II. Datation relative des événements géologiques. - Free

3. Datation

1. exercice

A l'aide d'exemples schématisés, montrer comment la datation relative
permet d'ordonner les uns par rapport aux autres des structures
(strates, plis, failles, minéraux) et des événements géologiques variés
(discordance, sédimentation, intrusion, orogenèse).Vous présenterez et
utiliserez les principes de la chronologie relative qui ont permis
d'établir l'échelle stratigraphique des temps géologiques
(superposition, continuité, recoupement et identité paléontologique).


2. Sujet de type I : Restitution organisée des connaissances.



Afin de reconstituer l'histoire géologique d'une région, les géologues
sont amenés à dater les roches, les fossiles qu'elles contiennent et les
événements géologiques.
En utilisant vos connaissances et en élaborant un plan structuré,
présenter les méthodes utilisées pour mesurer le temps et montrer leur
intérêt respectif.



Corrigé exercice 1.
Selon l'échelle à laquelle on se place, les phénomènes biologiques ou les
événements géologiques paraissent stables ou variables. On peut concilier
« stabilité » et « variabilité » en prenant en compte la dimension
temporelle.

En nous limitant aux événements géologiques dans ce devoir, nous nous
demanderons comment on peut les situer dans le temps, si il est possible de
connaître leurs durées.

I. Datation relative des structures.


A. Les strates et le principe de superposition.

Une strate est une couche de roches sédimentaires (origine chimique :
précipitation, biologique ou détritiques ; toutes formées sous l'eau), le
principe de superposition ne peut s'appliquer qu'à ce type de roches

Définition : toute couche sédimentaire est plus récente que celle qu'elle
recouvre.




B. Les plis et failles et le principe de recoupement.

Lorsqu'une orogenèse affecte un terrain, les roches soumises à
d'importantes contraintes se déforment, des plis apparaissent. Si les
contraintes sont plus importantes, les roches cassent, il se forme des
failles (et éventuellement des charriages).
Une faille peut être datée par le principe de recoupement.

Def : tout accident affectant une formation est postérieur à cette
dernière.

Les minéraux.

Dans une roche magmatique, on peut déterminer l'ordre de formation des
minéraux. Par exemple, dans un microgranite comme celui du Ravin de Mairupt
dans les Ardennes, les phénocristaux de quartz et de feldspath se sont
formés au sein de la chambre magmatique (en 1°) alors que les microlithes
ont cristallisé plus rapidement, dans un deuxième temps, au cours de
l'ascension du magma dans le ou les filons.
A l'échelle d'un affleurement, on peut donc situer les structures les unes
par rapport aux autres.
Peut-on, à plus grande échelle, positionner dans le temps les grands
événements géologiques ?

II. Datation relative des événements géologiques.


A. Sédimentation et discordance.

La sédimentation est le dépôt de substances en suspension dans un liquide.
Un sédiment subit ensuite une diagenèse et devient une roche sédimentaire.
En milieu marin, les dépôts sédimentaires se superposent les un aux autres,
les strates sont concordantes.
Si ces terrains subissent des déformations, ils peuvent alors être immergés
et être plus ou moins érodés.
La mer peut ensuite recouvrir cette surface érodée (pénéplaine) et
permettre le dépôt de couches discordantes.
Une discordance est une discontinuité caractérisant la limite entre une
strate d'une roche sédimentaire et les couches plus anciennes plissées ou
déformées et souvent érodées sur lesquelles elle repose.


Les strates sédimentaires permettent aussi d'utiliser le principe de
continuité latérale et d'identité paléontologique.

Def : une même couche a le même âge en tout point.
Def du Pr d'identité paléontologique : 2 strates contenant les mêmes
fossiles stratigraphiques ont le même âge.
On utilise les fossiles contenus dans la roche. Les «meilleurs » fossiles,
appelés fossiles stratigraphiques, sont ceux qui proviennent d'espèces
n'ayant vécu que pendant une durée très courte (quelques millions
d'années), ayant eu une grange extension géographique et ayant été
abondants
Les associations de plusieurs fossiles permettent de limiter l'intervalle
de temps.

B. Intrusion.

Nous avons vu précédemment l'exemple d'un filon de microgranite. Nous
allons prendre ici l'exemple d'un pluton granitique. Dans une zone de
subduction, la plaque qui s'enfonce se déshydrate et libère de l'eau qui
provoque la fusion partielle des roches sus-jacentes. Il se forme un magma
qui peut aboutir à la naissance d'un volcan (andésitique et très
destructeur) ou d'un pluton par cristallisation en profondeur (roche
plutonique).
Après une intense érosion, on peut retrouver le granite ainsi formé à
l'affleurement. On peut le dater en utilisant le principe de recoupement.

Def : toute formation intrusive affectant une formation est postérieur à
cette dernière.

C. Orogenèse.


Les orogenèses sont des phénomènes aboutissant à la mise en place de
reliefs et, plus particulièrement, à la formation des chaînes de
montagnes
Les orogenèses déforment les terrains qui les subissent, elles sont
postérieures à la mise en place de ces terrains et antérieures aux couches
non affectées.

Conclusion : La datation relative permet d'ordonner les uns par rapport aux
autres des structures (strates, plis, failles, minéraux) et des événements
géologiques variés (discordance, sédimentation, intrusion, orogenèse).
La chronologie absolue, en donnant accès à l'âge des roches et des
fossiles, permet de mesurer les durées des phénomènes géologiques. Elle
permet aussi de situer dans le temps l'échelle relative des temps
géologiques.
CORRIGE exercice 2.
Introduction : La mesure du temps au-delà des périodes historiques est
réalisée à partir des phénomènes géologiques enregistrés dans les roches et
des fossiles qu'ils contiennent.

Comment mesure-t-on le temps en géologie ? Quel est l'intérêt de chaque
méthode ?

Nous présenterons ici les principes de la datation relative qui permettent
de situer les événements, les roches les uns par rapport aux autres puis la
datation absolue qui permet de donner un âge aux roches, de déterminer la
durée d'un phénomène géologique.

I. La datation relative.
La datation relative repose sur les principes de la chronologie relative
qui ont permis d'établir l'échelle stratigraphique des temps géologiques.

A. Principe de superposition.

Définition : toute couche sédimentaire est plus récente que celle qu'elle
recouvre.
|[pic] |

La discordance.
Une discordance est une discontinuité caractérisant la limite entre une
strate d'une roche sédimentaire et les couches plus anciennes plissées ou
déformées et souvent érodées sur lesquelles elle repose.

Une discordance régionale typique exige une succession de phénomènes :

|Une période de sédimentation. |[pic] |
|Une phase tectonique avec plissement |[pic] |
|(orogenèse) | |
|Une émersion et constitution d'une |[pic] |
|surface d'érosion. | |
|Une période de sédimentation marine ou |[pic] |
|continentale ; la surface d'érosion | |
|élaborée en 3 est alors devenue une | |
|surface de discordance. | |


B. Principe de continuité latérale.
Définition : une même couche a le même âge en tout point. Schéma à
réaliser.

C. Principe de recoupement.
Définition : toute formation intrusive ou tout accident affectant une
formation est postérieur à cette dernière

D. Principe d'identité paléontologique.

Définition : 2 strates contenant les mêmes fossiles stratigraphiques ont le
même âge.

Un fossile stratigraphique est caractéristique d'une époque géologique
délimitée, limitée dans le temps, il permet de dater la roche dans laquelle
il se trouve.
Pour être qualifiée de fossile stratigraphique, une espèce doit :
- avoir eu une grande extension géographique (permettant les corrélations),

- avoir existé pendant une courte durée à l'échelle des temps géologiques,
- avoir été abondante (condition nécessaire pour qu'on en retrouve à l'état
fossile.

Ex : Les ammonites permettent de dater des roches du Jurassique et du
Crétacé.

La datation relative permet d'ordonner les uns par rapport aux autres des
structures (strates, plis, failles, minéraux) et des événements géologiques
variés (discordance, sédimentation, intrusion, orogenèse).
Toutefois ces structures et événements ne sont pas alors datés, la datation
absolue va y pallier.

II. La datation absolue.

A. Principe de décroissance radioactive et datation absolue.

Pour obtenir l'âge d'un phénomène, d'une roche, d'un minéral et
exceptionnellement d'un fossile, on utilise une méthode s'appuyant sur la
décroissance radioactive d'isotopes de certains éléments chimiques.
En effet cette méthode repose sur la présence, en très faible quantité,
d'éléments radioactifs dans les minéraux constituants une roche à dater.
Elément père (radioactif) se désintègre élément fils (stable) + émission
d'un rayonnement
La désintégration de tout élément radioactif constitue une véritable
« horloge » car elle se fait en suivant une loi mathématique immuable de
décroissance exponentielle en fonction du temps : quelle que soit la
quantité d'élément père présente au départ, il faut toujours le même temps
pour que cette quantité soit réduite de moitié par désintégration.
Cette durée caractéristique d'un élément est sa période radioactive (T) ou
demi-vie.

La date que l'on cherch