Leçon 15 : La chronologie en géologie
Objectifs spécifiques :
Relever, l'énoncé des principes de la chronologie relative à partir de l'exploitation de schémas, photos et données, textes illustrant chacun de ces principes
Relever dans un texte scientifique les principes de la radioactivité
Mettre en relation les principes de la radioactivité et leur utilisation dans la datation pour expliquer la notion de chronologie absolue
Recenser les informations relatives aux grands événements géologiques et biologiques qui se sont déroulés au cours du temps, à partir de documents et du Net.
Identifier les principales subdivisions du temps en géologie à partir d'une échelle géologique et de documents complémentaires
MAÎTRISE DES CONNAISSANCES⚓
EXERCICE 1
Question⚓
Fossile stratigraphique :
Solution⚓
Fossile stratigraphique : un fossile stratigraphique est une espèce à durée de vie courte (à l'échelle des temps géologiques) et à grande extension géographique, il permet de dater la roche dans laquelle il se trouve et de caractériser une époque géologique délimitée et limitée dans le temps.
EXERCICE 2
EXERCICE 3
EXERCICE 4
COMPÉTENCES MÉTHODOLOGIQUES⚓
EXERCICE 1
Question⚓
Le document ci-dessous représente une coupe géologique.
Énumère la succession des événements qui sont visibles sur cette coupe : plissement, dépôt des terrains sédimentaires, mise en place du granite, métamorphisme.
EXERCICE 2
Question⚓
Le document ci-dessous représente une coupe géologique simplifiée d'une région..
En appliquant les principes de la chronologie relative et en Justifiant tes réponses, établis une chronologie de la mise en place :
1. de la roche sédimentaire D par rapport aux autres roches sédimentaires A, B, C
2. du pluton granitique E par rapport aux roches sédimentaires D, C et B.
3. de la faille F par rapport aux roches E, D, C, B, et A
Solution⚓
En appliquant les principes de la chronologie relative nous allons établir une chronologie de la mise en place :
1) de la roche sédimentaire D par rapport aux autres roches sédimentaires A, B, C
En effet, d'après le principe de superposition, toute couche sédimentaire située en dessous d'une autre est considérée comme plus ancienne. Or, D se situe en dessous des autres roches sédimentaires A, B et C. Donc, par rapport aux autres roches sédimentaires (A, B et C), D est la plus ancienne.
2) du pluton granitique E par rapport aux roches sédimentaires D, C et B. toute structure ou formation géologique qui est recoupée par une autre est antérieure à celle qui la recoupe. En effet, d'après le principe de recoupement, toute structure ou formation géologique qui recoupe une autre structure géologique est postérieur à la structure qu'elle recoupe. Or, le pluton granitique E recoupe les roches sédimentaires D et C donc il est plus récent que les roches D et C. De plus, le pluton granitique E ne recoupant pas la roche sédimentaire B alors, il est plus ancien que B.
En résumé : E est plus récent que les roches D et C mais plus ancien que la roche B.
3) de la faille F par rapport aux roches E, D, C, B et A La faille F traversant les roches sédimentaires E, D, C et B alors, d'après le principe de recoupement, elle est plus récente que les roches E, D, C et B. Par contre, la faille F ne traversant pas la roche A alors, elle est plus ancienne que cette roche.
En résumé : F est plus récente que les roches E, D, C et B ; mais plus ancienne que la roche A.
EXERCICE 3
Question⚓
Le professeur met à la disposition des élèves le schéma ci-dessous et leur demande d'indiquer, parmi les quatre événements géologiques suivants : faille, plissement, surface d'érosion, dépôt de calcaires et grès),celui qui est le plus ancien.
Voici les réponses données par quatre élèves A, B, C et D:
Élève A : La faille est la plus ancienne.
Élève B : Le plissement est plus ancien
Élève C : La surface d'érosion est plus ancienne
Élève D : Le dépôt de calcaire et de grès est plus ancien.
Indique l`élève qui a raison. Justifie ta réponse
Solution⚓
L'élève C a raison. En effet, nous constatons d'abord que la surface d'érosion est située sous la couche de calcaires et de grès. Donc, d'après le principe de superposition, la formation de la surface d'érosion est antérieure au dépôt de la couche de calcaire et de grès. Ensuite, d'après le principe de recoupement, la faille est postérieure à cette surface d'érosion puisqu'elle la traverse. Enfin, le plissement a lieu après la superposition des couches de calcaires à rudistes, de la surface d'érosion, de dépôts fluvio-lacustres et de la couche de calcaires et de grès. Donc, la formation de la surface d'érosion est plus ancienne que l'apparition du plissement. Ainsi, la formation de la surface d'érosion est l'événement le plus ancien car, antérieur à la faille, au plissement et aux dépôt de calcaires et de grès.
Pour l'élève A, sa réponse est fausse.
En effet, comme la faille recoupe les couches de calcaires à rudistes, de dépôts fluvio-lacustres, de calcaires et de grès, de calcaires et molasse et la surface d'érosion alors, d'après le principe de recoupement, elle est postérieure à la formation de ces terrains.
Pour l'élève B, sa réponse est fausse.
En effet, la phase de plissement s'est produite après la superposition des couches de calcaires à rudistes, de la surface d'érosion, de dépôts fluvio-lacustres et de la couche de calcaires et de grès.
Donc, le plissement est postérieur à la formation de ces couches.
Pour l'élève D, sa réponse est fausse.
En effet, on remarque que le dépôt de calcaire et de grès couvre les dépôts fluvio-lacustres qui couvrent la surface d'érosion.
Donc, d'après le principe de superposition, le dépôt de calcaire et de grès est plus récent que que la formation de la surface d'érosion.
EXERCICE 4
Question⚓
Le document ci-dessous (document 2) représente la carte géologique d`une région.
1 – Propose une chronologie relative justifiée des terrains.
2 – Propose également une chronologie des événements lisibles sur la coupe, sachant que dans les roches 5 ont été découverts des fossiles du document 2.
Solution⚓
Proposons une chronologie relative justifiée des terrains.
−D'après le principe de superposition, toute couche sédimentaire située en dessous d'une autre est considérée comme plus ancienne. D'où, la superposition suivante des couches sédimentaires : 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8.
−Le plissement ayant lieu après cette superposition alors, il est plus récent que la formation de ces couches sédimentaires.
−La faille (F) traversant cette première superposition de couches sédimentaires alors, d'après le principe de recoupement, elle est plus récente que les roches 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 ainsi que le plissement.
Par ailleurs, comme cette (F)ne traverse pas la roche 9 alors, elle est plus ancienne que cette roche sédimentaire.
− Toujours d'après le principe de recoupement, la formation du granite est plus récente que la faille. Elle sera suivi d'une phase de métamorphisme. Par ailleurs, comme le granite ne coupe pas la roche 9 alors, il est plus ancien que cette dernière.
−Les couches 9, 10 et 11 plus récentes que le métamorphisme, se superposent dans cet ordre, d'après le principe de superposition.
−Enfin, l'éruption traversant toutes les couches sédimentaires alors, d'après le principe de recoupement, la formation de la couche de basalte constitue la structure géologique la plus récente.
Ainsi, nous obtenons une chronologie relative suivante des terrains :
− formation des couches sédimentaires 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8
−apparition du plissement
−apparition de la faille (F)
−mise en place du granite
−phase de métamorphisme
−formation des couches sédimentaires 9, 10 et 11
−dépôt de la couche de basalte
2) Proposons une chronologie des événements lisibles sur la coupe, sachant que dans les roches 5 ont été découverts des fossiles du document 2.
−Sur le document 2, on reconnaît des fossiles de trilobites. Or, cette espèce est apparue durant l'ère primaire.
Comme ces fossiles ont été découverts dans les roches 5, on peut alors dire que la formation de cette roche a lieu durant l'ère primaire.
−Les limites inférieures et supérieures de la roche 5 caractérisant respectivement l'apparition et l'extinction des trilobites alors :
∗la formation des couches sédimentaires antérieures (couches 2, 3, 4) s'est produite durant l'ère précambrienne.
Donc, la couche 5 est plus jeune que les couches 2, 3 et 4.
∗les événements plus récents que la formation de la couche 5 se sont produits après l'ère primaire donc, ils sont moins âgés que la formation de la couche 5.
Ces événements sont :
−formation des couches sédimentaires 6, 7 et 8
−apparition du plissement
−apparition de la faille (F)
−mise en place du granite
−phase de métamorphisme
−formation des couches sédimentaires 9, 10 et 11
−dépôt de la couche de basalte
EXERCICE 5
Question⚓
En 1938, au large de l`Afrique du Sud, puis plus tard aux Comores, les pêcheurs ont trouvé un étrange poisson : le cœlacanthe. (schéma ci-dessous)
Ses caractères permettent de le rattacher à un groupe de poisson, les crossoptérygiens, que l`on croyait éteint depuis le crétacé.
1 – Pourquoi a-t-on donné à cet animal le surnom de fossile vivant ?
2 – Peut-on le classer parmi les « bons » fossiles stratigraphiques ? Justifie ta réponse.
Solution⚓
1) Le cœlacanthe est surnommé fossile vivant parce qu'il ressemble très fortement à un poisson disparu depuis le crétacé, et qui est connu à l'état de fossile.
2) Oui on peut classer ce fossile parmi les "bons" fossiles stratigraphiques. En effet, son apparition au large de l`Afrique du Sud, puis plus tard aux Comores montre une grande extension ou répartition marine. Aussi, sa disparition au crétacé montre encore que l'espèce a du exister pendant une courte durée à l'échelle des temps géologiques.
Enfin, disparue depuis l'ère secondaire et connue à l'état de fossile, cette espèce a donc subi une bonne conservation. Ces caractéristiques nous permettent ainsi de classer ce fossile parmi les "bons" fossiles stratigraphiques.
EXERCICE 6
Question⚓
« Les fossiles de Mésosaurus, un reptile paléozoïque, ne se rencontrent aujourd`hui que dans deux régions (en sombre sur la carte ci-dessous) situées de part et d`autres de l`atlantique. Si les Mésosaurus avaient été capables de franchir à la nage une aussi grande distance, nous devrions les retrouver dans d`autres régions du monde».
Explique la répartition des fossiles de Mésosaurus trouvés seulement en Amérique du sud et en Afrique.
Solution⚓
Expliquons la répartition des fossiles de Mésosaurus trouvés seulement en Amérique du sud et en Afrique.
En effet, la terre était formée d'un seul continent appelé la Pangée qui, par la suite, s'est fragmenté, avec la séparation des continents et la formation et l'élargissement des océans.
Ainsi, l'océan atlantique a séparé l'Amérique du sud et l'Afrique qui, auparavant, formaient un seul bloc où vivaient les Mésosaurus dans une zone précise (en sombre sur la carte ci-dessus).
Et cet événement a donc entraîné la séparation de la population de ces reptiles en deux groupes vivant respectivement dans ces régions situées de part et d'autres de l'atlantique (en sombre sur la carte ci-dessus).
C'est donc ce qui explique, cette répartition des fossiles de Mésosaurus trouvés seulement en Amérique du sud et en Afrique.