QCM : Le temps et les roches — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que cherche à établir la chronologie relative lors de l’étude d’une succession géologique ?

La composition chimique initiale des roches
L’ordre d’apparition des événements géologiques
L’âge numérique précis de chaque événement
La durée exacte de formation de chaque strate

L’ordre d’apparition des événements géologiques

Explication

La chronologie relative reconstitue la succession des événements géologiques sans leur attribuer nécessairement un âge numérique. La chronologie absolue, en revanche, vise à déterminer un âge mesuré ou chiffré.

2. Dans une série sédimentaire non perturbée, quelle strate est la plus ancienne selon le principe de superposition ?

La strate présentant la surface d’érosion la plus récente
La strate contenant les grains les plus fins
La strate qui recouvre toutes les autres couches
La strate située sous les autres couches

La strate située sous les autres couches

Explication

Le principe de superposition indique qu’une strate est plus récente que celle qu’elle recouvre, donc les couches inférieures sont les plus anciennes dans une série non perturbée. La couche supérieure est au contraire plus récente.

3. Une faille traverse plusieurs couches sédimentaires sans être elle-même recouverte par une autre couche : que permet d’inférer le principe de recoupement ?

La faille s’est formée avant le dépôt de toutes les couches
La faille est postérieure aux couches qu’elle traverse
Les couches traversées ont le même âge que la faille
La faille est antérieure aux couches qu’elle traverse

La faille est postérieure aux couches qu’elle traverse

Explication

Une structure géologique qui recoupe une roche ou une couche est postérieure à ce qu’elle affecte. L’idée inverse confondrait l’ordre de formation de la faille avec celui des roches traversées.

4. Des fragments de roche sont enfermés dans une couche de conglomérat : quelle relation d’âge s’applique selon le principe d’inclusion ?

Les fragments et le conglomérat ont nécessairement le même âge
Les fragments sont plus anciens que le conglomérat
Les fragments sont plus récents que le conglomérat
L’âge des fragments ne peut pas être comparé à celui du conglomérat

Les fragments sont plus anciens que le conglomérat

Explication

Le principe d’inclusion établit qu’un objet inclus existait avant la formation du matériau qui l’enferme. Les fragments sont donc antérieurs au conglomérat qui les contient.

5. Quelle combinaison de caractéristiques définit le mieux un fossile stratigraphique ?

Une espèce abondante, limitée à une région et présente durant une longue durée
Une espèce abondante, largement répartie et de courte durée géologique
Une espèce rare, largement répartie et apparue à plusieurs périodes éloignées
Une espèce rare, localisée et présente pendant une très longue durée

Une espèce abondante, largement répartie et de courte durée géologique

Explication

Un fossile stratigraphique est utile pour dater et corréler les couches parce qu’il est abondant, géographiquement étendu et limité à une courte période. Une longue durée géologique réduirait sa précision comme indicateur temporel.

6. Deux formations sédimentaires éloignées contiennent la même association de fossiles stratigraphiques : quelle conclusion permet le principe d’identité paléontologique ?

Les deux formations appartiennent à la même strate continue
Les deux formations ont le même âge
Les deux formations ont subi la même déformation
Les deux formations possèdent nécessairement la même composition minérale

Les deux formations ont le même âge

Explication

L’identité paléontologique permet de corréler des formations éloignées contenant le même fossile stratigraphique ou les mêmes associations, et d’en déduire un âge comparable. La continuité concerne plutôt l’âge d’une même strate sur toute son étendue.

7. Une même strate sédimentaire est observée à plusieurs endroits le long de son extension : que signifie le principe de continuité ?

La strate s’est déposée simultanément avec toutes les couches régionales
La strate conserve le même âge sur toute son étendue
La strate contient les mêmes fossiles que toutes les formations voisines
La strate a nécessairement la même épaisseur sur toute son étendue

La strate conserve le même âge sur toute son étendue

Explication

Le principe de continuité affirme qu’une même couche possède le même âge sur toute son étendue. Il ne signifie pas que son épaisseur reste constante ni qu’elle corresponde à toutes les formations voisines.

8. Comment l’actualisme contribue-t-il à expliquer une ancienne formation géologique ?

Il applique aux phénomènes passés l’interprétation de phénomènes actuels observables
Il suppose que les phénomènes géologiques anciens différaient des phénomènes actuels
Il classe les couches selon leur contenu en fossiles stratigraphiques
Il mesure directement l’âge numérique des minéraux de la formation

Il applique aux phénomènes passés l’interprétation de phénomènes actuels observables

Explication

L’actualisme considère que les phénomènes géologiques observables aujourd’hui peuvent expliquer ceux qui se sont produits dans le passé. La mesure directe d’un âge numérique relève de la datation absolue, non de l’actualisme.

9. Des dépôts anciens ressemblent à des sédiments qui se forment actuellement dans un delta : quelle démarche relève de l’actualisme ?

Comparer les dépôts anciens uniquement avec des roches plutoniques
Attribuer aux dépôts anciens l’âge numérique des sédiments actuels
Interpréter les dépôts anciens à partir du fonctionnement actuel des deltas
Déduire que les dépôts anciens se sont formés sans intervention de l’eau

Interpréter les dépôts anciens à partir du fonctionnement actuel des deltas

Explication

L’actualisme permet d’utiliser l’observation des deltas actuels pour interpréter la formation de dépôts anciens comparables. Il ne consiste pas à leur attribuer l’âge des sédiments actuels ni à mesurer directement leur âge.

10. Quelle information la chronologie absolue permet-elle d’obtenir à partir de la radioactivité naturelle et des concentrations isotopiques ?

La composition minéralogique initiale de la roche
La profondeur d’une couche dans le terrain
L’âge réel d’un échantillon
L’ordre relatif des couches géologiques

L’âge réel d’un échantillon

Explication

La chronologie absolue calcule l’âge réel d’un échantillon grâce aux lois de la radioactivité et aux quantités d’éléments père et fils. L’ordre relatif des couches relève d’une autre approche, qui établit une succession sans fournir directement un âge chiffré.

11. Quel ensemble correspond à des couples de géochronomètres radioactifs couramment utilisés ?

238U/206Pb^{238}\mathrm{U}/^{206}\mathrm{Pb}, 3H/1H^{3}\mathrm{H}/^{1}\mathrm{H} et 10Be/9Be^{10}\mathrm{Be}/^{9}\mathrm{Be}
40Ar/40K^{40}\mathrm{Ar}/^{40}\mathrm{K}, 87Sr/87Rb^{87}\mathrm{Sr}/^{87}\mathrm{Rb} et 235Pb/235U^{235}\mathrm{Pb}/^{235}\mathrm{U}
14C/12C^{14}\mathrm{C}/^{12}\mathrm{C}, 16O/18O^{16}\mathrm{O}/^{18}\mathrm{O} et 32S/34S^{32}\mathrm{S}/^{34}\mathrm{S}
40K/40Ar^{40}\mathrm{K}/^{40}\mathrm{Ar}, 87Rb/87Sr^{87}\mathrm{Rb}/^{87}\mathrm{Sr} et 235U/235Pb^{235}\mathrm{U}/^{235}\mathrm{Pb}

$$^{40}\mathrm{K}/^{40}\mathrm{Ar}$$, $$^{87}\mathrm{Rb}/^{87}\mathrm{Sr}$$ et $$^{235}\mathrm{U}/^{235}\mathrm{Pb}$$

Explication

Les couples 40K/40Ar^{40}\mathrm{K}/^{40}\mathrm{Ar}, 87Rb/87Sr^{87}\mathrm{Rb}/^{87}\mathrm{Sr} et 235U/235Pb^{235}\mathrm{U}/^{235}\mathrm{Pb} font partie des principaux géochronomètres mentionnés. L’inversion des rapports dans une autre proposition ne correspond pas à l’association père-fils donnée.

12. Une droite isochrone présente une pente a=2a=2 et la constante de désintégration vaut λ=0,5 Ma−1\lambda=0{,}5\ \mathrm{Ma}^{-1}. Quel âge obtient-on avec la relation t=ln⁡(a+1)λt=\frac{\ln(a+1)}{\lambda} ?

Environ 3,00 Ma3{,}00\ \mathrm{Ma}
Environ 2,20 Ma2{,}20\ \mathrm{Ma}
Environ 1,00 Ma1{,}00\ \mathrm{Ma}
Environ 0,55 Ma0{,}55\ \mathrm{Ma}

Environ $$2{,}20\ \mathrm{Ma}$$

Explication

En remplaçant les valeurs, on obtient t=ln⁡(3)0,5≈2,20 Mat=\frac{\ln(3)}{0{,}5}\approx2{,}20\ \mathrm{Ma}. La valeur 1,00 Ma1{,}00\ \mathrm{Ma} correspondrait à une substitution incorrecte qui négligerait le logarithme.

13. À quel événement correspond l’âge obtenu par la datation radiochronologique d’une roche ou d’un matériau biologique ?

À la découverte du matériau dans son contexte géologique
À la disparition complète de tous les isotopes radioactifs
À l’arrêt des échanges entre le système et son environnement
À la première accumulation de sédiments autour du système

À l’arrêt des échanges entre le système et son environnement

Explication

L’âge radiochronologique correspond au moment où le système devient fermé et cesse d’échanger avec son environnement, comme lors d’une cristallisation ou de la mort d’un organisme. Il ne correspond pas à la découverte ultérieure du matériau ni à la disparition de tous les isotopes.

14. Pourquoi l’échelle stratigraphique internationale associe-t-elle datation relative et datation absolue ?

Pour remplacer les fossiles par des mesures isotopiques
Pour combiner l’ordre des événements avec leurs âges réels
Pour classer les roches selon leur composition minéralogique
Pour relier chaque strate à une profondeur terrestre précise

Pour combiner l’ordre des événements avec leurs âges réels

Explication

Cette échelle repose sur la complémentarité des deux méthodes : la datation relative établit l’ordre des événements et la datation absolue leur attribue des âges. Les autres propositions réduisent l’échelle à la composition des roches, à la profondeur ou à une seule méthode.

15. Comment les apparitions et les disparitions de groupes fossiles servent-elles à construire les subdivisions du temps géologique ?

Elles permettent de définir des coupures entre ères, périodes et étages
Elles indiquent la position spatiale des strates dans une région
Elles fournissent à elles seules la constante de désintégration des roches
Elles mesurent directement l’épaisseur des formations sédimentaires

Elles permettent de définir des coupures entre ères, périodes et étages

Explication

Les changements observés dans les groupes et espèces fossiles servent à placer des limites temporelles, notamment entre ères, périodes et étages. Une formation ou une strate désigne plutôt un objet géologique spatial, et non une subdivision du temps.

16. Quelle distinction décrit correctement la datation relative et la datation absolue ?

La première établit des intervalles par succession de fossiles, la seconde fournit des âges absolus
La première mesure les isotopes radioactifs, la seconde classe les fossiles stratigraphiques
La première décrit les minéraux, la seconde localise les strates dans l’espace
La première détermine une date précise, la seconde ordonne les événements géologiques

La première établit des intervalles par succession de fossiles, la seconde fournit des âges absolus

Explication

La datation relative utilise la succession des associations de fossiles stratigraphiques pour découper le temps en intervalles, tandis que la datation absolue détermine des âges chiffrés. La mesure isotopique appartient à la datation absolue et ne définit pas la méthode relative.

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Qu'est-ce que la chronologie relative en géologie ?

C'est la classification des événements géologiques selon leur ordre d'apparition sans âge numérique.

Que dit le principe de superposition sur les strates géologiques ?

Une strate est plus récente que celle qu'elle recouvre.

Que stipule le principe de recoupement concernant une faille ou une intrusion ?

Elle est postérieure aux roches qu'elle affecte.

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