Temporal evolution of the lunar magnetic field
Evolution temporelle du champ magnétique lunaire
Résumé
It is admitted that the Moon used to have a magnetic field, generated by an internal dynamo. However, the mechanisms responsible for the dynamo and its preservation are still poorly known today. The lifetime of the magnetic field is also debated. My thesis was focused first on the magnetic characterization (natural magnetization and magnetic susceptibility) of a large part of the Apollo collection, with the study of 161 main masses of Apollo rocks. Control of the magnetic susceptibility by the lithology was confirmed, caused by the incorporation of meteoritic metal into the rock. In the second part, i used the ratio of the natural magnetization to the magnetic susceptibility to obtain an approximate indicator of paleointensity. Results of this ratio were coherent with the two major epochs determined in the lunar magnetic field (high field epoch before ~3.5 Ga and a weak field epoch after) and allowed me to select samples for detailed paleomagnetic analyses in another part of my thesis. Then, I studied in laboratory the natural magnetization of 25 Apollo samples and 2 lunar meteorites. Different methods were used to obtain 8 paleointensities values (between 1 and 47 μT) and 7 upper limits of paleointensity (between 10 and 30 μT), at different times of the magnetic field evolution. These data were coupled with radiometric ages to trace the evolution of the lunar surface field over time. These results corroborate the existence of a strong field epoch between 4 and 3.5 Ga and extend this epoch until ~3 Ga. Paleointensities of values > 1 μT obtained at 1 Ga and until 0.5 Ga indicates a very late interruption of the dynamo. On the other hand, weak paleointensities were obtained in the high field epoch, suggesting a value of average field lower than previously proposed in literature. This study allows to better constrain the temporal evolution of the lunar magnetic field.
Il est établi que la Lune a eu par le passé un champ généré par une dynamo interne. Cependant, les mécanismes à l’origine et permettant le maintien de la dynamo sont encore mal connus. La durée de ce champ magnétique est encore débattue. Mon travail de thèse a consisté tout d’abord à une caractérisation magnétique (aimantation naturelle et susceptibilité magnétique) d’une grande partie de la collection Apollo avec l’étude des masses principales de 161 roches. Le contrôle de la susceptibilité magnétique par la lithologie via l’incorporation du métal météoritique a été confirmé. Le rapport aimantation naturelle sur susceptibilité a été utilisé comme indicateur grossier de la paléointensité. Ces résultats, cohérents avec les deux grandes époques du champ magnétique lunaire (époque de fort champ avant ~3.5 Ga et champ de quelques μT seulement ensuite), ont permis de faire une sélection d’échantillons pour des analyses paléomagnétiques détaillées en laboratoire qui ont constitué la seconde partie de mon travail. J’ai étudié en laboratoire l’aimantation naturelle de 25 échantillons Apollo et 2 météorites lunaires. Différentes techniques ont permis d’obtenir 8 valeurs de paléointensités (entre 1 et 47 μT) et 7 limites supérieures de paléointensités (entre 10 et 30 μT), pour des roches d’âge varié. Ces données ont été couplées aux âges radiométriques (existants et nouvellement acquis) pour retracer l’évolution du champ de surface lunaire au cours du temps. Les résultats corroborent l’existence d’une période de champ fort entre 4 et 3.5 Ga et prolonge cette période jusqu’à environ 3 Ga. Les paléointensités > 1 μT que nous obtenons à 1 Ga et jusqu’à et 0.5 Ga indiquent un arrêt très tardif de la dynamo. D’autre part, quelques paléointensités <10 μT sont également obtenues dans l’époque de champ fort, suggérant une valeur de champ moyen plus faible que proposé précédemment dans la littérature. Cette étude permet ainsi de mieux contraindre l’évolution temporelle du champ magnétique lunaire.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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