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Thèse Année : 2019

The fate of Marine Magnetic Anomalies in Subduction Zone

Le destin des anomalies magnétiques océaniques en zone de subduction

Hanjin Choe

Résumé

The purpose of this study is to understand the causes of the decaying seafloor spreading magnetic anomalies on subducting oceanic crust. We investigate the magnetization of the oceanic crust both before and after subduction and extend our initial study area from the Japan-Kuril subduction zone to other subduction zones to try to generalize our observations. Before subduction, a 20% loss of magnetization between the outer-rise and the trench occurs in old seafloor, caused by rejuvenated hydrothermal circulations and alteration of magnetic minerals. Conversely, such a loss of magnetization is not observed for the young seafloor because the flexure remains very limited. After subduction, both exhibit a fast decay of magnetization due to thermal demagnetization of titanomagnetite (Tc:150-350°C) in the extrusive basalt, followed by a much slower one due to thermal demagnetization of magnetite (Tc: 580 °C) in the deeper crust. However, the fast decay is more rapidly achieved in the young seafloor due to differences in the thermal structure. Overall, the magnetic anomalies in subducting oceanic crust decay as an effect of flexure, normal faulting and hydrothermal alteration before subduction, and thermal demagnetization of the different magnetic minerals after subduction. The seawater injected in the oceanic crust before subduction is trapped by the sediment cover after entering subduction and may significantly heat up the slab through thermal blanketing, adding to the thermal gradient and possibly heat released by serpentinization of the mantle wedge. The speed of thermal demagnetization is modulated by the lithospheric thickness, hydration rate, and therefore the age of the seafloor.
L'objet de cette étude est de comprendre les causes de la diminution des anomalies magnétiques océaniques dans la croûte océanique en subduction. Nous étudions l'aimantation de la croûte océanique avant et après l'entrée en subduction et étendons notre zone d'étude initiale des fosses du Japon et des Kouriles à d'autres zones de subduction afin de généraliser nos observations. Avant subduction, une perte de 20% de l'aimantation se produit entre la ride externe et la fosse pour un plancher océanique ancien, causée par le renouvellement de la circulation hydrothermale et l'altération des minéraux magnétiques. Une telle perte n'est pas observée pour un plancher océanique jeune car la flexure y est très faible. Après subduction, dans tous les cas sont observées une décroissance rapide de l'aimantation liée à la désaimantation thermique de la titanomagnétite (Tc 150-350°C) des basaltes extrusifs, suivie d'une décroissance plus lente liée à la désaimantation thermique de la magnétite (Tc 580°C) dans la croûte profonde. La première phase est plus rapidement achevée dans le plancher océanique jeune de par des différences de structure thermique. De manière générale, la disparition des anomalies magnétiques en subduction résulte de la flexure, de la fracturation et de la circulation hydrothermale avant subduction, et de la désaimantation thermique des différents minéraux magnétiques après subduction. L'eau de mer injectée dans la croûte avant subduction est piégée par la couverture sédimentaire après être entrée en subduction et pourrait significativement réchauffer le panneau plongeant par couverture thermique, s'ajoutant au gradient thermique initial et possiblement à la chaleur dégagée par la serpentinisation du coin mantellique. La vitesse de désaimantation thermique est modulée par l'épaisseur lithosphérique, le taux d'hydratation, et donc l'âge du plancher océanique.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03031910 , version 1 (30-11-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03031910 , version 1

Citer

Hanjin Choe. The fate of Marine Magnetic Anomalies in Subduction Zone. Earth Sciences. Université Paris Cité, 2019. English. ⟨NNT : 2019UNIP7086⟩. ⟨tel-03031910⟩

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