Fiche de révision : Chronologie géologique et dynamique terrestre

📋 Plan du Cours

1. Principes de datation relative
2. Fossiles et échelle stratigraphique
3. Principes de radiochronologie
4. Chronomètre rubidium-strontium
5. Ophiolites et métamorphisme océanique
6. Cycle de Wilson et indices tectoniques

📖 1. Principes de datation relative

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation relative : La datation relative établit la succession chronologique d'événements, sans quantifier leur durée.

★ À maîtriser

• Le principe de superposition indique que toute strate ou coulée volcanique est plus récente que celle qu'elle recouvre.

• Le principe de continuité indique qu'une même strate, encadrée par un même mur et un même toit, possède le même âge sur toute sa surface.

• Le principe de recoupement indique que toute faille, tout pli ou toute intrusion plutonique qui affecte une structure lui est postérieur.

• Deux couches situées dans des régions différentes mais possédant les mêmes associations de fossiles stratigraphiques sont considérées comme du même âge selon le principe d'identité paléontologique.

Compléments

📌 Le principe d'inclusion indique que tout fragment de roche ou minéral inclus dans une structure lui est antérieur.

💡 Astuce mémo

SCRII : Superposition, Continuité, Recoupement, Inclusion, Identité paléontologique

📖 2. Fossiles et échelle stratigraphique

🔑 Notions clés & Définitions

• Fossile stratigraphique : Chronomètre efficace caractérisé par une courte durée d'existence, une grande extension géographique et une forte abondance.
• Étage : Unité de base de l'échelle stratigraphique, d'une durée de quelques millions d'années, définie par son contenu biologique.
• GSSP : Point de référence physique et symbolique placé dans un stratotype pour fixer une limite chronologique internationale.

📝 Points essentiels

• L'échelle stratigraphique internationale est divisée en:
  • ères
  • périodes
  • étages

📖 3. Principes de radiochronologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Demi-vie : Durée nécessaire pour que la quantité initiale d'un isotope père soit divisée par deux.
• Constante de désintégration : Probabilité de désintégration d'un isotope par unité de temps.

★ À maîtriser

📐 Formule — La loi de décroissance radioactive s'écrit $P_t=P_0\cdot e^{-\lambda t}$.

📌 La radiochronologie date la fermeture du système, c'est-à-dire l'arrêt des échanges de matière entre le minéral et son environnement.

• Le chronomètre rubidium-strontium repose sur la désintégration du ^{87}Rb en ^{87}Sr, tandis que le ^{86}Sr stable sert de dénominateur pour établir des rapports isotopiques.

Compléments

• Les différents minéraux d'une même roche possèdent des températures de fermeture distinctes, ce qui peut produire des âges légèrement différents et reconstituer son refroidissement.

💡 Astuce mémo

Désintégration radioactive → isotope fils → âge de fermeture du système

📖 4. Chronomètre rubidium-strontium

★ À maîtriser

📐 Formule — Dans la droite isochrone, la pente vérifie $a=e^{\lambda t}-1$ et l'âge se calcule par $t=\frac{\ln(a+1)}{\lambda}$.

• Pour une pente a = 0,005 et une constante λ = 1,42 × 10^-11 an^-1, l'âge calculé est d'environ 351 197 183 ans, soit environ 351 Ma.

• Le carbone 14 est réservé à la matière organique âgée de moins de 40 000 ans en raison de sa demi-vie très courte.

Compléments

• Dans l'équation isochrone, l'ordonnée à l'origine $b=\frac{^{87}Sr}{^{86}Sr}_0$ représente le rapport initial au moment de la cristallisation.

• Le chronomètre K/Ar est utilisé sur les roches volcaniques en supposant que la quantité initiale d'argon est nulle après le dégazage à l'éruption.

• Le chronomètre U/Pb est analysé sur des zircons et l'âge se lit à l'intersection des points de mesure avec la courbe Concordia.

💡 Astuce mémo

Pente → logarithme → âge : a, ln(a+1), t

📖 5. Ophiolites et métamorphisme océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ophiolite : Lambeau de lithosphère océanique préservé lors d'une collision, marquant souvent la suture entre deux plaques.

★ À maîtriser

• 🔄 Du sommet vers la base, la séquence ophiolitique comprend:

  1. sédiments ou radiolarites
  2. basaltes en coussins
  3. gabbros
  4. péridotites

• Les basaltes en coussins témoignent d'un refroidissement volcanique sous-marin, tandis que les gabbros résultent d'une cristallisation lente en chambre magmatique.

• Le Chenaillet correspond à une obduction avec expansion préservée et présente le faciès des schistes verts à chlorite, actinote et épidote.

• Le Queyras correspond à une subduction HP/BT et présente le faciès des schistes bleus à glaucophane.

• Le Mont Viso correspond à une subduction profonde HP/BT et présente des éclogites à grenat et omphacite.

Compléments

• La circulation d'eau chaude liée à l'hydrothermalisme de dorsale provoque un métamorphisme dans le faciès des schistes verts, avec chlorite, actinote et épidote.

💡 Astuce mémo

Du sommet à la base : sédiments → basaltes → gabbros → péridotites

📖 6. Cycle de Wilson et indices tectoniques

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle de Wilson suit les étapes:

  1. rifting
  2. expansion et accrétion
  3. subduction
  4. collision
  5. érosion

• Le rifting étire la lithosphère continentale et se caractérise par des failles listriques et des blocs basculés formant des marges passives.

• La collision soude les blocs continentaux et forme des reliefs caractérisés notamment par des plis et des chevauchements.

• L'alignement des ophiolites du Chenaillet et du Mont Viso constitue la suture alpine, correspondant à l'ancienne limite entre les plaques européenne et apulienne.

Compléments

• L'orogenèse hercynienne, ou varisque, a contribué à la formation de la Pangée vers 250 Ma.

• En France, l'orogenèse hercynienne a structuré:

  • le Massif Central
  • le Massif Armoricain
  • les Vosges
  • la Corse

📌 Le passage du glaucophane au couple grenat-omphacite indique une augmentation de la profondeur de subduction dans un trajet pression-température-temps.

💡 Astuce mémo

Rifting → expansion → subduction → collision → érosion

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des ophiolites alpines