Archaeomagnetic dating of archaeological baked clays in France during the first millennium BC : improvements of the secular variation curves of the direction and intensity of the geomagnetic field

Abstract

L’objectif de ce travail est l’amélioration des courbes de variation séculaire de la direction (inclinaison I et déclinaison D) et de l’intensité (F) du champ magnétique terrestre en Europe occidentale durant le premier millénaire av. J.-C. 47 fours, foyers et lots de tessons céramiques ont été étudiés pour constituer de nouvelles structures de référence. La datation du moment d’acquisition de l’aimantation a été définie en analysant l’ensemble des informations archéologiques et chronométriques disponibles sur les sites. 39 nouvelles archéodirections ont été obtenues après désaimantations thermique et par champ alternatif. Les 18 archéointensités ont été déterminées par le protocole de Thellier-Thellier et généralement corrigées des effets de l’anisotropie et de la vitesse de refroidissement. Les courbes de variation séculaire françaises, construites par moyenne mobile et par la statistique hiérarchique bayésienne, ont été étendues jusqu’en 1500 av. J.-C. pour la direction et jusqu’en 800 av. J.-C. pour l’intensité. L’inclinaison a une variation non monotone entre 65 et 75° entre 1500 et 0 av. J.-C. Les variations de la déclinaison et de l’intensité sont très fortes avec un maximum en 800 av. J.-C. (30° pour D et 90 µT pour F) et un minimum (-5° pour D et 60µT pour F) en 250 av. J.-C. L’interprétation géomagnétique de la variation séculaire est difficile en raison des lacunes des jeux de données de référence hors Europe. Ces nouvelles courbes plus fiables améliorent la datation archéomagnétique au premier millénaire av. J.-C. et étendent son application à l’âge du Bronze final. Du fait de la forte variation séculaire, le premier âge du Fer est la période la plus propice.This study aims to improve the Western Europe secular variation curve of the direction (inclination I and declination D) and the intensity (F) of the Earth’s magnetic field during the first millennium BC. New archaeomagnetic reference data were obtained from 47 kilns, hearths and sets of pottery sherds with precise magnetization acquisition ages determined through a comprehensive review of available archaeological and chronometric informations. 39 new archaeodirections were computed after thermal and alternating field demagnetizations and 18 new archaeointensities were determined by the Thellier-Thellier protocol with anisotropy and cooling rate corrections. The new French secular variation curves, built using hierarchical bayesian statistics, were extended to 1500BC for the direction and to 800BC for the intensity. Inclination vary non-monotonously (between 65 and 75°) between 1500BC and 0AD. Variations in declination and intensity are very strong with a maximum at 800BC (30° for D and 90µT for F) and a minimum at 250BC (-5° for D and 60µT for F). Interpreting the geomagnetic significance of this strong variation is hindered by the scarcity of data outside Europe. However it provides a useful marker for reliable archaeomagnetic dating in Western Europe during the Iron Age, especially during the Early Iron Age thanks to the strong secular variation. The new directional curve also allows the extension of archaeomagnetic dating to the Final Bronze Age