Cours de géologie générale

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L. BENSLAMA

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COURS GEOLOGIE GENERALE 1ère Année Licence SNV/GAT
N.B. : Ce cours est largement inspiré du cours dispensé au Département de Géologie et Génie Géologique de
l’Université Laval. Québec. http://www2.ggl.ulaval.ca
INTRODUCTION-GENERALITES
1. Définition. Objets (sujets, thèmes) de la géologie
Le mot géologie vient du grec "gê" (= Terre) et "logos" (=discours, science).
La géologie est une science qui s’intéresse à l’étude de la Terre (ou globe terrestre), planète du système
solaire. Elle s’intéresse également à d’autres planètes et astres, les mieux connues sont la Lune et Mars.
La géologie s’intéresse en premier lieu à l’étude des matériaux (roches) qui forment la croûte terrestre. Cette
dernière représente l’enveloppe la plus externe du Globe, directement accessible à l’observation.
Comme la biologie, la géologie est une science naturelle. Pour mener à bien son étude, le géologue a besoin
de différents outils de travail qui vont de l’observation à l’œil nu ou observation macroscopique, jusqu’à
l’observation par satellites, en passant par l’utilisation d’un marteau, d’une loupe, d’une boussole et de
cartes topographiques.
2. Buts de la géologie
La géologie, au sens large, s’intéresse à l’étude des roches, des minéraux, des fossiles, mais aussi aux
ressources naturelles contenues à la surface et au sein de la Terre.
La géologie s’intéresse également à l’activité terrestre illustrée par les tremblements de terre, les éruptions
volcaniques etc...
a. Buts scientifiques : Elle s’applique à reconstituer l’histoire de la formation et de l’évolution de la
surface de la Terre. La surface terrestre se transforme continuellement. Les travaux actuels montrent qu’il y
a 5 milliards d’années, la surface terrestre était constituée de substances fondues (magmas). Leur haute
température diminua peu à peu ; ce qui permit, dans un premier temps, à différents gaz (gaz carbonique,
oxygène et autres) de se développer.
Des organismes vivants, des algues puis des animaux apparurent. Les premiers, il y a 3 milliards d’années et
les seconds 600 millions d’années.
On sait aussi que les continents ont changé de position, que le climat, les animaux et la végétation se sont
modifiés au cours des temps. Certains de ces phénomènes sont perçus d’après les traces fossiles (empreintes
de la vie du passé) contenues dans les roches.
La géologie nous renseigne ainsi sur le passé de la Terre.
b. Buts économiques : La géologie a, aussi, un but pratique. Les couches profondes sont explorées
dans le but de découvrir des ressources minérales (eau, charbon, minerais, hydrocarbures…).
3. Les principales disciplines (ou spécialités)
Les objets d’étude de la géologie sont diversifiés. Pour cette raison, il existe différentes spécialités.
a. La pétrographie et la pétrologie La pétrographie : c’est l’étude des roches et a pour but la
description des roches et de leur classification. L’étude microscopique (microscope polarisant) complète
l’étude macroscopique.
La pétrologie : il ne s’agit pas de l’étude du pétrole (lorsque c’est le cas, on parle de géologie pétrolière),
mais de l’étude des roches basée sur la géochimie (chimie des roches).

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b. La minéralogie et la cristallographie : La première s’intéresse aux minéraux (à leur chimisme.
Ex : quartz ; SiO2), la seconde à l’étude des cristaux.
c. La sédimentologie : Elle a pour but de retrouver les mécanismes de formation des roches
sédimentaires. Une roche sédimentaire est formée par accumulation des débris d’autres roches.
d. La stratigraphie C’est l’étude des strates (ou couches) géologiques. Elle s’applique à retrouver la
succession et l’âge des différentes couches.
f. La paléontologie : C’est la science des fossiles : animaux et végétaux disparus, mais dont les
traces sont conservées au sein des roches. Un fossile est un reste, une trace, d’animal ou de végétal.
h. La géologie marine ou océanographie géologique : Étude des fonds marins pour la recherche
pétrolière "Off-Shore" la caractérisation du milieu pour la protection, l’aménagement du littoral.
i. La tectonique ou géologie structurale : Elle étudie les déformations des terrains géologiques. Elle
montre que les roches (magmatiques, métamorphiques et sédimentaires) se cassent et se plissent pendant ou
après leur formation.
4. Les différentes échelles d’observation en Géologie ou en biologie.
La géologie s’étudie à différents niveaux en utilisant différents moyens. De l’échelle régionale à l’échelle du
cristal, on utilise :
a. L’observation par satellites
Elle permet d’étudier de très grandes surfaces, à l’échelle des continents. Les satellites fournissent des
photos satellitaires.
b. L’observation par avion
Elle produit des photos aériennes. L’observation couvre une surface d’un millier de km².
c. L’observation régionale
Elle permet l’étude d’une région d’une superficie du km². C’est la plus courante en géologie. Elle se fait sur
la base d’une carte géologique établie, notamment, sur la base des cartes topographiques (voir TD).
d. L’observation à l’œil nu
C’est l’aspect le plus courant de l’observation en sciences naturelles. On regarde directement les terrains et
les roches qui les composent.
e. L’observation à la loupe
Elle permet d’observer le détail d’une roche, par exemple des cristaux de la taille du millimètre.
f. L’observation au microscope
Elle permet d’observer des éléments (cristaux par exemple), de l’ordre du dixième de millimètre.
g. Autres appareillages
Après les différentes techniques d’observation, on commence à utiliser certains appareillages comme la
diffractométrie aux rayons X (RX) qui permet d’étudier la structure des minéraux ou le MEB (microscope
électronique à balayage).

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LA TERRE AU SEIN DE L’UNIVERS
1. Introduction
- Univers et Galaxies
L’Univers, ou Cosmos, est l’ensemble de tous les corps célestes. Un corps céleste est un objet extra-terrestre
visible dans le ciel : les étoiles, le soleil ou la Lune sont des corps célestes. L’Univers est constitué de
galaxies dont le nombre se chiffre en milliards (de milliards).
La galaxie est un vaste ensemble d’étoiles, de poussières et de gaz. La galaxie, ainsi que le système solaire à
laquelle appartient la Terre, s’appelle: la Voie lactée. Elle est visible par beau temps, durant la nuit, et
ressemble à une immense écharpe blanche (comme du lait, pour lactée), tendue en oblique dans le ciel.
La formation de l’Univers remontrait entre 12 et 15 milliards d’années.
- La formation du système solaire et de la Terre
Le système solaire s’est formé, il y a 4,5 à 4,6 milliards d’années par la condensation de la nébuleuse
primitive (nom de la galaxie). L’accrétion (consolidation) des éléments les plus lourds dans la région
centrale de la nébuleuse, a donné naissance aux planètes telluriques (voir définition plus bas). À la fin de leur
période de consolidation, ces planètes (Voir illustration, exemple de la Terre) se sont différenciées
intérieurement (formation d’une croûte, d’un manteau et d’un noyau). A peu près, en même temps, les
surfaces primitives des planètes (et celles de leurs satellites) ont subi un intense bombardement météorique
qui a formé des cratères d’impact de toutes tailles, ainsi que de grands bassins circulaires.
Parce qu’ils sont totalement dépourvus d’atmosphère et d’hydrosphère, certains corps du système solaire,
tels que la Lune ou Mercure, ont pu, en l’absence d’érosion, conserver leur surface primitive. D’autres, tels
que la Terre ou Mars, ont subi des formes diverses d’érosion qui ont modifié leur aspect originel.
En effet, la Terre, du fait des grands bouleversements géologiques intervenus au cours de son histoire, liée
en particulier à la tectonique des plaques (Voir cours ultérieurs), possède une surface très jeune par rapport à
celles des autres corps système solaire. Il est par conséquent très difficile de retrouver et d’observer de nos
jours sur la Terre, les traces des premiers stades de son histoire et de son évolution géologique. C’est en
étudiant les surfaces des autres corps solides du système solaire que l’on peut espérer reconstituer l’histoire
primitive de la Terre.

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2. Le système solaire
Le Système solaire est composé du Soleil et de 8 planètes: de la plus proche à la plus éloignée (du Soleil),
les planètes se nomment Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. (Toutes les
planètes, y compris la Terre, portent des noms de dieux et déesses de la mythologie romaine).
Comparaison de la taille du Soleil, avec celles des planètes, depuis Mercure à Neptune (de gauche à droite).
Crédit : NASA
Il comporte également une ceinture d'astéroïdes composée de petits corps rocheux. Une seconde ceinture
appelée ceinture de Kuiper, composée d’objets glacés.
Toutes ces planètes, excepté les deux plus proches du Soleil, possèdent des satellites en orbite et chacune
des quatre planètes externes est entourée d’un anneau de poussière et d’autres particules.
Avant 2006, dans les planètes du système solaire figurait Pluton. Après sa découverte en 1930, Pluton fut considérée
comme une planète pendant 76 ans. La décision de l'UAI (Union Astronomique Internationale, organisation chargée de la
nomenclature astronomique) l'a reclassé comme planète naine (Sans rentrer dans les détails, une planète naine est
intermédiaire entre une planète et un petit corps).
3. Soleil. Planètes
Le système solaire comprend un astre (objet céleste naturel, planète ou étoile) : le Soleil, 8 planètes
principales, des satellites (corps célestes qui gravitent autour des planètes), des comètes (astres dont les
contours ne sont pas nets), des astéroïdes (petits astres), des météorites (objets naturels qui proviennent de
l’espace. Des météorites formés de Fe et de Ni, tombent à la surface de la Terre) ; et enfin des poussières
interstellaires ou interplanétaires qui se trouvent entre les étoiles.
La différence, entre une planète et une étoile:
- Planète : corps céleste qui n’émet pas de lumière, pour être visible, il est éclairé par le soleil.
- Etoile : corps céleste qui émet de la lumière (boule de feu).