créent un champ démagnétisant, propre à ce fragment, qui provoque

une aimantation induite invariable troublant aussi, en grandeur et en direction, le moment magnétique de l'échantillon, Ces considéra-

tions S’appliquent aux terres cuites dont les faibles aimantations sont précieuses malgré les difficultés des mesures qu “elles entraînent. (?) J. KæniGsBERGER. — Gerlands Beiträge zur Geophysik, Bd 35, 1932, p. 204.

Roches

Gabbhro-diorit. .!.1:....: 200 HO TOSS Bic TON OL OPTONS 6,7 0,8 ART ee ad au DA GRE 139 00 4,6 » 0,2 » 5,8 0,3 Bas ANR ner Vraie 70,0 » 27,0 » 170,0 » 35,0 » 4,8 2,8 Raremranit. 220, 0,7 » 0,4 » 2,0 » 0,1 » 057 0,5 Quarz-porphyr...:.:.,,.. 0,1 » OT 0,3 » 2,8 » vue

SSI ENS EN atS CAEN

On voit que la susceptibilité a fortement varié, par réchauffement, pour plusieurs roches ; celles-ci magnétiquement instables, sont à rejeter pour une étude de l'intensité du champ terrestre (il serait intéressant de faire sur elles une 2€ réaimantation thermique pour mieux connaître leur stabilité magnétique qui paraît bien faible). On peut cependant espérer éliminer une partie de l’effet de cette évolution des roches, en comparant non pas les aimantations mais les quotients Q ; H' étant l’ intensité actuelle du champ terrestre, le champ H de l’époque du refroidissement pourrait être : ,

He

Q:° Pour la lave, H serait un peu plus grand que le champ actuel ; faible déjà pour le basalte, ce champ serait très faible pour les autres roches. Faut-il admettre que le champ terrestre a été d’intensité presque nulle pendant certaines périodes géologiques ? Rien n’y autorise, car rien ne prouve que l’aimantation naturelle est l’aimantation thermique originelle de la roche ; seule une étude com-

plète, comme celle proposée au $ 95, peut conduire à un résultat acceptable et, on l’a vu, ce résultat : #4

ne sera jamais satisfaisant pour les roches très anciennes dont il est difficile d'admettre la parfaite conservation de l’aimantation thermique. ; Des résultats beaucoup plus nombreux sont donnés dans une note récente déjà citée () : valeurs

de à pour un grand nombre d'échantillons d’âges variés. Pour les roches quaternaires ce rapport est

voisin de 1 ; pour les roches plus anciennes, il est beaucoup plus petit. L’auteur discute longuement ses résultats : l'existence de faibles valeurs de l'intensité du champ terrestre dans le passé n’étant qu'une parmi de nombreuses hypothèses faites.

20 ETUDE D'UN BASALTE. — J'ai étudié l’aimantation thermique sur le cylindre 132? (extrait du bloc n° 13 de basalte d'Auvergne), déjà cité au $ 97 ; son aimantation permanente naturelle longitudinale est environ 6.10“ d’ailleurs assez mal définie. Ce cylindre ayant été extrait suivant la verticale

dans le bloc et l’inclinaison de l’aimantation étant, pour celui-ci, voisine de 609, l’aimantation totale

de l’échantillon est donc : , Soit 5 — 7.10“ environ.

sin 600 Réchauffé à 580 et refroidi dans un champ de 0,485 gauss, il prend l’aimantation co’ — 52.r07*.

() J. Kæœniessercer. — Beiträge z. angew. Geophys., 5, 1935, p 193 (voir le tableau du $ 8 de cette note). Thèse Thellier. 18

Si l’on admettait que l’aimantation naturelle du basalte est 1 aimantation thermique originelle, l’in-

tensité du champ à l’époque du refroidissement aurait été :

0,485 X - g'auss,

1 faible comme précédemment.

Évolution de l’aimantation thermique. — Le cylindre 1%, ainsi aimanté thermiquement, a été conservé placé perpendiculairement au champ terrestre, pour qu’il n’y ait pas d’aimantation longitudinale due à celui-ci. L’aimantation permanente longitudinale c’ est mesurée, après des temps t,

1— 0 correspondant à la sortie du four, on a : ; PS SEE EN AIRE (o) 2 heures 24 heures 5 jours 6 jours 10 jours 2 mois EN e ro MES LEE 52 52 50,5 48 48 4739 47,0

À Eh D nt y a diminution continuelle de 5’. Les effets d’aimantation rémanente par le champ terrestre ne , permettant pas d'expliquer cette variation, cet essai, malheureusement unique, montrerait que l’aimantation thermique de ce basalte évolue spontanément. Cette évolution, si elle était vérifiée, serait grave au point de vue des recherches sur l'intensité du champ terrestre dans le passé et toute roche la présentant serait à rejeter (K 95). Je n’ai jamais trouvé, dans les terres cuites, d'évolution spontanée

Dear de laimantation thermique ($ 56).

| On voit finalement avec quelle prudence il faut parler d’aimantation historique dans les roches

et quelles précautions sont nécessaires pour éviter des erreurs importantes. Toute recherche sur l’histoire du champ magnétique terrestre utilisant les aimantations permanentes d’un corps donné, devra être précédée d’une longue étude des propriétés magnétiques de ce corps. Je crois qu’on peut admettre que cette étude est faite pour les terres cuites qui paraissent être, toutes précautions prises,

d’excellents matériaux.