QCM : Le temps et les roches (25 questions)

Explication

La datation relative établit l’ordre des structures et des événements sans fournir d’âge chiffré ni mesurer leur durée. À l’inverse, attribuer un âge chiffré relève de la datation absolue.

Explication

La datation absolue donne un âge chiffré aux roches magmatiques et métamorphiques, souvent en millions d’années. Un simple ordre de formation, sans âge chiffré, correspond à une datation relative.

Explication

Une strate est un ensemble sédimentaire compris entre deux surfaces approximativement parallèles ; on l’appelle aussi couche ou horizon. Une fracture traversant des couches est une structure distincte, et non une strate.

Explication

Dans une série non perturbée, les strates inférieures se sont déposées avant celles qui les recouvrent et sont donc plus anciennes. La composition similaire ne suffit pas à établir que deux couches ont le même âge.

Explication

Selon le principe d’inclusion, un objet incorporé dans une structure existait avant la formation de la structure qui l’entoure. Cela ne permet pas de conclure que le galet est plus ancien que toutes les autres strates de la région.

Explication

Le principe de recoupement indique que la structure qui en traverse une autre est plus récente que celle qu’elle recoupe. L’ordre d’âge des couches traversées ne permet pas de considérer la faille comme plus ancienne.

Explication

Un fossile stratigraphique provient d’une espèce largement répartie, abondante et présente pendant une durée relativement courte. Une longue durée d’existence rendrait la datation moins précise, même si l’espèce était largement répartie.

Explication

Un même contenu paléontologique conduit à considérer deux strates comme ayant le même âge. Il ne démontre pas à lui seul qu’elles proviennent du même milieu de dépôt.

Explication

Les ammonites caractérisent l’ère secondaire, les trilobites le Paléozoïque et les foraminifères l’ensemble des temps géologiques, avec une importance particulière au Cénozoïque. Associer les trilobites à l’ère secondaire confond leur période caractéristique avec celle des ammonites.

Explication

Les limites des ères correspondent à des changements majeurs observés dans les fossiles retrouvés. Les variations du niveau des océans peuvent marquer l’histoire géologique, mais elles ne constituent pas le critère donné ici.

Explication

Les ères se subdivisent en périodes, puis les périodes en étages, qui sont les intervalles les plus courts de cette succession. Placer les étages avant les périodes inverse les niveaux de subdivision.

Explication

L’âge estimé de la Terre est d’environ 4,57 Ga. La valeur de 4,75 Ga est proche, mais elle ne correspond pas à l’estimation indiquée.

Explication

La demi-vie est la durée au bout de laquelle la quantité initiale d’isotopes radioactifs est réduite de moitié. Elle ne désigne pas le temps nécessaire à la disparition de tous les atomes.

Explication

L’isotope père est radioactif et instable : sa désintégration produit un isotope fils et une particule riche en énergie. Confondre le père avec le produit fils inverse le sens de la transformation.

Explication

Dans la loi de décroissance, $N_{p,0}$ désigne le nombre initial d’atomes de l’isotope père. Le nombre présent au temps $t$ est représenté par $N_{p,t}$, et non par $N_{p,0}$.

Explication

L’âge radiométrique correspond au temps écoulé depuis la fermeture du système, lorsque les échanges d’atomes avec l’extérieur ont cessé. La formation de la roche ne marque pas nécessairement ce point de départ si le système demeure ouvert.

Explication

La méthode mesure les rapports isotopiques de plusieurs minéraux d’une roche, puis utilise la pente de leur droite isochrone. Un rapport mesuré dans un seul minéral ne fournit pas la procédure de datation décrite.

Explication

La pente de la droite isochrone vérifie $a=\lambda t$, où $\lambda$ est la constante de désintégration. La relation $b=\lambda t$ attribue à tort cette dépendance à l’ordonnée à l’origine.

Explication

La méthode mesure le potassium 40 et l’argon 40 dans des roches magmatiques ou métamorphiques et s’applique à une large gamme d’âges géologiques. L’uranium 238 et le plomb 206 relèvent plutôt de la datation uranium-plomb.

Explication

Le potassium 40 radioactif se désintègre en argon 40 stable dans les minéraux contenant du potassium. La confusion la plus fréquente consiste à inverser les rôles du père et du fils.

Explication

L’argon atmosphérique contaminant ajoute de l’argon 40 qui n’a pas été produit par la désintégration depuis la formation de la lave, ce qui surestime son âge. À l’inverse, l’argon 40 produit par désintégration contribue bien à dater la roche.

Explication

L’uranium piégé dans des minéraux résistants tels que le zircon permet de dater des roches anciennes, y compris métamorphisées. La méthode potassium-argon est présentée comme couvrant une large gamme d’âges, mais ce n’est pas cette propriété qui explique l’intérêt du zircon en U-Pb.

Explication

Les deux chaînes de désintégration pertinentes sont 238U vers 206Pb et 235U vers 207Pb. L’inversion des isotopes du plomb est une confusion plausible, mais elle associe incorrectement les deux chaînes.

Explication

La concordia rassemble les rapports 206Pb/238U et 207Pb/235U pour lesquels les deux méthodes U-Pb indiquent un âge identique. La relation entre cristallisation et âge du magma concerne l’interprétation d’un minéral placé sur cette courbe, pas la définition de la concordia.

Explication

Un minéral sur la concordia donne son âge de cristallisation et, par conséquent, l’âge du magma dont il est issu. Une perturbation métamorphique peut modifier les rapports isotopiques, mais elle ne constitue pas l’âge fourni par un minéral concordant.