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Les roches volcaniques et les sédiments peuvent fournir des enregistrements de la direction et l’intensité du champ magnétique terrestre passé. Les laves acquièrent en effet une aimantation thermorémanente lors de leur refroidissement. Les sédiments présentent une aimantation rémanente détritique, lorsque lors de leur dépôt des microparticules présentant un moment magnétique s’orientent statistiquement dans le champ magnétique ambiant.

 
Les études paléomagnétiques conduites au LSCE ont pour but d’obtenir des enregistrements des variations passées du champ géomagnétique. Ces données renseignent sur la dynamique et la géométrie des mouvements du fluide qui dans le noyau terrestre crée le champ magnétique terrestre, que ce soit lors des excursions géomagnétiques, des inversions de polarité, et pendant les périodes de polarité stable. Les variations passées du dipôle géomagnétique sont utilisées également comme outil stratigraphique. Elles permettent en effet des corrélations à longue distance, entre sédiments déposés dans des contextes environnementaux différents, et entre sédiments et glaces (voir axe technique « stratigraphie magnétique »).

 
Les études au laboratoire consistent essentiellement à déterminer l’aimantation primaire des sédiments et des laves, acquise lors du refroidissement initial des laves ou lors du dépôt des sédiments. Pour cela l’aimantation rémanente naturelle des échantillons est désaimantée par étapes successives, soit par chauffe soit en appliquant un champ alternatif.

Les aimantations rémanentes sont mesurées après chaque étape de désaimantation au moyen de magnétomètres cryogéniques très sensibles, à capteurs supraconducteurs (SQUIDS). Ces instruments sont installés dans une chambre amagnétique qui protège les échantillons étudiés de l’influence du champ magnétique ambiant lors des désaimantations.

 
Les sédiments fournissent seulement les variations relatives de l’intensité du champ géomagnétique.  Les paléointensités absolues sont déterminées à partir des laves par la méthode de Thellier et ses dérivées, en utilisant des fours spécifiques développés au laboratoire.