À la recherche du passé géologique de notre planète
Le domaine « À la recherche du passé géologique de notre planète » teste votre capacité à reconstituer une histoire géologique : ordonner des événements, dater des roches et interpréter des structures comme les témoins d'anciens océans et de collisions. Les exercices types sont la coupe géologique à ordonner et à légender, et l'exploitation de données radiométriques.
Dater les roches : deux approches complémentaires
- Datation relative : principe de superposition (série non déformée : la couche la plus basse est la plus ancienne), de recoupement (une structure qui en recoupe une autre lui est postérieure), d'inclusion (un fragment inclus est plus ancien que la roche qui le contient), de continuité et d'identité paléontologique (même association de fossiles stratigraphiques = même période ; ces fossiles doivent avoir une large répartition géographique et une courte durée de vie).
- Datation absolue : radiochronologie fondée sur la décroissance d'un isotope père. Après n demi-vies, il reste N₀/2ⁿ atomes pères. La méthode date la fermeture du système (cristallisation d'un minéral, refroidissement), pas le dépôt sédimentaire.
Lire une histoire de collision
Le cycle de Wilson enchaîne rifting (failles normales, marges passives), océanisation, subduction (magmatisme calco-alcalin, métamorphisme de haute pression) puis collision (plis, chevauchements, nappes de charriage, granites de fusion crustale). Les ophiolites - lambeaux de lithosphère océanique charriés sur le continent - prouvent l'existence d'un océan aujourd'hui disparu, comme la Téthys dans les Alpes.
Exemple raisonné
Un granite recoupe des plis, puis est recoupé par une faille. Ordre des événements : dépôt des couches, plissement, intrusion du granite, jeu de la faille, érosion finale. Pour dater le granite, on mesure un rapport ⁴⁰Ar*/⁴⁰K = 7 : il y a 7 fois plus de ⁴⁰Ar radiogénique que de ⁴⁰K restant, donc N₀ = 8N, soit 3 demi-vies. Avec une demi-vie de 1,25 milliard d'années, le granite a cristallisé il y a environ 3,75 Ga.
Pièges
- Vouloir dater directement une roche sédimentaire : on date un niveau volcanique intercalé ou une intrusion recoupante.
- Oublier que le principe de superposition ne vaut que pour des séries non plissées ni renversées.
- Confondre faille normale (extension) et faille inverse (compression).
- Prendre les ophiolites pour le plancher océanique actuel.
- Inverser l'ordre : ce qui recoupe est plus récent, ce qui est inclus est plus ancien.