Transcript TD 7 - Ulysse

SOSE 1005
TD 7: Le temps en géologie
65 Ma
250 Ma
545 Ma
1 Ga
4 Ga
3 Ga
2 Ga
illustration B. Nicolas
I. Datation relative versus datation absolue (Rappel de cours)
Nécessité d’établir une chronologie en géologie
- Reconstituer la chronologie des événements ayant affecté la Terre
(ou les autres planètes)
La datation relative date les évènements les uns par rapports aux autres
- Position relative des roches (principe de superposition, de recoupement)
- Nature et contenu des roches (ex. présence de certains fossiles – à voir en TP)
- Apports de la géochimie (ex. pic d’iridium exceptionnel, paléomagnétisme)
Échelle des temps relatifs (unité = étage)
Couche d’iridium
I. Datation relative versus datation absolue (Rappel de cours)
La datation absolue permet de situer les événements chronologique dans le temps
(précise un âge en année, ka, Ma, Ga)
•
Utilisation de la radiochronologie (ex. datation au 14C, K/Ar, Rb/Sr)
la décroissance radioactive
Temps de ½ vie  Période de datation
14C/14N
40K/40Ar
87Rb/87Sr
t1/2=5370 ans
t1/2=1.3 Ga
t1/2 = 50Ga
 50 à 50000 ans
 10 Ma à 10 Ga
 0.5 Ga à 500 Ga
Exercice d’application – datation absolue sur un échantillon terrestre
détermination de l'âge d'un basalte à l'aide du couple potassium/argon (K/Ar)
40Ar/40K
Quel est l'âge d'un basalte
dont on mesure par dosage
3,311 mg de 40Ar pour 0.054
61,40 mg de 40K ?
Temps (Ga)
Age = 0.7 Ga
I. Datation relative versus datation absolue
La datation absolue permet de situer les évènements chronologique dans le temps
(précise un âge en année, ka, Ma, Ga)
•
Utilisation des rythmes (ex. dendrochronologie, varves)
Etude des varves (alternance
de niveaux sédimentaires):
clair l’été et sombre l'hiver
Dendrochronologie :
Étude des cernes des
arbres
2012
1600
1200
800
Exercice d’application – datation sur Mars
Courbe calibrée sur la Lune
(missions Apollo)
Courbe corrigée pour Mars
Relation entre la densité des
cratères d'impact et l'âge des
terrains
Exercice d’application – datation sur Mars
250 x 250 km
Hauts plateaux de
l'hémisphère sud
55 cratères / 250x250 km
Combien pour 1000x1000 km ?
(1 million de km²)
x16
880 cratères / million de km²
Exercice d’application – datation sur Mars
250 x 250 km
Coulées Olympus Mons
2 cratères / 250x250 km
x16
32 cratères / million de km²
Exercice d’application – datation sur Mars
880/106 km²
Hauts plateaux de
l'hémisphère sud
Courbe calibrée sur la Lune
(missions Apollo)
Courbe corrigée pour Mars
Relation entre la densité des
cratères d'impact et l'âge des
terrains
Coulées
Olympus Mons
32/106 km²
~ 500 Ma
I. Datation relative versus datation absolue : synthèse
Exemple d’utilisation conjointe de
datation relative et datation
absolue
Le choix du couple radiogénique
est fonction de la nature et de
l'âge présumé de l’échantillon.
Herryl BONNAND
I. Datation relative versus datation absolue : synthèse
Spécificité de notre planète :
La Vie
Un formidable outil
de datation relative
La Paléontologie
Objectif du TP
Initiation à cette
science
Terrain L3 - Alpes
II. Fossiles et stratigraphie
Évolution de la vie
Crises biologiques
250 Ma
majeures
1 Ga
65 Ma
4 Ga
Depuis l’apparition de la vie sur Terre, les
règnes végétal et animal ont subi une
continuelle transformation (évolution), avec
parfois des crises biologiques (extinctions
massives).
Evolution continuelle
+
crises
3 Ga
2 Ga
illustration B. Nicolas
Chaque période de l’histoire de la Terre est
caractérisée par un ensemble d’animaux et de
végétaux
II. Fossiles et stratigraphie
Établissement de l'Échelle des Temps géologiques
• Temps géologiques découpés en Ères, Séries, Étages ….
• Découpage basé sur l'étude des couches sédimentaires et
de leur contenu paléontologique (fossiles)
Datation relative :
Utilisation des fossiles pour dater les terrains
Chaque période de l’histoire de la Terre est
caractérisée par un ensemble d’animaux et de
végétaux.
II. Fossiles et stratigraphie
• Paléontologie
: science qui étudie les organismes ayant vécu sur
la Terre au cours des temps géologiques.
• Fossiles : vestiges de ces organismes, enfouis dans les sédiments
après leur mort (Fossilis = qui vient de la terre).
Les fossiles vont donc se trouver surtout dans les roches
sédimentaires ou constituer eux-mêmes ces roches (cf. roches
biochimiques).
III. Comment se forment les fossiles ?
A. Facteurs et conditions de fossilisation
• Généralement conditions non
réunies et organismes détruits
par altération.
La fossilisation dépend de :
• la constitution des organismes:
- parties dures (coquilles, tests, squelettes)
Fossile = exception
- parties molles (chair)
• un enfouissement rapide :
- à l’abri de l’O2, sans agents de destruction
• un milieu de sédimentation adéquat :
- Taille des grains :
- calcaire à grains fins
- détritique grossier
- Présence de substances conservatrices (sels minéraux véhiculés par eaux de
circulation).
III. Comment se forment les fossiles ?
B. Processus de fossilisation : cas courants
Coquille
d'origine
Enfouissement
Minéralisation
secondaire
Sédiment
Fossiles
avec remplissage
sans remplissage
Dissolution
Moule externe
Dégagement
Dégagement
Fossiles
Moule interne
Moule interne minéralisé
III. Comment se forment les fossiles ?
B. Processus de fossilisation : exemples
Coquille
d'origine
Moule externe de bivalve
Ammonite pyritisée
Moule interne de bivalve
1 cm
Moule interne de gastéropode
IV. Fossiles stratigraphiques
Fossiles utilisés pour la datation relative des couches sédimentaires
• Si espèce à évolution lente
On la retrouve identique sur
de longues périodes de temps
• Si espèce à répartition géographique
limitée (espèce endémique)
Mauvais fossile
stratigraphique
Ne permet pas de corrélation
d'une région à l'autre
Bon fossile
stratigraphique
• Évolution rapide (faible répartition dans le temps)
• Vaste répartition géographique
• Grande fréquence (nombreux individus à un instant t)
V. Taxinomie et phylogénie
Taxinomie : science qui étudie la classification des êtres vivants ou fossiles.
Taxon : groupement hiérarchisé de cette classification :
Règne
Embranchement
Classe
Ordre
Genre
…
Bivalves
Animal
Mollusques
Céphalopodes
Cordés
…
…
…
Végétal
…
Goniatites
Ammonoïdés
Nautiloïdés
…
Espèce
…
Nautilus
Nautilus
pompilius
…
…
V. Taxinomie et phylogénie
Filiation et phylogénie
arbre généalogique des groupes fauniques