Fiche de révision : Temps et datation des roches

📋 Plan du Cours

1. Fermeture des systèmes géologiques
2. Chronomètre potassium-argon
3. Chronomètre rubidium-strontium
4. Principes de la chronologie absolue
5. Principes de la chronologie relative
6. Construction de l’échelle stratigraphique
7. Limites des datations géologiques

📖 1. Fermeture des systèmes géologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Système fermé : Échantillon dans lequel les éléments père et fils ne peuvent plus entrer ni sortir après sa formation.

★ À maîtriser

• Pour une roche magmatique, la fermeture du système correspond à la cristallisation du magma.

Compléments

📌 La température de fermeture dépend à la fois de l’isotope considéré et du type de minéral, ce qui peut conduire à des âges différents pour plusieurs minéraux d’une même roche.

💡 Astuce mémo

Échanges arrêtés → âge fiable

📖 2. Chronomètre potassium-argon

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation potassium-argon : Utilise la désintégration du 40K en 40Ar pour dater des roches volcaniques ou métamorphiques anciennes.

★ À maîtriser

• Le 40K se désintègre en 40Ar avec une période de 1,31 Ga.

Compléments

📌 Dans la datation potassium-argon, la quantité initiale de potassium est inconnue, mais la quantité initiale d’argon est considérée comme nulle à la fermeture, car l’argon gazeux s’échappe du magma.

• L’abondance du potassium dans les roches confère à la méthode potassium-argon une grande universalité.

📖 3. Chronomètre rubidium-strontium

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation rubidium-strontium : Utilise la désintégration du 87Rb en 87Sr pour dater les roches les plus anciennes.

★ À maîtriser

• Le 87Rb se désintègre en 87Sr avec une demi-vie de 50 Ma.

• 🔄 La détermination de l’âge suit trois étapes:

  1. Mesurer plusieurs minéraux de la roche
  2. Construire une droite isochrone
  3. Déduire l’âge à partir de la pente

Compléments

📌 La méthode rubidium-strontium est réservée aux roches anciennes, car le système doit être fermé depuis près de 100 Ma pour que la concentration du 87Rb soit mesurable convenablement.

📌 Dans un système clos, le rapport 87Rb/86Sr diminue tandis que le rapport 87Sr/86Sr augmente au cours du temps, car le 87Rb se désintègre en 87Sr à raison d’un atome pour un.

💡 Astuce mémo

Mesures minérales → isochrone → pente → âge

📖 4. Principes de la chronologie absolue

🔑 Notions clés & Définitions

• Désintégration radioactive : Phénomène continu et irréversible au cours duquel un isotope radioactif se transforme régulièrement en un élément radiogénique.
• Demi-vie : Durée nécessaire pour que la quantité d’un isotope radioactif diminue de moitié.

★ À maîtriser

📌 L’élément père est l’isotope radioactif d’origine, tandis que l’élément fils est l’élément radiogénique produit par sa désintégration.

Compléments

• La mesure des proportions d’élément père restant et d’élément fils produit, séparés grâce à leurs masses différentes par spectrométrie de masse, permet de calculer la durée de désintégration dans l’échantillon.

💡 Astuce mémo

Père radioactif diminue, fils radiogénique augmente

📖 5. Principes de la chronologie relative

🔑 Notions clés & Définitions

• Identité paléontologique : Permet d’établir des corrélations temporelles entre des couches en comparant les fossiles stratigraphiques qu’elles contiennent.

★ À maîtriser

• Tout objet géologique, comme une roche ou un minéral, inclus dans un autre lui est antérieur.

• Dans une suite de couches sédimentaires, chaque couche est plus récente que celle qu’elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre.

• Toute structure qui en recoupe une autre lui est postérieure, notamment un filon, une faille, un massif intrusif, un pli ou une surface d’érosion.

Compléments

📌 Une couche sédimentaire déformée ou non possède le même âge sur toute son étendue.

💡 Astuce mémo

Inclusion, superposition, recoupement, continuité, fossiles

📖 6. Construction de l’échelle stratigraphique

🔑 Notions clés & Définitions

• Échelle stratigraphique : Calendrier de l’histoire de la Terre construit grâce à l’apparition et à la disparition de groupes fossiles.
• Stratotype : Affleurement de référence dont le contenu paléontologique définit un étage.

📝 Points essentiels

📌 Dans l’échelle stratigraphique, le temps est découpé en périodes, elles-mêmes subdivisées en étages.

💡 Astuce mémo

Un calendrier mondial formé de strates, périodes et étages

📖 7. Limites des datations géologiques

★ À maîtriser

📌 La chronologie relative positionne les événements géologiques ou biologiques les uns par rapport aux autres sans donner leur âge, tandis que la chronologie absolue fournit un âge grâce à la désintégration radioactive.

📌 L’âge obtenu par datation absolue correspond à la fermeture du système considéré, qu’il s’agisse d’un minéral ou d’une roche.

Compléments

📌 La datation absolue s’appuie surtout sur les roches magmatiques et métamorphiques, car les roches sédimentaires peuvent contenir des particules détritiques plus anciennes et se former progressivement par diagenèse.

📊 Tableaux de synthèse

Chronologie relative et absolue