Fiche de révision : Datation et temps géologiques

📋 Plan du Cours

1. Principes de la datation relative
2. Discordances et fossiles stratigraphiques
3. Principes de la datation absolue
4. Radiochronomètres géologiques
5. Construction de l’échelle géologique

📖 1. Principes de la datation relative

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation relative : Permet de placer les événements géologiques les uns par rapport aux autres afin de reconstituer leur histoire, sans donner d’âge chiffré.

★ À maîtriser

📌 Le principe de superposition établit que, dans des couches sédimentaires ou des coulées de lave déposées horizontalement, les couches du dessous sont plus anciennes que les couches du dessus.

📌 Le principe de recoupement établit que toute formation géologique qui en recoupe une autre est plus récente que celle qu’elle recoupe.

Compléments

📌 Le principe d’inclusion établit que tout objet inclus dans une autre formation est plus ancien que celle-ci.

📌 Le principe de continuité considère que deux couches sont du même âge lorsqu’elles présentent suffisamment de caractéristiques communes, comme un même plancher ou un même plafond.

📖 2. Discordances et fossiles stratigraphiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Discordance stratigraphique : Contact entre deux séries sédimentaires déposées séparément par une structuration tectonique et une érosion.
• Fossile stratigraphique : A évolué rapidement, possède une faible extension verticale dans l’étage et une grande extension géographique, et permet de caractériser un intervalle de temps.

★ À maîtriser

• 🔄 Une discordance angulaire montre une succession de phénomènes:
  1. plissement
  2. érosion
  3. dépôt sédimentaire
  4. diagenèse

📌 Le principe d’identité paléontologique établit que deux roches géographiquement éloignées qui présentent les mêmes associations de fossiles sont du même âge.

Compléments

• Les principaux exemples cités sont:
  • les ammonites
  • les trilobites
  • les foraminifères

💡 Astuce mémo

Déformation → érosion → dépôt : une discordance reconstitue l’histoire régionale.

📖 3. Principes de la datation absolue

🔑 Notions clés & Définitions

• Désintégration radioactive : Phénomène continu et irréversible au cours duquel un isotope radioactif se transforme en élément radiogénique de masse différente en émettant un rayonnement radioactif.
• Demi-vie : Temps nécessaire pour que la moitié des éléments pères radioactifs soient transformés en éléments fils.

📝 Points essentiels

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

📐 Formule — L’âge se calcule par $t = \ln\left(\frac{\text{fils}}{\text{père}}+1\right)\times\frac{1}{\lambda}$.

📌 La datation absolue date une roche ou un minéral à partir de l’arrêt des échanges avec l’environnement, appelé fermeture du système.

💡 Astuce mémo

Père → désintégration → fils → âge.

📖 4. Radiochronomètres géologiques

★ À maîtriser

• Les radiochronomètres cités sont:

  • le rubidium/strontium
  • l’uranium/plomb
  • le potassium/argon
  • le carbone 14

• La méthode rubidium/strontium permet de dater une roche à partir de minéraux isolés en construisant une droite isochrone dont le coefficient directeur donne l’âge de la roche.

• Le radiochronomètre potassium/argon possède une demi-vie de 1,31 Ga et permet notamment de dater des granites ou des roches métamorphiques jusqu’à 300 Ma.

• L’uranium 238 donne du plomb 206 avec une demi-vie de 0,7 Ga, tandis que l’uranium 235 donne du plomb 207 avec une demi-vie de 4,1 Ga.

• Le carbone 14 a une demi-vie de 5730 ans, produit de l’azote 14 et permet de dater des éléments contenant du carbone entre 0 et 50 000 ans, la fermeture du système correspondant à la mort de l’être vivant.

Compléments

• Le radiochronomètre rubidium/strontium repose sur une demi-vie de 48,8 Ga et permet de dater des roches très anciennes, de l’ordre de 100 Ma selon le cours.

💡 Astuce mémo

C14 pour le récent, U/Pb pour les roches les plus anciennes.

📖 5. Construction de l’échelle géologique

★ À maîtriser

📌 Les apparitions et disparitions de groupes et d’espèces fossiles permettent de placer des coupures dans le temps et de séparer les périodes géologiques.

• Le Phanérozoïque regroupe les ères Paléozoïque, Mésozoïque et Cénozoïque, caractérisées notamment par les trilobites, les ammonites et les nummulites.

📌 Les ères se divisent en périodes, puis les périodes en étages, et les étages sont définis par des stratotypes.

• L’échelle chronostratigraphique associe la datation absolue et la datation relative, utilise le million d’années comme unité et estime l’âge de la Terre à 4600 millions d’années.

Compléments

• Entre deux étages, une crise modifie les conditions du milieu et la biodiversité, puis peut être suivie d’une explosion de biodiversité.

💡 Astuce mémo

Éon → ère → période → étage.

📊 Tableaux de synthèse

Choix des radiochronomètres