Principe d’identité paléontologique: Mamites nodosoides Inoceramus labiatus → corrélations 1 B-Les géochronomètres: il y en a 2 1-Les éléments radioactifs → radiochronologie 2-Les fossiles ; parce que l’évolution, comme le temps, est irréversible → biochronologie 2 1-Les éléments radioactifs → radiochronologie 3 4 5 6 7 8 9 10 C- Fossiles et datations Biochronologie et Biostratigraphie datation RELATIVE (pas de mesure du temps en n années) →fondée sur les principes « géométriques » de la stratigraphie (superposition, recoupement…) qui donnent le sens général de la succession des espèces, →le principe d’identité paléontologique 11 →L’évolution: les espèces se transforment et les faunes et les flores changent avec le temps → chaque tranche de temps est caractérisée par des ensembles de fossiles différents, du fait des transformations et des extinctions 12 → Fossiles « stratigraphiques » = espèces ayant une courte durée de vie « géologique » et une grande extension géographique (corrélations) 13 1-Les grandes coupures du temps: différents degrés de précision dans la datation Les grandes divisions des temps géologiques (ères) définies dès 1840 par J. Philips sont fondées sur de grands changements biologiques (= « crises ») 14 Mammifères modernes Dinosaures Ammonites Bélemnites Conodontes Goniatites Trilobites Brachiopodes Graptolites 15 Mammifères Brachiopodes Trilobites Graptolites Foraminiferes Ammonites 16 2-les découpages fins du temps Fondés sur: -les apparitions et disparitions d’espèces -les degrés évolutifs des espèces (traduits dans leurs caractères) → Les biozonations, et les échelles biochronologiques 17 Biozone: tranche de temps de t1 à t2, avec une limite inférieure et une limite supérieure Zone d’extension ou de durée d’une espèce: entre la première apparition (A) et la disparition (D) d’une espèce D Z A Zone d’assemblage: zone pendant laquelle les 4 espèces considérées sont présentes Zone d’intervalle: entre la disparition d’une espèce et l’apparition etc… d’une autre espèce Z Z 18 19 Biozonation du Dévonien (Paléozoïque) à l’aide des Conodontes Zones d’assemblages 20 Niveaux repères ou bio-horizons: repère temporel sans durée (« ligne temps ») L’ensemble des espèces (définies par leur degré évolutif) d’un gisement repère choisi comme standard la succession des niveauxrepères constitue une échelle, dont chaque barreau est un repère temporel T4 T3 T2 T1 21 Milieu continental: utilisation des stades évolutifs de rongeurs MP 28 Issiodoromys MP 27 MP 26 MP 25 MP 24 MP 23 MP 22 22 Oligocène Milieu marin: utilisation des stades évolutifs de foraminifères: deux lignées de nummulitidés au cours de l’Eocène Nummulites Assilina 23 D- Terrains sédimentaires et stratigraphie 24 1-Analyse lithologique et sédimentologique Détermination de la géométrie des couches Discordance angulaire pendage Mise en évidence de discontinuités Trias Permien 25 Analyses des séquences: Une séquence de dépôt du Permien supérieur Inondations Assèchements = Cycles sédimentaires Permien Impacts de gouttes de pluie Actuel Permien Actuel 26 Craquelures de dessiccation « Log » = Succession des couches et formations sédimentaires relevées sur le terrain, et remises à l’horizontale avec indications des épaisseurs, caractères des sédiments, discontinuités, fossiles, etc… 27 2-Sismostratigraphie: Repose sur l'analyse de la propagation dans l'écorce terrestre d'ondes enregistrées en surface par une explosion ou un choc mécanique se propageant dans le sous-sol a une vitesse variable suivant la nature du terrain traversé. Sismique réflexion; sismique réfraction → géométrie des couches: -mise en évidence des discontinuités -géométrie des corps sédimentaires 28 Sismique réflexion sismique réfraction 29 30 31 32 3-Diagraphies rapports géométriques entre les couches déterminés par l’ enregistrement continu, en fonction de la profondeur, des variations d'un caractère physique de formations traversées par un sondage; résistivité (variable suivant la salinité de l'eau circulant dans les pores des roches) induction (champ électromagnétique) radioactivité naturelle (g) densité des roches indices d'absorption photo-électrique température cohésion des roches 33 pendage des bancs 4- les échelles chimiostratigraphiques: Il s'agit de repérer, dans les sédiments, la succession « d'événements chimiques » Les sédiments océaniques, et notamment les carbonates, sont de bons témoins des conditions physico-chimiques de l'océan. Différents éléments contenus dans les carbonates sont analysés: les isotopes stables de l'oxygène (16O et 18O) et du Carbone (12C et 13C); teneur globale en CaCO3; éléments traces (Sr, Mg, etc…). 34 Les isotopes de l'Oxygène et la stratigraphie: Principes Oxygène: 3 isotopes stables 16O…………………99,763% 17O…………………00,037% 18O…………………00,200% 35 Carbonate de Calcium = CaCO3 (coquilles, tests, squelettes, carbonates marins…) Composition isotopique = δ 18O de ces carbonates 18O/ 16O échantillon - 18O/ 16O standard X 1000 18O/ 16O standard 36 Principe: mesure du δ 18O des carbonates d’une succession stratigraphique -utilisation de la répétitivité des grandes fluctuations isotopiques dans des carottes océaniques quaternaires, pour créer des "âges isotopiques", en corrélant des fluctuations de même ampleur. 37 Valable pour le Quaternaire, et encore faut-il utiliser d'autres éléments d'étalonnage (fossiles, radioéléments, paléomagnétisme), parce que les événements enregistrés sont cycliques, pour ne pas se tromper d'isochrone. 38 -pour les périodes ou les variations du δ18O ont une plus grande amplitude, et ne présentent pas une cyclicité aussi rapprochée, les grands épisodes d’augmentation du δ18O (comme à la limite EocèneOligocène) peuvent servir d'élément de corrélation fiable, 39 Les isotopes stables du Carbone δ13C et la stratigraphie: marqueur océanique fiable parce que peu thermo dépendant (contrairement au δ18O) Sa courbe d'évolution temporelle présente un certain nombre "d'accidents" négatifs qui ont valeur stratigraphique (limite C/T, 65MA; Limite Paléocène/Eocène, 53MA; Miocène supérieur: 6,2mA…) 40 Les anomalies en Iridium comme marqueurs d'événements globaux: -Limite C/T -origine cosmique ou non question de la contemporanéité. 41 Conclusion: L'existence d'"anomalies" positives ou négatives dans les teneurs en différents éléments chimiques peut permettre de repérer de grands événements globaux, utilisables comme moyens de corrélation en stratigraphie. Mais, s'agissant de fluctuations plus ou moins périodiques dans la composition chimique des strates, un étalonnage indépendant de ces strates (fossiles, radioéléments) est nécessaire pour caler la succession observée dans l'échelle stratigraphique globale. 42 5-Le magnétisme des roches et la magnétostratigraphie: 43 44 45 46 Etude magnétostratigraphique de séries sédimentaires: Série au passage crétacé supérieur – paléocène au Maroc Coupe d’Achlouj 2, Maroc Central Cretaceous/Tertiary boundary Série Littorale : • Mammals • Selachians • Charophytes Série Continentale • Mammals • Dinosaurs • Charophytes : Série Phosphatée : • Selachians • Marine Reptiles Squalicorax bassanii 47 La mesure du paléomagnétisme des roches permet, en la combinant avec des informations sur leur durée de sédimentation, et sur leur contenu paléontologique, de dresser une échelle magnétostratigraphique. L’échelle de référence = Echelle géomagnétique 48 49 Ces méthodes (chimiostratigraphie, magnétostratigraphie) sont des méthodes de datation relative qui enregistrent des phénomènes plus ou moins cycliques ou récurrents. Leur étalonnage par les géochronomètres est nécessaire 50