Fiche de révision : Temps géologiques et dynamique lithosphérique

📋 Plan du Cours

1. Principes de la chronologie relative
2. Fossiles et échelle des temps
3. Principes de la datation absolue
4. Chronomètres isotopiques et applications
5. Mise en œuvre des datations
6. Cycles orogéniques et paysages
7. Âges contrastés de la lithosphère
8. Ophiolites et anciens océans
9. Marges passives et géodynamique

📖 1. Principes de la chronologie relative

🔑 Notions clés & Définitions

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

📝 Points essentiels

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

• Le principe de continuité considère qu’une même strate possède le même âge sur toute son étendue.

📌 Selon le principe de recoupement, toute structure qui en recoupe une autre, comme une faille, un pli, un filon ou une surface d’érosion, est plus récente que celle qu’elle recoupe.

📌 Selon le principe d’inclusion, un fragment de roche inclus dans une autre roche est antérieur à la roche qui l’entoure.

💡 Astuce mémo

Superposition : le haut est plus jeune ; inclusion : le fragment est plus ancien.

📖 2. Fossiles et échelle des temps

🔑 Notions clés & Définitions

• Fossile stratigraphique : Fossile utilisé pour délimiter et corréler les unités géologiques.

★ À maîtriser

• Les trois critères majeurs sont:

  • une grande extension géographique
  • une courte durée d’existence à l’échelle géologique
  • une abondance suffisante dans les dépôts sédimentaires

• 🔄 La hiérarchie des unités est:

  1. ères
  2. périodes
  3. étages

Compléments

• Les ammonites et les foraminifères sont des exemples de fossiles fréquemment utilisés comme fossiles stratigraphiques.

• L’échelle stratigraphique est universelle et sert de référence mondiale pour situer les événements géologiques dans le temps profond de la Terre.

💡 Astuce mémo

Ères → périodes → étages

📖 3. Principes de la datation absolue

🔑 Notions clés & Définitions

• Datation absolue : Méthode qui fournit un âge chiffré en années pour un événement ou une formation géologique.
• Demi-vie : Durée nécessaire pour que la moitié des atomes radioactifs initiaux se soit transformée.

📝 Points essentiels

• Les isotopes pères radioactifs se désintègrent irréversiblement en isotopes fils stables selon une loi exponentielle caractérisée par une constante de désintégration et une demi-vie.

📌 Une datation absolue est valide si l’échantillon constitue un système fermé qui n’échange plus de matière avec son environnement depuis sa fermeture.

💡 Astuce mémo

Désintégration radioactive → âge chiffré

📖 4. Chronomètres isotopiques et applications

★ À maîtriser

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

• Les chronomètres uranium-plomb et thorium-plomb, notamment utilisés sur les zircons, permettent d’obtenir des âges allant jusqu’à quatre milliards d’années.

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

Compléments

• Le chronomètre rubidium-strontium, fondé sur $^{87}Rb \rightarrow ^{87}Sr$, est adapté aux roches magmatiques et métamorphiques ainsi qu’à l’étude de la formation crustale.

📖 5. Mise en œuvre des datations

📝 Points essentiels

• La mise en œuvre d’une datation absolue consiste à vérifier les minéraux porteurs d’isotopes, mesurer les proportions isotopiques puis calculer l’âge à partir de plusieurs analyses représentées par des diagrammes isochrones.

📌 Les datations absolues sont intégrées à la datation relative pour confirmer ou réviser l’ordre des événements géologiques.

💡 Astuce mémo

Minéraux → mesures isotopiques → isochrones → âge

📖 6. Cycles orogéniques et paysages

🔑 Notions clés & Définitions

• Craton : Dôme ancien regroupant les plus vieilles roches de la Terre au sein d’un domaine continental.

★ À maîtriser

• Les chaînes de montagnes résultent de cycles orogéniques liés à la convergence et à la collision de plaques lithosphériques, qui provoquent 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 et autres roches magmatiques intrusives témoignent de profondeurs crustales suivies d’une élévation puis d’une érosion des chaînes anciennes.

💡 Astuce mémo

Orogenèse → érosion → extension ou rifting

📖 7. Âges contrastés de la lithosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Couche rigide externe de la Terre comprenant la croûte continentale ou océanique et une partie du manteau lithosphérique.

📝 Points essentiels

• Les continents portent des roches parfois âgées de plus de 4 milliards d’années, tandis que la lithosphère océanique ne dépasse pas 200 millions d’années et se renouvelle aux dorsales océaniques.

💡 Astuce mémo

Continents anciens, océans jeunes et renouvelés.

📖 8. Ophiolites et anciens océans

🔑 Notions clés & Définitions

• Ophiolite : Fragment de lithosphère océanique retrouvé sur un continent dans une zone de collision.

📝 Points essentiels

• Une ophiolite présente une succession allant des sédiments marins aux péridotites du manteau supérieur et atteste la fermeture d’un ancien océan.

📌 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 elles plongent dans l’asthénosphère et subissent un métamorphisme important.

💡 Astuce mémo

Obduction : peu métamorphisée ; subduction : fortement métamorphisée.

📖 9. Marges passives et géodynamique

🔑 Notions clés & Définitions

• Marge passive : Résulte de l’étirement et de la séparation des continents avant la formation d’un nouvel océan.

📝 Points essentiels

• Les indices de marge passive sont:

  • les failles normales
  • les zones de subsidence
  • les dépôts sédimentaires syn-rift
  • les dépôts sédimentaires post-rift

• L’interprétation géodynamique relie l’extension continentale, l’ouverture océanique, la subduction et la collision continentale pour reconstituer la tectonique passée et les paléogéographies.

💡 Astuce mémo

Extension continentale → marge passive → ouverture océanique

📊 Tableaux de synthèse

Chronologie relative et datation absolue