Fiche de révision : Le temps en géologie

📋 Plan du Cours

1. Objectifs et échelles du temps géologique
2. Principes de la chronologie relative
3. Datation par les fossiles
4. Échelle chronostratigraphique internationale
5. Désintégration et radiochronologie
6. Datation par isochrone Rb-Sr
7. Isotopes artificiels et césium 137
8. Autres méthodes de datation

📖 1. Objectifs et échelles du temps géologique

📝 Points essentiels

• En géologie, on cherche à déterminer un âge ou une date, à positionner un événement dans l’échelle des temps et à établir une chronologie relative.

📌 La chronologie relative date les événements les uns par rapport aux autres, tandis que la chronologie absolue vise à leur attribuer un âge numérique.

📖 2. Principes de la chronologie relative

🔑 Notions clés & Définitions

• Actualisme : Postulat selon lequel les lois qui régissent les phénomènes passés sont identiques aux lois actuelles.

★ À maîtriser

• Les principes stratigraphiques présentés sont :
  • l’horizontalité primaire
  • la superposition
  • la continuité
  • le recoupement
  • l’inclusion

📌 Dans une succession non perturbée, le principe de superposition place les couches les plus anciennes en bas et les plus jeunes en haut.

Compléments

• La stratigraphie relative s’appuie sur l’observation et le bon sens pour dater les événements les uns par rapport aux autres.

📖 3. Datation par les fossiles

🔑 Notions clés & Définitions

• Biochronologie : Utilise l’évolution des espèces au cours du temps et les fossiles pour dater des événements relativement les uns par rapport aux autres.
• Fossile idéal : Reste d’un individu à bonne répartition géographique, à évolution rapide et qui se conserve bien.

★ À maîtriser

• L’utilisation des faciès fossilifères pour établir des corrélations repose sur le principe d’identité paléontologique.

Compléments

• La datation par fossiles est limitée par : la raréfaction ou la fragilité des populations anciennes, la mauvaise conservation des restes, l’existence de niveaux azoïques

📖 4. Échelle chronostratigraphique internationale

★ À maîtriser

• Les limites inférieures des unités chronostratigraphiques sont définies par des GSSP, tandis que certaines unités précambriennes ont longtemps été définies par des GSSA.

• Dans le Phanérozoïque et l’Édiacarien, les âges numériques sont révisables et ne définissent pas les unités, dont les limites sont établies par les GSSP.

Compléments

• La Charte chronostratigraphique internationale ordonne les unités du temps géologique en éon, ère, période, époque et âge, avec des subdivisions correspondantes en unités chronostratigraphiques. - International Commission on Stratigraphy, The ICS International Chronostratigraphic Chart, 2013; updated

• Lorsqu’une limite du Phanérozoïque ne possède pas de GSSP ratifié ou d’âge numérique contraint, la charte indique un âge numérique approximatif précédé du signe ~.

📖 5. Désintégration et radiochronologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Radiochronologie : Date des matériaux en utilisant des isotopes radioactifs naturels terrestres, naturels cosmogéniques ou artificiels.
• Demi-vie : La demi-vie est la durée caractéristique associée à la désintégration radioactive d’un isotope.

★ À maîtriser

• Au cours de la désintégration radioactive, un isotope père radioactif se transforme en un isotope fils radiogénique.

Compléments

• Le nombre de masse d’un isotope correspond au nombre de protons plus le nombre de neutrons, tandis que son numéro atomique correspond au nombre de protons.

📖 6. Datation par isochrone Rb-Sr

★ À maîtriser

• Dans les minéraux d’une roche contenant du rubidium 87, la quantité de ⁸⁷Rb diminue avec le temps tandis que la quantité de ⁸⁷Sr augmente.

• Pour dater une roche par la méthode Rb-Sr, on mesure dans plusieurs minéraux les rapports ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, puis on trace une droite isochrone dont la pente permet de calculer l’âge.

📐 Formule - L’âge de la roche est calculé par $t = \frac{\ln(a+1)}{\lambda}$, où $a = \frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}$ est la pente de la droite isochrone et λ la constante de désintégration.

Compléments

• Dans la méthode Rb-Sr, le ⁸⁶Sr sert d’isotope stable de référence pour les rapports isotopiques mesurés.

• Pour la désintégration du ⁸⁷Rb en ⁸⁷Sr, la constante de désintégration indiquée est λ = 1,42 × 10⁻¹¹ an⁻¹.

• L’exemple de calcul par la méthode Rb-Sr donne un âge de 4,463 milliards d’années.

📖 7. Isotopes artificiels et césium 137

★ À maîtriser

• Le césium 137 est produit par la fission nucléaire de l’uranium.

• Les essais nucléaires et les accidents nucléaires, notamment Tchernobyl, ont provoqué des apports ponctuels de ¹³⁷Cs dans l’atmosphère.

• L’accident nucléaire de Tchernobyl a eu lieu le 26 avril 1986.

Compléments

• Les dépôts de ¹³⁷Cs permettent de repérer des apports datés dans les sédiments lacustres et les sols, notamment un dépôt associé à 1964-65 et un dépôt lié à Tchernobyl.

• La présence de ¹³⁷Cs dans un vin exclut qu’il s’agisse d’un Petrus 1928.

💡 Astuce mémo

Essais et accidents nucléaires → dépôts de ¹³⁷Cs

📖 8. Autres méthodes de datation

📝 Points essentiels

• Parmi les autres méthodes de datation figurent :
  • le ²¹⁰Pb
  • les traces de fission de l’uranium
  • l’OSL
  • la TSL
  • l’ESR
  • les réactions chimiques
  • les varves
  • la dendrochronologie
  • la téphrochronologie