Fiche de révision : Datation et cycles géologiques

📋 Plan du Cours

1. Datation relative et principes géométriques
2. Fossiles et corrélations stratigraphiques
3. Datation absolue et radiochronologie
4. Géochronomètres et échelle des temps
5. Bassin alsacien et chronologie géologique
6. Tectonique des plaques et contextes géodynamiques
7. Roches et mémoire de la Terre
8. Naissance et expansion des océans
9. Ophiolites et océans disparus
10. Subduction et collision continentale
11. Cycle de Wilson et orogenèse

📖 1. Datation relative et principes géométriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Principe de superposition : Toute strate est plus récente que celle qu’elle recouvre.
• Principe de recoupement : Une déformation ou une intrusion est postérieure aux roches qu’elle affecte.
• Principe d’inclusion : Tout objet inclus est antérieur à son contenant.

📝 Points essentiels

• Les principes de datation relative peuvent s’appliquer de la lame mince à la carte géologique, en passant par l’affleurement.

💡 Astuce mémo

SRI : Superposition, Recoupement, Inclusion

📖 2. Fossiles et corrélations stratigraphiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Fossile stratigraphique : Provient d’une espèce disparue ayant une grande extension géographique, une courte durée d’existence et une forte abondance.
• Principe d’identité paléontologique : Établit que deux formations sédimentaires éloignées contenant le même fossile stratigraphique ont le même âge.
• Principe de continuité : Une strate a le même âge sur toute son étendue.

💡 Astuce mémo

Même fossile = même âge ; même strate = même âge sur toute son étendue

📖 3. Datation absolue et radiochronologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation absolue : Utilise la désintégration régulière d’isotopes radioactifs contenus dans les objets à dater pour déterminer leur âge.

★ À maîtriser

📐 Formule — La demi-vie radioactive vérifie $T = \frac{\ln 2}{\lambda}$, où λ est la constante de désintégration.

📐 Formule — La désintégration de l’isotope père suit la loi $P = P_0 e^{-\lambda t}$.

Compléments

📌 La fermeture d’un système correspond à l’arrêt de tout échange entre l’échantillon et son environnement.

💡 Astuce mémo

Désintégration radioactive régulière → mesure du temps écoulé

📖 4. Géochronomètres et échelle des temps

🔑 Notions clés & Définitions

• Étage : Le plus court intervalle de temps géologique, de l’ordre de quelques millions d’années, caractérisé par un assemblage fossile particulier.

★ À maîtriser

• La construction de l’échelle chronostratigraphique repose sur la succession des associations de fossiles stratigraphiques et sur des coupures fondées sur l’apparition ou la disparition de groupes fossiles.

Compléments

• Dans l’exemple présenté, le Secondaire correspond au Mésozoïque et comprend les périodes du Crétacé, du Jurassique et du Trias.

💡 Astuce mémo

Ère → période → étage

📖 5. Bassin alsacien et chronologie géologique

★ À maîtriser

• Dans le bassin alsacien, la chronologie relative est : dépôt 6, dépôt 5, dépôt 4, dépôt 3, formation des failles, érosion, dépôt 2.

• 🔄 La succession finale est:

  1. Dépôts 3 fracturés
  2. Failles
  3. Volcan Kaiserstuhl
  4. Dépôts 2

Compléments

• Le pluton granitique est postérieur au socle ancien, antérieur au dépôt 6 et recouvert par les dépôts 5.

💡 Astuce mémo

Dépôts → failles → érosion → volcan → dépôts 2

📖 6. Tectonique des plaques et contextes géodynamiques

★ À maîtriser

📌 Une frontière divergente produit une expansion et une nouvelle croûte océanique, une frontière convergente de subduction recycle une plaque océanique, et une collision continentale forme une chaîne de montagnes.

• Au niveau d’une dorsale, le flux géothermique est élevé, le magmatisme produit des basaltes et des gabbros, et l’activité sismique est faible et superficielle.

Compléments

• Les indices de compression sont:
  • Plis
  • Failles inverses
  • Chevauchements

💡 Astuce mémo

Divergence : création ; subduction : destruction ; collision : relief

📖 7. Roches et mémoire de la Terre

★ À maîtriser

• La Terre est âgée de 4,6 milliards d’années, âge établi par datation de météorites.

• L’âge de la lithosphère océanique n’excède pas 200 Ma, car elle est continuellement recyclée dans les zones de subduction.

Compléments

• L’âge des roches de la croûte continentale est très varié, de 4,3 Ga jusqu’à aujourd’hui.

💡 Astuce mémo

Lithosphère océanique jeune et recyclée, croûte continentale ancienne et variée

📖 8. Naissance et expansion des océans

🔑 Notions clés & Définitions

• Accrétion océanique : Correspond à la production de croûte océanique basaltique et gabbroïque lors de la remontée du manteau et de l’activité magmatique.

📝 Points essentiels

• 🔄 Les étapes de naissance d’un océan sont:

  1. Fragmentation continentale au stade rift
  2. Ouverture d’un domaine océanique
  3. Expansion océanique au stade océan

• Le stade rift comprend:

  • Failles normales
  • Bassin d’effondrement
  • Activité volcanique
  • Évaporites

💡 Astuce mémo

Rift → océan jeune → océan en expansion

📖 9. Ophiolites et océans disparus

🔑 Notions clés & Définitions

• Ophiolite : Un lambeau de lithosphère océanique, comprenant notamment des basaltes en coussin, des gabbros et des péridotites, charrié sur un continent.
• Obduction : Le chevauchement d’une lithosphère océanique sur une autre lithosphère, permettant la remontée d’ophiolites sur un continent.

📝 Points essentiels

• Les minéraux hydratés cités sont:
  • Hornblende
  • Chlorite
  • Serpentine

💡 Astuce mémo

Un morceau de lithosphère océanique posé sur un continent

📖 10. Subduction et collision continentale

📝 Points essentiels

• Un métagabbro à glaucophane indique des températures de 200 à 400 °C et des pressions de 0,5 à 2 GPa.

• Une éclogite contient du grenat et de la jadéite, minéraux indicateurs de températures de 400 à 1000 °C et de pressions supérieures à 1 GPa.

• La présence de minéraux indicateurs de haute pression dans des ophiolites prouve une subduction suivie d’une remontée rapide des roches.

💡 Astuce mémo

Subduction → obduction éventuelle → collision

📖 11. Cycle de Wilson et orogenèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle orogénique : Une succession d’événements comprenant l’ouverture d’un domaine océanique, sa fermeture par subduction et une collision continentale formant une chaîne de montagnes.

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle de Wilson suit l’ordre:
  1. Fracturation continentale
  2. Océanisation
  3. Subduction
  4. Collision continentale

Compléments

• Les cycles de Wilson contribuent à la croissance des lithosphères continentales, qui accumulent à chaque phase de suture des matériaux prélevés dans le manteau au niveau des dorsales ou des zones de subduction.

💡 Astuce mémo

Fracturation → océanisation → subduction → collision

📊 Tableaux de synthèse

Principes de datation relative