Le temps et les roches : chronologie relative et chronologie absolue

Les notions à connaître

Principe de superposition

Dans une série sédimentaire non déformée, une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre. Il ne vaut plus si la série a été retournée par une déformation.

Principe de recoupement

Une structure qui en recoupe une autre (faille, filon, surface d'érosion, pluton) est plus récente que la structure recoupée. Une couche déposée par-dessus sans être recoupée est plus récente que la structure.

Principe d'inclusion

Un élément inclus dans une roche (galet, enclave, fragment) est plus ancien que la roche qui le contient : il existait avant elle.

Fossile stratigraphique

Fossile d'une espèce qui a évolué rapidement (courte durée d'existence) et qui avait une grande extension géographique : ammonites, trilobites, foraminifères. Une association de tels fossiles caractérise un intervalle de temps et permet des corrélations entre régions éloignées.

Échelle stratigraphique

Succession d'intervalles de temps emboîtés (ères, périodes, étages), délimités par des coupures fondées sur l'apparition ou la disparition de groupes fossiles. Sa connaissance détaillée n'est pas attendue ; on retient son principe de construction.

Demi-vie

Durée au bout de laquelle la moitié des noyaux d'un isotope radioactif présents s'est désintégrée. Elle est caractéristique de l'isotope et ne dépend ni de la température, ni de la pression, ni de l'âge de l'échantillon : environ 5 730 ans pour le carbone 14, 1,25 milliard d'années pour le potassium 40, 49 milliards d'années pour le rubidium 87.

Fermeture du système

Moment à partir duquel un minéral ou une roche n'échange plus d'éléments père et fils avec son environnement : l'horloge radioactive démarre. Pour une roche magmatique, c'est le refroidissement sous une température de fermeture propre à chaque minéral et à chaque couple ; pour un organisme, c'est sa mort.

Droite isochrone

Méthode du couple $rubidium-strontium$ : plusieurs minéraux d'une même roche, de rapports $^{87}Rb/^{86}Sr$ différents, s'alignent sur une droite dont la pente augmente avec l'âge. Elle ne demande pas de connaître la quantité initiale de strontium $87$.

Les erreurs à éviter en svt

• ✗ Inverser le principe de recoupement

  ✓ Ce qui recoupe est plus RÉCENT que ce qui est recoupé : une faille qui décale une couche s'est produite après le dépôt de cette couche.

• ✗ Dater directement une roche sédimentaire par la radioactivité

  ✓ Les minéraux d'une roche sédimentaire viennent de l'érosion de roches plus anciennes : leur âge n'est pas celui du dépôt. On date des roches magmatiques et on encadre les couches sédimentaires grâce aux relations géométriques.

• ✗ Croire que deux âges différents d'une même roche signalent une erreur

  ✓ Chaque minéral enregistre le moment où il est passé sous sa propre température de fermeture : un zircon (au-delà de 1 000 °C) donne l'âge de la cristallisation, une biotite (environ 300 °C) un âge plus jeune, atteint au cours du refroidissement.

• ✗ Penser qu'il ne reste plus rien après deux demi-vies

  ✓ À chaque demi-vie, la moitié de ce qui RESTE se désintègre : il reste 1/2, puis 1/4, puis 1/8 des noyaux pères. La décroissance ne s'arrête jamais à zéro en un temps fini.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Dans une série de couches sédimentaires non déformée, une couche est en général :
2. Une faille décale les couches A, B et C, mais pas la couche D qui les recouvre. Que peut-on en déduire ?
3. Un conglomérat contient des galets de granite. Que peut-on en déduire ?
4. Quelles caractéristiques font d'une espèce fossile un bon fossile stratigraphique ?
5. La demi-vie d'un isotope radioactif est :