La mesure du temps dans l`histoire de la Terre et de la Vie
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La mesure du temps dans l'histoire de la Terre et de la Vie La datation relative des évènements géologiques Ce que je dois connaître - les roches sédimentaires se présentent en couches superposées appelées strates, les strates déterminent une série stratigraphique - les plis et les failles sont des accidents tectoniques, marques de forces de compression ou de distension qui affectent les roches - une couche donnée (sédimentaire ou coulée volcanique) est plus récente que la couche qui est au-dessus et donc plus ancienne que la couche qui est au-dessus : c'est le principe de superposition - toute structure (pli, faille, discontinuité, intrusion magmatique) qui en recoupe une autre est postérieure à cette dernière : c'est le principe de recoupement - une discontinuité (ou discordance) entre 2 couches correspond à un arrêt de sédimentation suivi d'une phase d'érosion puis la sédimentation reprend ; une discontinuité est donc postérieure à la couche qu'elle affecte et antérieure à la couche qui la recouvre - une couche sédimentaire continue a le même âge partout : c'est le principe de continuité - un fossile stratigraphique est une espèce qui a vécu sur une courte période géologique mais qui a eu une grande expansion géographique - les couches qui contiennent les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge : c'est le principe d'identité paléontologique - la datation relative permet d'ordonner des évènements géologiques ayant affectés une région sans donner d'âge précis Ce que je dois savoir faire - à partir d'une carte géologique ou d'une coupe géologique simplifiée, reconstituer l'ordre chronologique relatif des évènements en justifiant à l'aide des principes de la stratigraphie - énoncer les principes de la stratigraphie et les illustrer d'un exemple La datation absolue Ce que je dois connaître - les méthodes de datation absolue reposent sur l'existence des isotopes d'un corps chimique ; elle est fondée sur la décroissance radioactive de certains éléments chimiques qui se produit lors de la fermeture d'un système (mort d'un être vivant, formation de minéraux par refroidissement) ; les éléments chimiques évoluent alors spontanément en suivant les lois physiques de désintégration : la quantité d'isotope susceptible de se désintégrer diminue - les roches sédimentaires ne forment jamais un système fermé : elles ne peuvent pas être datées par les méthodes de radiochronologie (sauf cas particuliers par le 14C) - le carbone 14, (1/2 vie égale à 5370 ans), permet de dater des évènements jusqu'à quelques dizaines de milliers d'année (50 000 ans maxi) - on admet que la quantité de 14C produite est constante au cours du temps - on connaît donc la quantité de 14C existant à la fermeture du système (mort d'un être vivant, précipitation et isolement d'un carbonate) car elle est la même qu’aujourd’hui en proportion. - le 14C permet de dater des fragments de végétaux figés dans des laves, des fragments d'os, des pigments organiques utilisés dans les peintures rupestres - le couple potassium-argon (K-Ar) permet de dater des roches plus anciennes qu'avec le 14C, en particulier les roches magmatiques riches en feldspaths potassiques et en mica (minéraux riches en potassium) - le 40K se désintègre en formant 40Ar - le système se ferme lorsque les minéraux contenant le K se forment - la quantité de 40Ar est négligeable car il n'est pas piégé dans les minéraux : - la méthode par le rubidium-strontium est la plus utilisée : 87Rb donne par désintégration du 87Sr stable - on ne connaît pas la quantité de 87Rb dans le système au moment de sa fermeture - on a donc 2 inconnues : la quantité initiale d'isotope et le temps écoulé (que nous cherchons) pour résoudre le problème, on effectue une mesure des rapports isotopiques sur au moins 2 constituants (minéraux) différents de l'échantillon ; les rapports isotopiques mesurés sont pour chaque minéral : 87Rb/86Sr et 87Sr/86Sr - les valeurs obtenues sont reportés sur un graphe 87Rb/86Sr = f (87Sr/86Sr) - les différents points obtenus forment une droite d'équation 87Sr/86Sr = a (87Rb/86Sr ) + (87Sr /86Sr) 0 où a est la pente (coef directeur) et a = et – 1 ( plus la pente est forte, plus les échantillons sont vieux) Ce que je dois savoir faire Remarque : dans tous les cas, les formules mathématiques seront données Rappel : souvent, les calculatrices ne sont pas autorisées - calculer l'âge d'un échantillon à partir du carbone 14 - calculer l'âge d'une roche à partir de la méthode potassium-Argon - calculer l'âge d'une roche à partir de la droite 87Rb/86Sr = f (87Sr/86Sr) et de la pente de la droite (formule donnée)
