Pour reconstituer l’histoire de la Terre, âgée d’environ 4,6 milliards d’années, les géologues disposent de deux approches complémentaires : la chronologie relative, qui ordonne les événements les uns par rapport aux autres, et la chronologie absolue (radiochronologie), qui leur attribue un âge chiffré.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Appliquer les principes de chronologie relative à une coupe géologique
- Utiliser les fossiles stratigraphiques et l’échelle des temps géologiques
- Expliquer le principe de la radiochronologie et calculer un âge
- Choisir un couple radioactif adapté à l’objet à dater
1. Les principes de chronologie relative
| Principe | Énoncé |
|---|---|
| Superposition | Une couche sédimentaire est plus récente que celle qu’elle recouvre (si la série n’a pas été renversée) |
| Continuité | Une même couche a le même âge sur toute son étendue |
| Recoupement | Une structure (faille, filon, intrusion) qui en recoupe une autre lui est postérieure |
| Inclusion | Les éléments inclus dans une roche (galets, enclaves) sont plus anciens que la roche qui les contient |
| Identité paléontologique | Des couches qui contiennent les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge |
Fossile stratigraphique : Fossile d’une espèce ayant vécu sur une courte durée mais avec une large répartition géographique, et facile à identifier (ammonites, foraminifères…). Il permet de corréler des couches éloignées.
2. L’échelle des temps géologiques
L’histoire de la Terre est découpée en éons, ères, périodes et étages, dont les limites correspondent souvent à des changements importants des faunes et des flores, voire à des crises biologiques.
La limite Crétacé-Paléogène
Vers 66 millions d’années, une crise biologique majeure voit disparaître de nombreux groupes (dont les dinosaures non aviens et les ammonites). Elle est associée à l’impact d’une météorite (cratère de Chicxulub, Mexique) et à un volcanisme intense (trapps du Deccan, Inde).
3. La radiochronologie
Certains isotopes radioactifs (éléments pères) se désintègrent spontanément en isotopes stables (éléments fils), à un rythme constant qui ne dépend ni de la température ni de la pression. La demi-vie (ou période) T est la durée au bout de laquelle la moitié des atomes pères s’est désintégrée.
N(t) = N₀ × e−λt
t = × ln(1 + )
4. Choisir le bon couple radioactif
| Couple | Demi-vie (environ) | Utilisation |
|---|---|---|
| ¹⁴C → ¹⁴N | 5 730 ans | Restes organiques jusqu’à environ 50 000 ans |
| ⁴⁰K → ⁴⁰Ar | 1,25 milliard d’années | Roches volcaniques |
| ⁸⁷Rb → ⁸⁷Sr | Environ 49 milliards d’années | Roches magmatiques et métamorphiques anciennes (méthode des isochrones) |
| ²³⁸U → ²⁰⁶Pb | 4,47 milliards d’années | Minéraux très anciens (zircons) |
Pour le couple Rb/Sr, le strontium 87 peut être présent dès la cristallisation. On utilise plusieurs minéraux d’une même roche : les points (⁸⁷Rb/⁸⁶Sr ; ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) s’alignent sur une droite, l’isochrone, dont la pente a = eλt − 1 donne l’âge.
À retenir
- Chronologie relative : superposition, continuité, recoupement, inclusion, identité paléontologique.
- Les fossiles stratigraphiques permettent de corréler les couches ; l’échelle des temps est rythmée par des changements de faunes et des crises biologiques.
- Radiochronologie : désintégration à vitesse constante, N = N₀e−λt, demi-vie T = ln 2 / λ ; âge = date de fermeture du système.
- Le couple radioactif doit être adapté à l’âge présumé et à l’objet (¹⁴C, K/Ar, Rb/Sr isochrones, U/Pb).
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.