Fiche de révision : theme 1 chap 1 svg

📋 Plan du Cours

1. Crise Crétacé-Paléogène et foraminifères
2. Critères des fossiles stratigraphiques
3. Horizontalité et superposition
4. Continuité et recoupement des structures
5. Discordance et inclusion des roches
6. Identité paléontologique et datation
7. Radiochronologie au rubidium-strontium
8. Choix et limites des radiochronomètres
9. Construction de l’échelle stratigraphique

📖 1. Crise Crétacé-Paléogène et foraminifères

🔑 Notions clés & Définitions

• Foraminifères : Organismes unicellulaires marins dotés d’un test minéralisé, perforé et de nature calcaire ou siliceuse, que l’on peut observer dans les roches sédimentaires.

📝 Points essentiels

• La limite entre le Crétacé et le Paléogène, située vers −65 Ma, est marquée par une crise biologique avec extinction massive d’espèces à l’échelle mondiale et modification de la faune et de la flore.

📖 2. Critères des fossiles stratigraphiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Fossile stratigraphique : Fossile utilisable pour dater la roche qui le contient.

📝 Points essentiels

• Un fossile stratigraphique doit avoir une grande extension géographique, une durée de vie géologique courte et être abondant.

📖 3. Horizontalité et superposition

★ À maîtriser

📌 Dans des strates sédimentaires non déformées, les couches sont horizontales et les plus anciennes sont les plus profondes, tandis que les plus jeunes sont les plus superficielles.

Compléments

• En 1669, Niels Stensen présente le principe d’horizontalité primaire des couches sédimentaires et le principe de superposition.

• Le principe d’horizontalité et de superposition s’applique aux couches sédimentaires et aux coulées de lave, c’est-à-dire aux matériaux déposés par gravité.

• Les critères de polarité permettent de vérifier si une série sédimentaire a été renversée ; les rides de courant et les traces d’activité biologique caractérisent la surface supérieure du sédiment.

📌 Des empreintes de dinosaures en creux indiquent le haut de la série sédimentaire, tandis qu’une empreinte en relief indique le bas de la série.

💡 Astuce mémo

Dans une série à l’endroit, l’ancien est en bas et le récent en haut ; un renversement tectonique inverse cette lecture.

📖 4. Continuité et recoupement des structures

★ À maîtriser

📌 Selon le principe de continuité, une même couche a le même âge sur toute sa longueur ; deux portions séparées sont du même âge si elles sont limitées par les mêmes couches à la base et au sommet.

📌 Selon le principe de recoupement, une structure recoupée par une autre est plus ancienne que celle qui la recoupe.

Compléments

• Le principe de recoupement s’applique notamment aux structures suivantes :

  • les failles
  • les filons
  • les plutons magmatiques

• Dans l’exemple des filons de microgranite, les filons a et c se mettent en place après la roche encaissante, sont ensuite fracturés, puis le filon b se met en place en recoupant les autres éléments.

💡 Astuce mémo

La continuité relie des couches de même âge ; le recoupement établit qu’une structure recoupée est plus ancienne.

📖 5. Discordance et inclusion des roches

🔑 Notions clés & Définitions

• Érosion : Foucault et Raoult, dictionnaire de géologie - Ensemble des phénomènes externes qui enlèvent tout ou partie des terrains existants à la surface du sol ou à faible profondeur et modifient ainsi le relief.

★ À maîtriser

• 🔄 La formation d’une discordance suit ces étapes : (G.Mascle) :
  1. dépôt horizontal des couches
  2. basculement des couches
  3. érosion des couches
  4. recouvrement par de nouvelles couches

📌 Selon le principe d’inclusion, un objet inclus dans un autre est plus ancien que celui qui le contient. - G.mascle, Les roches, mémoire du temps

Compléments

• James Hutton (1726-1795) introduit la notion de discordance après avoir observé des couches supérieures horizontales au-dessus de couches inférieures inclinées.

• Dans une roche basaltique contenant de la péridotite, la péridotite incluse est plus ancienne que le basalte qui la contient.

💡 Astuce mémo

Discordance : dépôt horizontal → basculement → érosion → nouveaux dépôts.

📖 6. Identité paléontologique et datation

★ À maîtriser

📌 Selon le principe d’identité paléontologique, des strates ayant le même contenu fossilifère sont du même âge.

📌 Deux couches contenant la même association de fossiles stratigraphiques ont le même âge.

Compléments

• La combinaison de plusieurs fossiles stratigraphiques peut permettre d’affiner une datation.

📖 7. Radiochronologie au rubidium-strontium

🔑 Notions clés & Définitions

• Chronologie absolue : Consiste à donner un âge chiffré à une roche ou à un événement.
• Demi-vie : Temps nécessaire pour que la moitié des éléments père ⁸⁷Rb soient transformés en éléments fils ⁸⁷Sr ; elle est constante pour chaque couple radioactif.
• Isochrone : Droite sur laquelle s’alignent les rapports isotopiques des minéraux d’une même roche parce qu’ils ont le même âge.

★ À maîtriser

• Le couple rubidium-strontium étudié est ⁸⁷Rb/⁸⁷Sr : le ⁸⁷Rb radioactif se désintègre en ⁸⁷Sr, tandis que le ⁸⁶Sr est stable.

• Dans un minéral, la quantité de ⁸⁷Rb diminue et celle de ⁸⁷Sr augmente au cours du temps, tandis que la quantité de ⁸⁶Sr reste constante.

📐 Formule - L’âge se calcule à partir de la pente selon $T=\frac{\ln(a+1)}{\lambda}$, ou selon l’approximation $t=\frac{a}{\lambda}$.

Compléments

• La période du couple ⁸⁷Rb/⁸⁷Sr est de 48,8 × 10⁹ ans.

📐 Formule - Le coefficient directeur de l’isochrone se calcule par $a=\frac{Y_B-Y_A}{X_B-X_A}$.

• Plus une roche est âgée, plus la pente de son isochrone augmente.

• Le rubidium peut remplacer le potassium dans les minéraux et le strontium peut remplacer le calcium en raison de propriétés chimiques similaires.

💡 Astuce mémo

La désintégration du ⁸⁷Rb en ⁸⁷Sr fait augmenter la pente avec l’âge.

📖 8. Choix et limites des radiochronomètres

🔑 Notions clés & Définitions

• Fermeture du système : Arrêt de tout échange d’isotopes entre le système analysé et son environnement.

★ À maîtriser

• Lorsqu’une roche est métamorphisée, son système isotopique se rouvre, ce qui remet le chronomètre à zéro.

📌 Le choix d’un radiochronomètre dépend de l’âge supposé de l’objet, qui peut être estimé par datation relative, et de la présence dans cet objet des isotopes utilisés.

Compléments

• La température contrôle la fermeture du système, et chaque minéral possède une température de fermeture différente.

• Le choix du minéral peut conduire à dater des événements légèrement différents, car les minéraux ont des températures de fermeture différentes.

💡 Astuce mémo

La métamorphisation rouvre le système et remet le chronomètre à zéro.

📖 9. Construction de l’échelle stratigraphique

🔑 Notions clés & Définitions

• Stratotype : Affleurement de référence permettant de définir un étage de l’échelle stratigraphique.

★ À maîtriser

• Les temps géologiques sont découpés en ères, puis en périodes, puis en étages.

• Chaque étage est défini par un assemblage fossilifère particulier caractérisé dans un lieu donné, appelé stratotype et associé à un clou d’or.

📌 L’apparition ou la disparition d’un ou plusieurs fossiles sert à délimiter deux étages.

Compléments

• Les limites des grandes ères sont établies à partir de l’étude des fossiles, notamment des grandes crises correspondant à des disparitions massives d’espèces.

💡 Astuce mémo

Ère → période → étage.