Fiche de révision : Roches et chronologie

📋 Plan du Cours

1. Géologie et disciplines des géosciences
2. Classification et cycle des roches
3. Roches magmatiques métamorphiques sédimentaires
4. Temps et chronologies géologiques
5. Datation et échelle stratigraphique
6. Grandes étapes de l’histoire terrestre

📖 1. Géologie et disciplines des géosciences

🔑 Notions clés & Définitions

• Géologie : Foucault et Raoult, Dictionnaire de Géologie — Science qui étudie les parties de la Terre directement observables, élabore des hypothèses pour reconstituer leur histoire et explique leur agencement, avec un intérêt particulier pour la lithosphère.
• Sciences de la Terre : Disciplines qui étudient la Terre, notamment le noyau, l’asthénosphère, la lithosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère, ainsi que son environnement spatial.
• Géosciences : Ensemble des disciplines des sciences de la Terre dont le point commun est l’étude du sous-sol.

📝 Points essentiels

• Les principales disciplines sont:
  • la pétrographie
  • la pétrologie
  • la sédimentologie
  • la géochimie
  • la stratigraphie
  • la tectonique
  • la paléontologie
  • la géomorphologie

📖 2. Classification et cycle des roches

★ À maîtriser

• Les trois principaux types de roches sont:

  • les roches sédimentaires
  • les roches métamorphiques
  • les roches magmatiques, plutoniques et volcaniques

• 🔄 Les transformations du cycle des roches impliquent: la fusion, le refroidissement, l’altération, l’enfouissement, la modification de la pression et de la température

Compléments

• Les critères de classification sont:
  • les conditions de formation
  • la texture
  • la taille des grains
  • la composition minéralogique et chimique

💡 Astuce mémo

Fusion, refroidissement, altération et enfouissement transforment les roches au cours du cycle.

📖 3. Roches magmatiques métamorphiques sédimentaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Roche magmatique : Se forme par refroidissement d’un magma, soit lentement en profondeur lors du plutonisme, soit rapidement à la surface lors du volcanisme.
• Roche métamorphique : Se forme principalement lorsque la pression et la température augmentent pendant l’enfouissement sédimentaire ou tectonique, ou au contact d’une intrusion magmatique.
• Roche sédimentaire : Résulte de la compaction et de la lithification de sédiments pendant l’enfouissement.
• Sédiment : Ensemble de particules en suspension dans l’eau, l’atmosphère ou la glace qui se dépose sous l’effet de la gravité, souvent en couches successives.

★ À maîtriser

📌 Le volcanisme produit des roches extrusives à texture microlithique par refroidissement rapide en surface, comme le basalte, tandis que le plutonisme produit des roches intrusives à texture grenue par refroidissement lent en profondeur, comme le granite.

Compléments

• Les minéraux colorés comprennent l’olivine, de formule $[Fe,Mg]_2SiO_4$, les pyroxènes, les amphiboles et les micas, tandis que le quartz et les feldspaths sont des minéraux blancs.

💡 Astuce mémo

Volcanisme rapide en surface, plutonisme lent en profondeur.

📖 4. Temps et chronologies géologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Géochronologie : Ou datation isotopique, utilise les isotopes radioactifs de certains éléments chimiques comme chronomètres pour déterminer des âges absolus.

★ À maîtriser

📌 La chronologie relative établit la succession des événements en les datant les uns par rapport aux autres, tandis que la chronologie absolue les place sur une échelle graduée en années.

• En 1955, une première détermination de l’âge de la Terre donne 4,55 Ga.

Compléments

• Une coulée de lave qui recouvre une route est plus jeune que la route qu’elle recouvre.

• Le système 14C/12C date des végétaux, coquilles et os sur une période d’environ 100 à 50 000 ans, tandis que les systèmes 40K/40Ar et 87Rb/87Sr datent principalement des roches magmatiques et métamorphiques.

• En 1896, Becquerel découvre la radioactivité.

💡 Astuce mémo

Relative = avant ou après ; absolue = âge chiffré.

📖 5. Datation et échelle stratigraphique

🔑 Notions clés & Définitions

• Échelle stratigraphique : Division organisée et hiérarchisée du temps géologique, dont les subdivisions n’ont pas toutes la même durée.

★ À maîtriser

• Les unités géochronologiques sont:
  • l’éon
  • l’ère
  • la période
  • l’époque
  • l’âge

Compléments

• Le découpage de l’échelle stratigraphique repose sur la datation relative des couches et la datation absolue de leurs âges.

💡 Astuce mémo

Isotopes, âges, limites, éons, ères, périodes et étages.

📖 6. Grandes étapes de l’histoire terrestre

★ À maîtriser

• L’âge de l’Univers est estimé à 14 Ga et la création du système solaire à 4,55 Ga, cette dernière estimation provenant de la datation radiochronologique de météorites.

• Les plus vieilles roches sédimentaires connues sur Terre datent d’environ 3,8 Ga et les plus vieilles traces de vie d’environ 3 Ga, notamment sous forme de stromatolites liées à des cyanobactéries.

• Le Phanérozoïque, qui commence vers 539 Ma, correspond au début des temps fossilifères et signifie « période de la vie visible », tandis que le Précambrien est notamment caractérisé par des organismes à corps mous comme la faune d’Ediacara vers 630 Ma.

• Le Paléozoïque s’étend de 539 à 251 Ma et est marqué par l’apparition massive d’organismes à squelette minéralisé, ce qui favorise le développement de la biostratigraphie.

• La fin du Paléozoïque correspond à la plus grande crise biologique connue, avec la disparition de 95 % des espèces, notamment les trilobites et de nombreux grands foraminifères.

• Le Mésozoïque s’étend de 252 à 66 Ma et se caractérise notamment par le développement des grands reptiles continentaux et des ammonites marines, utilisées comme fossiles stratigraphiques.

• La crise terminale du Mésozoïque, vers 66 Ma, entraîne la disparition de 76 % des espèces, notamment les ammonites, les bélemnites et les dinosaures.

• Le Cénozoïque s’étend de 66 à 2,6 Ma et est caractérisé par la diversification des mammifères continentaux ainsi que des gastéropodes et des bivalves marins, en remplacement des grands reptiles.

Compléments

• Avec l’apparition de la vie, la quantité de CO2 atmosphérique diminue progressivement tandis que la quantité d’O2 libre augmente, et la vie se développe d’abord dans l’océan en l’absence de couche d’ozone.

• Les causes invoquées comprennent: le volcanisme des Trapps de Sibérie, les variations rapides du niveau marin, les changements climatiques, les variations rapides de la pression partielle du CO2

• La crise terminale du Mésozoïque résulte de la combinaison de l’impact météoritique de Chicxulub au Mexique et du volcanisme des Trapps du Deccan en Inde.

• Les grandes subdivisions de l’échelle stratigraphique ont été déterminées historiquement surtout à partir de l’évolution des fossiles, mais des facteurs environnementaux comme les changements climatiques peuvent également être pris en compte. — Zachos et al., 2001

💡 Astuce mémo

Précambrien, Paléozoïque, Mésozoïque, Cénozoïque.

📊 Tableaux de synthèse

Types de roches

Chronologies géologiques