QCM : Datation radioactive et isotopes (41 questions)

Explication

Le principe de continuité attribue un même âge à un banc sur toute son étendue, car il s’est formé durant un même intervalle. La superposition concerne l’ordre vertical, l’inclinaison ne fixe pas l’âge, et une lithologie semblable ne suffit pas à établir une continuité.

Explication

Dans le Prodrome de 1669, Sténon pose les fondements de la stratigraphie, notamment avec les principes de superposition et de continuité, et déduit que les couches inclinées furent autrefois horizontales. L’introduction des termes est associée à 1667, tandis que la datation absolue et l’interprétation des fossiles proposées ici ne correspondent pas à cette contribution.

Explication

La datation relative ordonne des événements biologiques ou géologiques les uns par rapport aux autres en s’appuyant sur les relations géométriques et les caractères paléontologiques. Une mesure d’âge numérique relève de la datation absolue; la seule ressemblance lithologique ou l’inclinaison ne résume pas cette méthode.

Explication

Dans une série non ou peu déformée, une couche est plus récente que celle qu’elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre. L’ordre inverse confond base et sommet; la position ne permet pas de conclure à un âge identique ni à l’impossibilité d’établir un ordre.

Explication

Un événement qui modifie la géométrie ou la continuité d’une structure est postérieur à cette structure. Dire qu’il lui est antérieur inverse la relation; l’inclusion concerne des éléments contenus dans une roche, et la superposition concerne l’ordre des couches.

Explication

Un corps rocheux qui en recoupe un autre est plus jeune que le corps recoupé. L’option qui le dit plus ancien inverse le recoupement; la superposition et l’inclusion sont des relations différentes et ne justifient pas les autres conclusions.

Explication

Un élément rocheux inclus dans un autre élément en formation est antérieur à celui qui le contient. Dire que la coulée précède les fragments inverse cette relation; le recoupement ne décrit pas ici la situation, et l’inclusion permet bien d’établir un ordre.

Explication

Les critères de polarité cités sont le granoclassement vertical, les fossiles en position de vie et les fentes de dessiccation. La concordance et les failles relèvent des contacts ou des déformations, les fossiles remaniés ne sont pas en position de vie, et les intrusions ne sont pas un critère de polarité.

Explication

Un contact est concordant lorsque les couches sédimentaires restent parallèles et dans l’ordre de leur dépôt. La discordance angulaire implique des couches antérieurement plissées et érodées, tandis qu’une lacune d’érosion concerne des couches disparues par érosion.

Explication

Une discordance est un contact anormal où une couche récente repose horizontalement sur des couches antérieurement plissées et érodées. La concordance conserve le parallélisme et l’ordre de dépôt, tandis qu’une lacune de sédimentation correspond à un non-dépôt.

Explication

Une lacune stratigraphique correspond à l’absence d’une ou plusieurs couches dans une série et marque une discontinuité chronologique. Une variation d’épaisseur ou un changement d’inclinaison ne définit pas à lui seul cette absence.

Explication

Une lacune d’érosion se forme lorsque des couches déjà déposées disparaissent par érosion avant la reprise de la sédimentation. Une lacune de sédimentation résulte au contraire du non-dépôt des couches manquantes.

Explication

Le principe de continuité associe à une même couche le même âge et les mêmes caractéristiques sur toute son étendue. Faire varier l’âge ou les caractéristiques avec la distance confond continuité et changement latéral.

Explication

Des strates de compositions différentes peuvent former une même couche et avoir le même âge lorsqu’elles sont encadrées par le même mur et le même toit. L’idée que des compositions différentes imposent des âges distincts confond composition et corrélation stratigraphique.

Explication

Le fossile stratigraphique sert de marqueur temporel, tandis que le fossile de faciès caractérise un milieu de sédimentation. Inverser ces fonctions revient à confondre corrélation temporelle et indication du milieu.

Explication

Un fossile stratigraphique permet la datation relative et provient d’une espèce à évolution rapide, de durée d’existence relativement brève et de large répartition géographique. Une distribution restreinte limite sa valeur comme repère sur de grandes distances.

Explication

Selon le principe de l’identité paléontologique, deux couches ayant le même contenu fossilifère sont de même âge. Déduire un milieu identique confond contenu fossilifère et faciès, tandis que l’éloignement ne renverse pas la règle de corrélation.

Explication

La datation absolue situe un événement dans le temps en lui attribuant un âge exprimé en années ou en unités comme ka, Ma et Ga. La chronologie relative établit un ordre, tandis qu’une durée ou une mesure de radioactivité ne constitue pas en soi un âge absolu.

Explication

La datation absolue repose sur la décroissance radioactive d’isotopes de certains éléments chimiques. L’érosion, la température et l’ordre des couches peuvent concerner l’histoire géologique, mais ne sont pas le principe indiqué pour cette méthode.

Explication

Le noyau est la partie centrale de l’atome et contient des protons chargés positivement ainsi que des neutrons de charge nulle. Les électrons ne sont pas des constituants du noyau, et les neutrons ne sont pas négatifs.

Explication

Des isotopes d’un même élément ont le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents. Un nombre de neutrons identique ou un nombre de masse identique ne définit pas cette relation.

Explication

L’isotope radioactif père se désintègre pour donner un isotope radiogénique fils stable. Dire que le fils donne le père inverse le sens de la transformation, tandis que les autres formulations attribuent à tort au père la stabilité ou l’absence de transformation.

Explication

La demi-vie est la durée au bout de laquelle la moitié des éléments pères radioactifs s’est désintégrée. La disparition totale confond demi-vie et désintégration complète, tandis que les éléments fils ne sont pas les éléments pères concernés.

Explication

La méthode Rubidium-Strontium est utilisée pour dater des roches métamorphiques et magmatiques, notamment des magmas riches en micas et feldspaths. Le carbone 14 concerne la datation de matière organique, tandis que les couples potassium-argon et uranium-plomb sont d’autres méthodes isotopiques.

Explication

Le ⁸⁷Rb radioactif produit du ⁸⁷Sr stable, alors que le ⁸⁶Sr est supposé constant au cours du temps. Faire désintégrer le ⁸⁶Sr lui attribue à tort une radioactivité, et inverser les isotopes ou le sens de transformation contredit le système Rb/Sr.

Explication

La méthode consiste à mesurer les rapports ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr et ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr, à tracer la droite isochrone à partir des échantillons et des minéraux, puis à calculer l’âge de cristallisation à partir de sa pente. Un seul rapport ne suffit pas à construire cette droite, et son ordonnée à l’origine n’est pas la pente utilisée pour déterminer l’âge.

Explication

La radiochronologie exige que le système soit complètement fermé, sans entrée ni sortie des éléments concernés. Une composition minérale, une période longue ou l’absence de métamorphisme ne remplace pas cette condition.

Explication

La radiochronologie s’applique aux roches magmatiques ou métamorphiques, tandis que les roches sédimentaires ne constituent généralement pas des systèmes fermés. Le carbone 14 est un cas particulier, et une période longue ou une forte teneur en isotopes fils ne suffit pas à rendre la méthode classique adaptée.

Explication

La période doit correspondre à l’âge recherché, car le dosage devient difficile lorsque la quantité d’élément père restante est trop faible. Une période arbitrairement plus courte ou une mesure de l’isotope fils ne corrige pas ce problème.

Explication

Après la mort, le carbone 14 n’est plus renouvelé et celui qui reste se désintègre en azote 14, ce qui fait diminuer sa quantité. Le renouvellement caractérise les organismes vivants, et la désintégration ne produit ni carbone 12 ni un stock stable.

Explication

Au décès, le rapport carbone 14/carbone 12 de l’organisme est égal à celui de l’atmosphère; la datation repose ensuite sur la quantité de carbone 14 restante. Le rapport atmosphérique initial sert de référence, tandis que le carbone 12 n’est pas l’isotope radioactif mesuré.

Explication

Une demi-vie, d’environ 5 730 ans pour le carbone 14, est la durée au terme de laquelle la moitié des atomes radioactifs initiaux subsiste; la moitié de 800 est 400. Une seconde division correspondrait à deux demi-vies, et une demi-vie n’entraîne pas une disparition totale.

Explication

La méthode au carbone 14 s’applique aux matériaux contenant du carbone organique, notamment le bois, les os, le charbon et les coraux. Le quartz, le basalte et un minerai sans matière organique ne fournissent pas le matériau carboné requis.

Explication

Les couples isotopiques cités pour la datation absolue sont uranium-plomb, rubidium-strontium, potassium-argon et carbone-azote. Le rapport ¹⁶O/¹⁸O concerne l’utilisation des isotopes de l’oxygène, pas cette liste de couples de datation.

Explication

L’utilisation courante repose sur le rapport entre les quantités de ¹⁸O et de ¹⁶O mesurées dans la glace ou les carbonates. La proportion totale d’oxygène et le rapport inversé ne sont pas la mesure décrite, tandis que ¹⁴C/¹⁴N est un autre couple isotopique.

Explication

La méthode suppose une roche issue d’un magma entièrement dégazé et sans argon au moment de sa formation. L’origine magmatique seule ne suffit pas si le dégazage est incomplet ou si de l’argon est déjà présent.

Explication

La datation exige que le minéral contienne du potassium et ait piégé la totalité de l’argon issu de la désintégration du ⁴⁰K. La présence de potassium ou une rétention partielle de l’argon ne répond pas à cette condition.

Explication

La méthode établit l’âge en mesurant les concentrations de ⁴⁰K et de ⁴⁰Ar accumulées, à l’aide de techniques de spectrométrie de masse. Mesurer la période radioactive ou des isotopes de l’oxygène ou du carbone ne correspond pas à cette procédure.

Explication

La datation relative établit l’ordre temporel d’objets ou d’événements en indiquant lesquels sont plus anciens ou plus récents, sans fournir nécessairement un âge chiffré. L’âge exact relève de la datation absolue, tandis que la composition minéralogique et le climat concernent d’autres caractéristiques.

Explication

L’interprétation chronologique d’une coupe peut mobiliser les dépôts, les déformations, les intrusions qui recoupent les couches et les épisodes d’érosion. Omettre plissement et érosion, confondre intrusion et dépôt, ou écarter dépôt et intrusion laisse de côté des événements pertinents.

Explication

La loi de désintégration relie le nombre restant au nombre initial par $N_t = N_0 e^{-\lambda t}$. L’exponentielle positive inverse la décroissance, la relation linéaire remplace à tort la loi exponentielle et l’effectif disparu n’est pas l’effectif initial.