QCM : Temps et roches en géologie — 23 questions

Explication

Une roche est un matériau naturel constitué d’un agrégat de minéraux, de fossiles et/ou d’éléments issus d’autres roches. L’idée qu’elle soit formée d’un seul minéral ou composée d’un seul type d’élément ne correspond pas à cette définition.

Explication

Le temps est la notion qui permet de rendre compte des changements dans le monde, alors que la durée sert plus précisément à mesurer ces changements. Confondre le temps avec une mesure et la durée avec une transformation inverse leurs fonctions respectives.

Explication

Le principe de superposition indique que, dans une série sédimentaire non déformée, chaque strate est plus récente que celle qu’elle recouvre. La position et l’épaisseur sont pertinentes ici, tandis que la composition minérale ne permet pas d’appliquer cette règle.

Explication

Le principe de recoupement établit qu’une intrusion plutonique est plus récente que les strates qu’elle recoupe. Son âge relatif ne se déduit pas de l’épaisseur des couches et ne suppose pas une formation simultanée.

Explication

Le principe d’inclusion rend le fragment inclus plus ancien que la roche qui l’entoure, tandis qu’un filon issu d’une injection de magma est plus récent que sa roche encaissante. Ces deux objets illustrent donc des relations d’âge opposées.

Explication

Un fossile stratigraphique correspond à une espèce ayant existé brièvement, largement répartie et abondante. Une longue durée d’existence ou une répartition géographique limitée réduirait son intérêt pour dater les strates.

Explication

Le principe d’identité paléontologique permet de considérer comme contemporaines deux strates contenant les mêmes fossiles stratigraphiques, quelle que soit leur position géographique. La superposition, qui compare la position des strates, est un principe différent et ne fonde pas cette conclusion.

Explication

Un étage est identifié par certaines espèces de fossiles stratigraphiques, et sa base est marquée par la première apparition d’un stratotype de limite. Le taux d’extinction sert plutôt à caractériser certaines limites de périodes ou d’ères.

Explication

La transition entre le Dévonien et le Carbonifère est associée à environ 75 % d’extinction, ce qui illustre une limite entre périodes. Une extinction marine de 95 % est plutôt associée à une limite entre ères.

Explication

La limite entre les ères primaire et secondaire correspond à environ 95 % d’extinction des espèces marines et 70 % des espèces terrestres. Le pourcentage de 75 % concerne l’exemple d’une limite entre le Dévonien et le Carbonifère.

Explication

L’échelle chronostratigraphique superpose des intervalles organisés en étages, périodes et ères, l’étage étant l’unité la plus fine. Une ère constitue au contraire une unité plus vaste que la période et l’étage.

Explication

La radiochronologie exploite la décroissance radioactive naturelle d’éléments chimiques présents dans les minéraux. La comparaison des couches ou des fossiles relève de la datation relative, qui établit un ordre sans fournir directement un âge absolu.

Explication

Lors de la désintégration, l’élément père instable se transforme continûment et irréversiblement en élément fils radiogénique stable. L’élément fils ne redevient pas l’élément père dans le processus décrit.

Explication

La demi-vie est le temps au bout duquel la moitié des éléments pères initiaux s’est transformée en éléments fils. Elle ne correspond pas nécessairement à l’âge de la roche ni à la durée de formation totale des produits fils.

Explication

La radiochronologie date la fermeture du système, lorsque les échanges avec l’extérieur cessent et que les éléments restent conservés avec les produits formés. Elle ne date donc pas directement l’apparition des fossiles ni une étape mécanique d’enfouissement.

Explication

Dans l’équation Rb-Sr, la pente vaut $e^{\lambda t}-1$ et permet donc de calculer l’âge. Le rapport initial du strontium correspond à l’ordonnée à l’origine, et non à la pente.

Explication

L’âge est obtenu par la relation $t=\frac{\ln(a+1)}{\lambda}$, où $a$ est la pente de l’isochrone et $\lambda$ la constante de désintégration. L’ordonnée à l’origine renseigne sur le rapport initial et ne remplace pas la pente dans ce calcul.

Explication

La méthode consiste à mesurer les rapports isotopiques par spectrométrie de masse, à tracer une droite isochrone, puis à utiliser sa pente pour calculer l’âge. L’âge ne peut pas être calculé avant la détermination de cette pente.

Explication

La réouverture possible du système uranium-plomb permet d’enregistrer la formation initiale du minéral puis un événement métamorphique ultérieur. L’arrêt de la désintégration de l’uranium ne correspond pas au fonctionnement de ce couple.

Explication

Le couple carbone 14-carbone 13 s’applique à la matière organique morte, car les échanges de carbone avec l’extérieur cessent après la mort. Une couche sédimentaire peut être ordonnée stratigraphiquement, mais cette méthode ne constitue pas une datation au carbone 14.

Explication

Une demi-vie d’environ 5 000 ans limite l’utilisation du carbone 14-carbone 13 aux fossiles très récents. Les roches extrêmement anciennes dépassent largement la période pendant laquelle ce couple reste exploitable.

Explication

La datation relative établit l’ordre des événements grâce aux relations entre roches et aux fossiles, sans fournir nécessairement un âge chiffré. La datation absolue utilise la radiochronologie pour attribuer des âges numériques précis.

Explication

Déterminer qu’une couche est plus ancienne qu’une autre établit un ordre, ce qui relève de la datation relative. La datation absolue aurait fourni une valeur numérique obtenue par radiochronologie.