Fiche de révision : Temps géologique et dynamique lithosphérique

📋 Plan du Cours

1. Principes de chronologie relative
2. Fossiles et échelle géologique
3. Datation absolue et chronomètres
4. Mise en œuvre des datations
5. Cycles orogéniques et paysages
6. Dynamique de la lithosphère
7. Ophiolites et anciens océans
8. Rifting et reconstruction géodynamique

📖 1. Principes de chronologie relative

🔑 Notions clés & Définitions

• Chronologie relative : Classe les événements géologiques dans un ordre successif sans leur attribuer d’âge précis.

★ À maîtriser

📌 Dans une série sédimentaire non perturbée, une strate est plus jeune que celle qu’elle recouvre selon le principe de superposition.

📌 Le principe de recoupement indique qu’une structure qui en recoupe une autre est plus récente, tandis que le principe d’inclusion indique qu’un fragment inclus dans une roche est antérieur à la roche qui l’entoure.

Compléments

• Le principe de continuité considère qu’une même strate possède un âge identique sur toute son étendue, tandis que le principe d’identité paléontologique corrèle des strates éloignées présentant des associations communes de fossiles stratigraphiques.

💡 Astuce mémo

Superposition → recoupement → inclusion : du dépôt aux événements qui le traversent

📖 2. Fossiles et échelle géologique

🔑 Notions clés & Définitions

• Fossile stratigraphique : Fossile utilisé pour délimiter et corréler les unités géologiques.
• Échelle des temps géologiques : L’échelle des temps géologiques est une organisation universelle des temps terrestres en ères, périodes et étages, construite à partir de données paléontologiques et géologiques.

★ À maîtriser

• Un fossile stratigraphique doit présenter trois critères:
  • une grande extension géographique
  • une courte durée d’existence à l’échelle géologique
  • une abondance suffisante dans les dépôts sédimentaires

Compléments

• Les ammonites et les foraminifères sont des exemples fréquents de fossiles stratigraphiques.

💡 Astuce mémo

Apparition ou disparition d’espèces → coupures stratigraphiques → subdivision du temps géologique

📖 3. Datation absolue et chronomètres

🔑 Notions clés & Définitions

• Système fermé : Échantillon qui a cessé d’échanger de la matière avec son environnement depuis un certain temps, condition nécessaire à une datation valide.

★ À maîtriser

📌 La datation absolue donne un âge chiffré en années, tandis que la chronologie relative établit seulement l’ordre successif des événements.

• Un isotope père radioactif se désintègre irréversiblement en isotope fils stable selon une loi exponentielle caractérisée par une constante de désintégration et une demi-vie.

Compléments

• Le chronomètre potassium-argon, fondé sur la transformation $^{40}K \rightarrow ^{40}Ar$, possède une demi-vie de 1,25 milliard d’années et date notamment les roches volcaniques et métamorphiques anciennes.

• Le carbone 14, fondé sur la transformation $^{14}C \rightarrow ^{14}N$, est adapté aux matériaux organiques âgés de quelques milliers d’années au maximum et est notamment utilisé en archéologie.

💡 Astuce mémo

Chronologie relative = ordre ; datation absolue = âge chiffré

📖 4. Mise en œuvre des datations

★ À maîtriser

• 🔄 La mise en œuvre suit trois étapes:
  1. vérifier la composition minéralogique
  2. mesurer les proportions isotopiques
  3. calculer l’âge à partir de diagrammes isochrones

📌 Les datations absolues doivent être intégrées au contexte de datation relative afin de confirmer ou de réviser l’ordre géologique établi.

Compléments

• Les diagrammes isochrones reposent sur plusieurs analyses d’échantillons différents appartenant à un même ensemble géologique.

💡 Astuce mémo

Minéraux adaptés → mesures isotopiques → diagramme isochrone → âge interprété

📖 5. Cycles orogéniques et paysages

🔑 Notions clés & Définitions

• Craton : Dôme ancien qui regroupe certaines des plus vieilles roches de la Terre au sein des domaines continentaux.

★ À maîtriser

• Les chaînes de montagnes résultent de cycles orogéniques liés à la convergence et à la collision de plaques lithosphériques, qui produisent plissements, failles, magmatisme et métamorphisme.

Compléments

• Les roches métamorphiques témoignent de conditions de haute pression et température associées à des épisodes de compression.

• Les massifs granitiques intrusifs sont des reliques des profondeurs crustales indiquant une élévation puis une érosion ultérieure des chaînes anciennes.

💡 Astuce mémo

Convergence et collision → déformation, magmatisme et métamorphisme → chaînes puis érosion

📖 6. Dynamique de la lithosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Couche rigide externe de la Terre, composée de la croûte continentale ou océanique et d’une partie du manteau lithosphérique.
• Marge passive : Résulte de l’étirement et de la séparation des continents avant la formation d’un nouvel océan.

★ À maîtriser

• Les roches continentales peuvent être âgées de plus de 4 milliards d’années, tandis que la lithosphère océanique a au maximum 200 millions d’années et est continuellement renouvelée aux dorsales océaniques.

Compléments

• Les indices d’une marge passive sont les failles normales et les zones de subsidence contenant des dépôts sédimentaires syn-rift et post-rift.

💡 Astuce mémo

Lithosphère continentale ancienne et stable ; lithosphère océanique jeune et renouvelée

📖 7. Ophiolites et anciens océans

🔑 Notions clés & Définitions

• Ophiolite : Fragment de lithosphère océanique retrouvé sur un continent dans une zone de collision, comprenant une succession allant des sédiments marins aux péridotites du manteau supérieur.

★ À maîtriser

📌 Lors d’une obduction, la lithosphère océanique est charriée sur la lithosphère continentale et les ophiolites sont peu ou pas métamorphisées, tandis que lors d’une subduction elle plonge dans l’asthénosphère et devient fortement métamorphisée.

Compléments

• Les ophiolites de subduction sont entraînées en profondeur, métamorphisées sous de fortes pression et température, puis remontent et sont exhumées lors de la collision continentale.

• Les ophiolites attestent la fermeture d’anciens océans et sont associées aux zones de subduction ou d’obduction.

💡 Astuce mémo

Obduction : océan charrié ; subduction : océan plongé puis métamorphisé

📖 8. Rifting et reconstruction géodynamique

★ À maîtriser

• Les interactions géodynamiques s’enchaînent par extension continentale, ouverture océanique, subduction puis collision continentale.

• L’étude intégrée des données structurales, pétrologiques, sédimentaires et géochimiques permet de reconstituer la tectonique passée et les paléogéographies.

Compléments

• Les cycles successifs d’orogenèse, d’érosion, d’extension et parfois de rifting montrent que la lithosphère continentale est dynamique et renouvelable à l’échelle géologique.

💡 Astuce mémo

Extension → marges passives → ouverture océanique → subduction → collision

📊 Tableaux de synthèse

Chronologies relative et absolue

Obduction et subduction des ophiolites