12temps1

I.4 La mesure du temps dans l’histoire de la Terre et de la vie
1/2. La datation relative
Le temps en géologie est un temps déjà passé : il ne peut être directement saisi ni même mesuré. Seules les traces laissées
par les phénomènes géologiques ou biologiques permettent de l’appréhender. Plusieurs méthodes permettent ainsi de
reconstituer la chronologie d’événements géologiques et d’évaluer leur durée.
Comment dater des événements en utilisant les principes de la chronologie relative ?
Capacités
Activité 1. Datation relative d’événements.
On peut ordonner des structures les unes par rapport aux autres en appliquant des principes simples. Il s’agit d’une datation
relative : c’est-à-dire que sans préciser l’âge, on sait qu’une structure est antérieure ou postérieure à une autre.
Il existe quatre principes :
- Le principe de superposition : une structure située au-dessus d’une autre est plus récente (et inversement) ;
- Le principe de recoupement : une structure qui en recoupe une autre est plus récente. Par exemple, les plis (ou les
failles) sont postérieurs au dépôt des formations sédimentaires affectées. De même, un minéral inclus dans un autre est
antérieur ;
- Le principe de continuité : une strate géologique a le même âge sur toute son étendue ;
- Le principe d’identité paléontologique : des strates contenant les mêmes fossiles stratigraphiques sont de même âge.
Appliquons ces principes dans les deux exemples qui suivent.
Exploitation d’images
Sur le terrain.
Pli de Saint Clément.
http://christian.nicollet.free.fr/page/Alpes/StClement.jpg
(affleurement, roche)
Dater le pli par rapport aux dépôts sédimentaires.
http://www.cbga.net
Affleurement
magmatique du
Chenaillet.
Dater le filon de basalte par rapport au gabbro.
Affleurement sédimentaire de
Barrachin.
http://www.cbga.net
Dater la faille par rapport au
dépôt sédimentaire.
http://lewebpedagogique.com/bouchaud
1
Métagabbro du Queyras. Minéral bleu : glaucophane. Minéral verdâtre : pyroxène. Minéral
blanc : plagioclase.
Source CBGA.
Dater la glaucophane par rapport au pyroxène
En coupe.
Démarche explicative (exercice
de type II.1 du bac)
Exploitation de cartes et de
coupes géologiques
Interprétation des structures
observées avec justification.
Synthèse qui reprend l’ordre
chronologique.
Doc1. Coupe géologique simplifiée d’une région de Provence.
Questions.
1. Réaliser une datation relative des cinq événements indiqués sur le document et visibles sur la
coupe géologique présentée, puis établir leur chronologie en bilan.
Les cinq événements à prendre en compte sont :
- la faille,
- la phase de plissement,
- la surface d’érosion,
- le dépôt de calcaires et grès,
- le dépôt de calcaires et molasses.
Votre raisonnement doit être rigoureux et justifié !!!
2. Repérer la couche en discordance sur les autres. Justifier votre choix.
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2
En carte.
Faille (en tirets ou pointillés, axe
d’un pli)
N
O
E
S
2 km
Document 3. Schéma structural simplifié d’après la carte n°175 de Condé-sur-Noireau (1/50 000).
Questions.
3. Retrouver la chronologie des principaux événements géologiques de cette région :
- sédimentation,
- magmatisme,
- métamorphisme,
- tectonique (failles et plis).
4. Repérer et justifier la couche en discordance sur les autres.
Capacités
Activité 2. L’utilisation des fossiles pour la datation relative.
Etude de documents sur le
Exploiter les documents des pages 290 et 291 du livre.
principe d’identité
paléontologique
Compléments :
Organisation et morphologie de la coquille d’ammonite : vue externe (à gauche), coupe
transversale (à droite). © Didier TS 2002.
Questions.
5. Comparer l’âge des grès algérien, espagnol et breton dans lequel le fossile a été trouvé.
6. Expliquer en quoi Cleistopora geometrica constitue un bon fossile stratigraphique.
7. Comparer l’intérêt stratigraphique des ammonites et du nautile.
8. En conclusion. Montrer comment l’étude des fossiles permet de comparer des formations sédimentaires géographiquement
éloignées et de les relier dans le temps.
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Clés : chronologie relative ; principes de superposition, de recoupement, de continuité, d’identité paléontologique.
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3
Complément. Échelle numérique des temps géologiques (d’après BRGM).
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4
Correction.
1. Réalisez une datation relative des cinq événements indiqués sur le document et visibles sur la coupe
géologique présentée, puis établissez leur chronologie.
La faille est postérieure à tous les terrains qu’elle affecte (= tous les terrains traversés). Application du principe
de recoupement. Elle est donc postérieure au dépôt des terrains de calcaires et molasses.
La phase de plissement est postérieure à tous les terrains affectés (principe de recoupement). Elle est donc
postérieure au dépôt des calcaires et grès.
Les calcaires et molasses ne sont pas inclus dans le plissement : la phase de plissement est donc antérieure à
leur dépôt (principe de recoupement).
Au final, le plissement a eu lieu entre le dépôt des calcaires et grès et le dépôt des calcaires et molasses.
La surface d’érosion se situe au-dessus des calcaires à Rudistes et en dessous des dépôts fluvio-lacustres :
d’après le principe de superposition, elle est postérieure aux calcaires à Rudistes et antérieure aux dépôts
fluvio-lacustres.
Le dépôt de calcaires et grès repose au-dessus des dépôts fluvio-lacustres. D’après le principe de
superposition, il est donc postérieur à ces dépôts.
Le dépôt de calcaires et molasses repose sur les autres terrains. D’après le principe de superposition, il est
donc postérieur à tous les autres terrains.
Synthèse.
L’application des deux principes de la datation relative permet donc d’établir la chronologie suivante :
1) Surface d’érosion (liée à une émersion).
2) Dépôt des calcaires et grès.
3) Plissement.
4) Dépôt des calcaires et molasses.
5) Apparition de la faille.
2. Repérez la couche en discordance sur les autres. Justifiez votre choix.
Une couche en discordance présente un angle de dépôt différent par rapport aux couches sous-jacentes. La
couche en discordance correspond donc aux calcaires et molasses (en gros, il y a eu plissement,
probablement émersion puis dépôt des calcaires et molasses lors d’une transgression).
3. A partir des informations apportées par les documents, retrouvez la chronologie des principaux événements
géologiques de cette région (sédimentation, magmatisme, métamorphisme et tectonique (failles et plis)).
La granodiorite recoupe le Briovérien et le métamorphise (métamorphisme de contact) : sa mise en place et le
métamorphisme associé sont postérieurs au Briovérien (principe de recoupement).
Le Cambrien n’est pas affecté par le métamorphisme (principe de recoupement) : la granodiorite est donc
antérieure au dépôt du Cambrien.
Les terrains sédimentaires d’âge Briovérien, Cambrien, et Ordovicien sont plissés. D’après le principe de
recoupement, le plissement est postérieur au dernier terrain plissé, donc à l’Ordovicien.
Les failles affectent ces mêmes terrains et recoupent le pli précédemment étudié. D’après le principe de
recoupement, elles sont donc postérieures au pli.
Le Jurassique repose sur tous les terrains sédimentaires (principe de superposition) : il est postérieur à
l’Ordovicien. Il recouvre les plis et les failles (principe de recoupement) : il est postérieur aux plis et failles.
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Synthèse.
L’application des deux principes de la datation relative permet donc d’établir la chronologie suivante :
1) Dépôt du Briovérien
2) Mise en place de la granodiorite et métamorphisme associé.
3) Dépôt du Cambrien, de l’Ordovicien.
4) Plissement après l’Ordovicien.
5) Apparition de failles postérieures aux plis.
6) Erosion (émersion ? car lacune sédimentaire : pas de Dévonien … Trias). Puis transgression marine :
dépôt du Jurassique.
4. Repérez et justifiez la couche en discordance sur les autres.
Jurassique en discordance car il recoupe des terrains d’âges différents.
Questions.
5. Indiquez quelle information fournit la présence de Cleistopora geometrica dans une roche quant à l’âge de
cette dernière.
Fossile à courte durée de vie (8 Ma), réparti sur de grandes surfaces (Bretagne, Espagne et Algérie) dans une mer
épicontinentale peu profonde du Dévonien.
6. Comparez l’âge des grès algérien, espagnol et breton dans lequel le fossile a été trouvé.
Ces trois formations contiennent les mêmes fossiles : elles ont donc le même âge.
7. Expliquez en quoi Cleistopora geometrica constitue un bon fossile stratigraphique.
Raisons évoquées plus haut : grande répartition géographique, courte durée de vie.
8. Comparez l’intérêt stratigraphique des ammonites et du nautile.
Les ammonites remplissent les 3 conditions : courte durée de vie, grande aire géographique et grand nombre
d’individus. De nombreuses espèces facilement reconnaissables par leurs ornementations (lignes de suture par
exemple). Exemple kosmoceras.
Le Nautile n’est pas un fossile stratigraphique : trop grande durée de vie et pas d’évolution morphologique
majeure.
9. En conclusion. Montrez comment l’étude des fossiles permet de comparer des formations sédimentaires
géographiquement éloignées et de les relier dans le temps.
2 roches contenant les mêmes fossiles stratigraphiques sont de même âge. Principe d’identité paléontologique.
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