Fossilisation, datations

Étude des strates géologiques et
des fossiles
Fossiles (du latin creuser)
= traces d’organismes vivants laissées dans les
roches sédimentaires.
•
Roches sédimentaires se forment par dépôts de
particules en suspensions ou par précipitation de
minéraux au fond d’un cours d’eau.
•
Pression  Solidification = Roche sédimentaire
•
Successions marines (inondations, assèchements)
ou modifications des dépôts  Strates
Roches sédimentaires formant des strates superposées
Un organisme peut se fossiliser SI:
•
Recouvert de sédiments
avant d’être complètement
décomposé (milieu
aquatique).
•
Absence d’oxygène.
•
Molécules organiques
progressivement remplacées
par des dépôts minéraux 
modèle minéral de
l’organisme mort
La fossilisation est un phénomène
RARE
Un dinosaure meurt sur
le bord d'un cours
d'eau.
Une crue saisonnière
submerge la carcasse
qui est rapidement
recouverte de
sédiments entraînés
par les eaux.
La chair se
décompose ne
laissant que le
squelette.
Lentement, au cours de
millions d'années, la
matière osseuse est
remplacée par des
minéraux dissous dans le
sol. Le squelette se
minéralise.
L'érosion peut éventuellement
exposer le squelette minéralisé.
Plus la strate géologique est
profonde, plus elle est ancienne.
+ récent
+ ancien
Strates géologiques → Histoire de la vie
•
Des strates les plus anciennes aux plus récentes: certaines
espèces apparaissent, d’autres disparaissent.
•
Plus la strate est ancienne, plus les formes fossiles sont
différentes des espèces d’aujourd’hui.
•
Les types de fossiles sont disposés dans le même ordre,
partout dans le monde.

Certaines formes sont toujours au-dessus d’autres
formes.
 Succession des formes dans les strates est toujours la
même partout dans le monde.
Datation des strates :
• Datation absolue
•
Datation relative
Datation absolue : mesure des proportions
d’isotopes radioactifs dans la roche
>
Ex. Datation 40Potassium / 40Argon
>
Ex. Datation 238Uranium / 206Plomb
>
Ex. Datation 87Rubidium / 87Strontium
Méthode pas toujours applicable :
nécessite des roches volcaniques.
EX. Datation 40Potassium / 40Argon
Le potassium présente trois formes isotopiques :
•
39K
(93.2581%)
•
40K
(0.0117%)
•
41K
(6.7302%).
Le potassium 40 est instable. Il se désintègre
spontanément en 40Calcium et en 40Argon
La demi-vie du 40K est de 1,26 GA.
Si une roche est chauffée au point de devenir liquide,
l’Argon 40 qu’ elle contient s’en échappe (l’Argon est un
gaz).
Lorsque la roche se recristallise, elle ne contient plus
d’Argon (l’horloge est ramenée à 0).
Après le refroidissement, le 40K demeuré dans la roche
continue à se transformer en 40Ar qui demeure
emprisonné dans le réseau cristallin de la roche.
Connaissant la demi-vie du 40K (1,26 GA), on peut
calculer le temps écoulé depuis que la roche s’est
recristallisée en déterminant la proportion 40K / 40Ar
qu’elle contient.
Parent
Rejeton
Demi-vie (années)
Uranium 238
Rubidium 87
Potassium 40
Carbone 14
Plomb 206
Strontium 87
Argon 40
Azote 14
4,5 milliards
47 milliards
1,3 milliards
5730
N.B. La méthode au Carbone 14 ne permet de dater que
des échantillons biologiques (matière organique). On
ne l’utilise donc pas pour dater des roches
volcaniques.
Compte tenu de la demi-vie du Carbone 14, cette
méthode est inutilisable au-delà de 50 000 ans.
•
Datation absolue
•
Datation relative
•
Datation relative: identification des fossiles
contenus dans la strate étudiée.
Certains fossiles sont tellement typiques d'une époque donnée,
qu'ils peuvent être utilisés comme marqueurs stratigraphiques.
Ex. datation de Toumaï (Sahelanthropus tchadensis)
Plus ancien hominidae bipède connu
(découvert au Tchad en 2001).
•
Datation relative (d’après les
ossements d’animaux découverts
sur le site où Toumaï a été
découvert) : ~ 7 MA
•
Datation absolue (méthode au
10bérylium) entre 6.9 et 7.2 MA
Les Ammonites
En partant, si on
retrouve une ammonite,
on sait que le gisement a
plus de 65 MA
•
Sources: Gilles Bourbonnais Cégep de Sainte-Foy
Évolution du nombre de genres
d'Ammonites au cours du temps