Fiche de révision : SVT Chapitre 1 - Le temps et les roches

📋 Plan du Cours

1. Indices et principes de datation relative
2. Fossiles et échelle stratigraphique
3. Datation absolue et radioactivité
4. Choisir un chronomètre géologique
5. Chronomètres potassium-argon et rubidium-strontium
6. Chronomètre uranium-plomb

📖 1. Indices et principes de datation relative

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation relative : Méthode qui ordonne chronologiquement des événements géologiques ou biologiques les uns par rapport aux autres, sans leur attribuer nécessairement un âge chiffré.

★ À maîtriser

• Selon le principe de superposition, une couche est plus récente que celle qu’elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre; ce principe s’applique aux strates sédimentaires et aux empilements de coulées de lave.

• Selon le principe de recoupement, un événement géologique qui recoupe ou déforme une autre formation lui est postérieur; les exemples cités sont une intrusion magmatique, une faille et un plissement.

• Selon le principe d’inclusion, toute roche ou tout minéral inclus dans une autre structure est plus ancien que celle-ci.

• Selon le principe d’identité paléontologique, deux couches contenant la même association de fossiles stratigraphiques ont le même âge.

Compléments

📌 Selon le principe de continuité, une même strate a le même âge en tous ses points, et deux couches distantes peuvent être considérées du même âge si suffisamment d’indices le confirment.

💡 Astuce mémo

Superposition : dessous ancien ; recoupement : ce qui coupe est récent.

📖 2. Fossiles et échelle stratigraphique

🔑 Notions clés & Définitions

• Fossile stratigraphique : Un fossile stratigraphique, abondant, de brève extension temporelle et de large répartition géographique, permet des corrélations temporelles entre des régions éloignées.
• Ère : Une ère est une vaste division de l’histoire de la Terre, délimitée par des changements majeurs dans les fossiles et subdivisée en périodes; elle se termine par une extinction massive.
• Étage : Un étage est une subdivision d’une période correspondant à un intervalle de quelques centaines de milliers à quelques millions d’années, défini à partir d’un stratotype caractéristique et complet.
• Période : Une période est une subdivision d’une ère correspondant à un intervalle durant lequel se sont formés des affleurements étudiés par les géologues.

★ À maîtriser

• Les changements majeurs dans les fossiles, notamment les apparitions et extinctions de groupes, définissent de grandes coupures entre des intervalles de stabilité des temps géologiques.

Compléments

• Un « clou d’or » placé à la limite inférieure d’un stratotype symbolise son statut de référence mondiale.

💡 Astuce mémo

Ères → périodes → étages.

📖 3. Datation absolue et radioactivité

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation absolue : Méthode qui attribue un âge chiffré exprimé en années à une roche, un événement, un objet, une couche géologique ou un niveau archéologique.
• Période radioactive : Temps nécessaire à la désintégration de la moitié des éléments pères radioactifs.
• Fermeture du système : Moment à partir duquel l’échantillon est isolé du milieu extérieur et cesse d’échanger avec lui.
• Désintégration radioactive : Transformation spontanée d’un atome instable, avec libération d’une particule riche en énergie, qui donne naissance à un isotope stable.

📝 Points essentiels

📌 L’élément père radioactif est un isotope instable, tandis que l’élément fils radiogénique est un isotope stable.

• La datation absolue consiste à mesurer les éléments père radioactifs et fils radiogéniques dans des minéraux afin de déterminer leur âge; lorsque les quantités initiales sont inconnues, des mesures d’au moins deux échantillons de même origine et un isotope de référence sont nécessaires.

💡 Astuce mémo

La désintégration radioactive modifie le rapport père-fils, ce qui permet de chiffrer l’âge.

📖 4. Choisir un chronomètre géologique

★ À maîtriser

• Les couples de chronomètres géologiques cités sont :
  • ⁴⁰K/⁴⁰Ar
  • ⁸⁷Rb/⁸⁷Sr
  • ²³⁵U/²⁰⁷Pb

📌 Le choix d’un chronomètre dépend de l’âge supposé de l’objet, qui peut être estimé par chronologie relative, et de la demi-vie du chronomètre.

• L’âge mesuré correspond à l’arrêt des échanges entre le système et l’environnement, par exemple lors de la mort d’un être vivant ou de la cristallisation de minéraux.

Compléments

• Les datations par chronomètre radioactif sont effectuées sur des roches magmatiques ou métamorphiques, sous forme de roche totale ou de minéraux isolés.

• Dans une roche magmatique en refroidissement, les minéraux cristallisent à des températures différentes et leurs systèmes se ferment successivement, ce qui peut produire des âges mesurés légèrement différents dans une même roche.

📖 5. Chronomètres potassium-argon et rubidium-strontium

★ À maîtriser

• Le chronomètre potassium-argon date des roches volcaniques ou métamorphiques anciennes, car le ⁴⁰K se désintègre en ⁴⁰Ar avec une demi-vie de 1,31 Ga.

• Pour la datation K/Ar, l’argon étant un gaz, il s’échappe du magma et sa quantité est nulle à la fermeture du système; l’âge est ensuite déduit des concentrations mesurées de ⁴⁰K et de ⁴⁰Ar.

• Le chronomètre rubidium-strontium date les roches les plus anciennes, car le ⁸⁷Rb se désintègre en ⁸⁷Sr avec une demi-vie de 50 Ga.

• Pour déterminer l’âge par Rb/Sr lorsque les quantités initiales sont inconnues, on mesure plusieurs minéraux ou échantillons de la roche, on trace leur droite isochrone, puis on déduit l’âge de la pente, qui dépend du temps écoulé depuis la fermeture du système.

Compléments

• L’abondance du potassium dans les roches confère au chronomètre potassium-argon une grande universalité.

• La désintégration du ⁸⁷Rb est si lente que le système doit être fermé depuis près de 100 Ma pour que sa décroissance soit mesurable convenablement.

💡 Astuce mémo

K/Ar : argon initial absent ; Rb/Sr : âge par pente isochrone.

📖 6. Chronomètre uranium-plomb

📝 Points essentiels

• Le chronomètre uranium-plomb utilise la désintégration du ²³⁸U en ²⁰⁶Pb et du ²³⁵U en ²⁰⁷Pb.

• La demi-vie indiquée pour le chronomètre uranium-plomb est de 4,47 Ga.