À LA RECHERCHE DU PASSÉ GÉOLOGIQUE DE LA PLANÈTE

CHAPITRE 1 : LE TEMPS ET LES ROCHES

Ce chapitre constitue la base fondamentale de la géologie SVT en Terminale spécialité. Il nous introduit aux méthodes scientifiques utilisées pour reconstituer l'histoire de notre planète à travers l'étude des roches.

Dans ce cours, nous explorerons:

• Les différentes méthodes de datation géologique
• Comment interpréter les indices présents dans les roches
• Les principes qui permettent d'établir une chronologie des événements géologiques

Concept Clé : La géologie est une science historique qui utilise des méthodes rigoureuses pour reconstituer la chronologie des événements qui ont façonné notre Terre sur des millions d'années.

La datation relative

INTRODUCTION

La datation relative est une méthode fondamentale en géologie SVT qui permet de situer chronologiquement les roches les unes par rapport aux autres, sans donner d'âge précis. Elle repose sur plusieurs principes géologiques essentiels.

Les différents principes

• Le principe de sédimentation : Les particules se déposent en couches horizontales $strates$ qui, superposées, forment des roches sédimentaires.
• Le principe de superposition : Dans une série sédimentaire non déformée, une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre et plus ancienne que celle qui la surmonte.
• Le principe de recoupement : Une faille est plus récente que les terrains qu'elle affecte et plus ancienne que ceux qu'elle n'affecte pas.

Principe Fondamental : La datation relative SVT s'appuie sur l'observation des relations géométriques entre les différentes formations rocheuses, permettant d'établir leur chronologie sans connaître leur âge absolu.

Ces principes constituent les bases de la chronologie relative et sont essentiels pour comprendre l'histoire géologique d'une région.

Application des principes de datation relative

La datation relative s'enrichit de plusieurs autres principes et applications:

• Lorsqu'une série sédimentaire est discordante sur une série inférieure plissée, cela indique une période d'érosion. Cette configuration fait intervenir à la fois les principes de superposition et de recoupement.
• Le principe d'inclusion s'observe notamment dans les formations magmatiques: une roche incluse dans une autre est toujours plus ancienne que celle qui l'entoure. Par exemple, la péridotite du manteau peut être incluse dans du basalte formé aux dorsales.
• Le principe d'identité paléontologique stipule que deux couches contenant les mêmes fossiles sont de même âge.

Les fossiles stratigraphiques

Pour être utilisable en datation, un fossile stratigraphique doit présenter trois caractéristiques:

• Une faible extension verticale $courte durée de vie de l'espèce$
• Une grande répartition géographique
• Une abondance suffisante pour être facilement trouvable

Concept Important : Les fossiles stratigraphiques sont des outils précieux pour établir des corrélations entre des couches géologiques distantes, permettant de construire l'échelle stratigraphique des temps géologiques structurée en Ères, Périodes et Étages.

Cette méthode a permis d'élaborer l'échelle stratigraphique complète des temps géologiques que nous utilisons aujourd'hui.

L'échelle des temps géologiques

L'organisation de l'échelle stratigraphique suit une hiérarchie précise:

• Les limites d'ères géologiques sont définies par des crises biologiques majeures $diminutions drastiques de la biodiversité$.
• Les périodes sont délimitées par des événements géologiques majeurs comme l'apparition de chaînes de montagnes.
• Les étages sont définis par des stratotypes de référence, qui servent d'étalons pour la datation d'autres formations.

La datation absolue

INTRODUCTION

Bien que la datation relative soit utile pour établir une chronologie, elle ne permet pas de déterminer l'âge précis des roches. La datation absolue vient compléter cette approche en s'appuyant sur la radioactivité naturelle des éléments chimiques.

Le principe physique

• La datation absolue utilise la désintégration d'isotopes radioactifs qui se transforment spontanément en éléments fils "radiogéniques".
• La demi-vie d'un isotope correspond au temps nécessaire pour que la moitié de l'élément père se désintègre.
• On date le moment de "fermeture du système", c'est-à-dire lorsque les minéraux de la roche sont complètement cristallisés et n'échangent plus d'isotopes.

Point Méthodologique : Dans les exercices corrigés de datation relative, on cherche à établir une chronologie en appliquant les principes de superposition, recoupement, inclusion et identité paléontologique, avant de pouvoir attribuer des âges précis grâce à la datation absolue.

Méthodes de datation absolue

La datation absolue utilise différents couples d'isotopes, dont le couple potassium $K$/argon $Ar$. L'analyse de leur rapport permet de:

• Réaliser une droite isochrone
• Déterminer son coefficient directeur $yb-ya$/$xb-xa$
• Calculer l'âge de la roche en utilisant une formule mathématique

Caractéristiques de la datation absolue

• Elle repose sur la quantification précise de l'élément père radioactif et de l'élément fils radiogénique.
• Elle est particulièrement adaptée aux roches magmatiques ou métamorphiques.
• L'âge obtenu correspond au moment de la fermeture du système isotopique.

CONCLUSION

Les méthodes de datation relative et absolue se complètent parfaitement pour:

• Reconstituer l'histoire géologique des régions
• Attribuer des âges précis aux événements géologiques
• Donner une dimension temporelle à l'échelle stratigraphique

Synthèse Importante : Le cours SVT Terminale spécialité sur la géologie nous montre comment les scientifiques combinent différentes approches pour reconstituer le passé mouvementé de la Terre. La datation relative établit une chronologie basée sur des principes comme la superposition et le recoupement, tandis que la datation absolue, fondée sur la radioactivité, permet d'attribuer des âges précis en millions d'années.

Cette démarche scientifique rigoureuse nous permet aujourd'hui de retracer l'histoire complète de notre planète, depuis sa formation il y a 4,5 milliards d'années jusqu'à nos jours.