le temps et les roches

Légende alternative :

possédant les mêmes associations de fossiles stratigraphiques sont du même âge. L'identification d'associations fossiles identiques dans des régions géographiquement éloignées permet donc d'établir des corrélations temporelles entre formations géologiques. 7 6 3 2 1 5 4 3 Schéma illustrant le principe d'identité paléontologique 2) Les relations géométriques entre couches pour établir une chronologie relative ⇒ Activité n°2 : Relations géométriques et chronologie relative ⇒ Activité n°3 : L'histoire géologique d'une région L'observation des relations géométriques peut être utilisée pour dater de façon relative. Elle implique l'application de trois principes de base de chronologie relative : Principe de superposition - les couches se déposent de façon horizontale, les unes sur les autres, de plus ancienne à la plus récente. Principe de recoupement - une structure qui en recoupe une autre est plus récente que celle-ci. Principe d'inclusion une structure incluse est plus ancienne que la structure qui l'entoure. Ces principes s'appliquent à différentes échelles (paysage, affleurement, roche, lame mince), et permet de reconstituer des histoires géologiques. II. La construction de l'échelle des temps géologiques ⇒ Activité n°4 : La construction de l'échelle des temps géologiques Les coupures dans les temps géologiques sont établies essentiellement sur des critères paléontologiques : l'apparition et la disparition de groupes fossiles. D'autres indices viennent renforcer les données paléontologiques : Indices climatiques. Indices magnétiques (sens des champs magnétiques enregistrés dans certaines roches). Indices sédimentologiques (étude des roches sédimentaires). Les intervalles de temps sont limités par des coupures d'ordres différents (ères, périodes, étages). La superposition de ces intervalles de temps donne l'échelle stratigraphique. Les méthodes de datation absolue fournissent des âges chiffrés à cette échelle (voir IV). IV. La datation absolue des roches ⇒ Activité n°5 : La datation absolue 1) Le principe de la datation absolue La datation absolue de roches ou de fossiles repose sur l'utilisation de radio-chronomètres. Les radio- chronomètres sont des isotopes radioactifs naturels, qui se désintègrent spontanément en éléments stables. Ils sont présents dans les minéraux des roches. La désintégration des éléments radioactifs est continue, irréversible, et régulière au cours du temps. En effet, chaque élément radioactif est instable et va donc se désintégrer en un élément fils plus stable. L'élément radioactif père se caractérise par une demi-vie ou période radioactive, correspondant au temps nécessaire pour que 50 % des éléments contenus dans un « système » se soient désintégrés en élément fils stables. La teneur en éléments radioactifs père dans un cristal diminue donc progressivement à une vitesse propre à chaque élément radioactif. P₁ Désintégration d'un isotope radioactif Quantité d'isotope ■ élément père (P) ☐ élément fils (F) T période P/2 Fo à la T 2T t Temps Mesure de F, et/ou de P Calcul de t, âge de la roche → Ainsi, en déterminant les quantités de l’élément père radioactif et de l'élément fils radiogénique dans un minéral il est possible d'en déduire l'âge de formation de ce minéral, donc de cristallisation (= refroidissement formant une roche volcanique) du magma. On utilise pour cela la méthode de la droite isochrone. Cette méthode s'applique aux roches magmatiques et métamorphiques, à l'échelle du minéral ou de la roche entière. Si P, inconnu: méthode de la droite isochrone 87 Sr/86 Sr 875r/865r initial minéral 3 minéral 2 minéral 1 In(a+1) 2 t= ? 87Rb se désintègre 875r est créé t=0 87 Rb/86 Sr Détermination du coefficient directeur de la droite (a) Calcul de t, âge de la roche 2) Les isotopes choisis en fonction de la date estimée Pour pouvoir dater de façon absolue, il faut que le système soit fermé : aucun élément radioactif ne sort ni n'entre après la formation de la roche (aucun échange de matière entre le système et son environnement). → Les roches magmatiques et métamorphiques ont peu d'échanges une fois la cristallisation du magma effectuée : ce sont des systèmes fermés. → Les roches sédimentaires quant à elles ont souvent des échanges avec leur environnement : il est plus difficile d'utiliser cette méthode pour les dater. On date plutôt les fossiles qu'elles contiennent. Différents chronomètres sont classiquement utilisés en géologie (rubidium/strontium Rb/Sr; uranium/plomb U/Pb; potassium/argon K/Ar). Ils se distinguent par la période de l'élément père. Le choix d'un radiochronomètre dépend de sa période et de l'élément à dater. ex: le couple carbone ¹2C/14C, avec une période d'environ 5500 ans, ne permet de dater des objets que jusqu'à 50 000 ans. Bilan du chapitre 6 : Comment reconstituer l'histoire géologique d'une région à partir des données de terrain ? Evolution rapide / courte durée de vie Vaste répartition géographique Critères climatiques Critères magnétiques Critères sédimentologiques découpée sur la base de Echelle stratigraphique Principe d'identité paléontologique = deux couches ayant le même contenu fossilière ont le même âge. découpé en une Critères paléontologiques utilisé pour Temps doit avoir doit avoir Fossiles stratigraphiques -implique une notion de- enétudiant Relations géométriques enétudiant Datation relative reconstituée par Histoire géologique reconstituée par Datation absolue basée sur Radio-chronomètres qui subissent appréhendée par Désintégration de l'élément père irréversible et régulière -applicable à- Quantités d'éléments père et fils mesurables qui permet d'estimer Âge chiffré Principe de superposition les couches se déposent horizontalement. Une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre. Principe de recoupement = une structure qui en recoupe une autre est plus récente celle-ci Principe d'inclusion = une structure incluse dans une autre est plus ancienne que celle qui l'entoure. Système fermé dont le choix pour dater dépend de la Roches magmatiques Roches métamorphiques Fossiles Demi-vie