Mots clés : Chronologie absolue, chronologie relative, principe de superposition, La datation relative est fondée sur un nombre limité de principes qui sont géologique, le géologue a recours à une méthode basée sur la décroissance
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Thème : IM 7HUUH OM YLH HP O·RUJMQLVMPLRQ GX YLYMQPChapitre 2.1: Le temps et les roches
Mots clés : Chronologie absolue, chronologie relative, principe de superposition, de recoupement, G·LQŃOXVLRQ de continuité, fossile stratigraphique,
échelle chrono stratigraphique, désintégration radioactive, isotope, demi-YLH G·XQ pOpPHQP UMGLRMŃPLI IHUPHPXUH GX V\VPqPHB
Notions Activités, exemples
I. La datation relative permet de classer GHV VPUXŃPXUHV JpRORJLTXHV VPUMPHV SOLV IMLOOHV"HPŃ ou
GHV pYpQHPHQPV JpRORJLTXHV VpGLPHQPMPLRQ pURVLRQ LQPUXVLRQ GH URŃOHV PMJPMPLTXHV"HPŃ les unsSMU UMSSRUP MX[ MXPUHV VHORQ XQ RUGUH G·MSSMULPLRQB (OOH UHSRVH VXU O·RNVHUYMPLRQ GH UHOMPLRQV
géRPpPULTXHV HQPUH OHV RNÓHPV JpRORJLTXHV HP O·pPXGH GX ŃRQPHQX SMOpRQPRORJLTXH IRVVLOHVB
1. La datation relative est fondée sur un nombre limité de principes qui sont systématiquement mis
en pratique lors des observations géologiques à différentes échelles (affleurements, roches,
minéraux). Elle permet de reconstituer des histoires géologiques.a. Principe de superposition : Une couche (roche sédimentaire) ou une coulée (roche volcanique)
est plus récente que ŃHOOH TX·HOOH UHŃRXYUH HP HVP SOXV MQŃLHQQH TXH ŃHlle qui la recouvre.
FH SULQŃLSH Q·HVP MSSOLŃMNOH TX·MX[ VpULHV QRQ UHQYHUVpHV SMU OM PHŃPRQLTXHB b. Principe de continuité : Une couche est de même âge en tous points. c. Principe de recoupement : Lorsque deux structures ou deux formations se recoupent, celle quiUHŃRXSH O·MXPUH HVP SOXV UpŃHQPHB I·pYpQHPHQP TXL GpIRUPH XQH IRUPMPLRQ JpRORJLTXH H[HPSOH :
plissement) est postérieur à la mise en place de la formation.$ O·pŃOHOOH GHV PLQpUMX[ G·XQH URŃOH : Un minéral qui recoupe un autre a cristallisé en dernier.
d. 3ULQŃLSH G·LQŃOXVLRQ : Tout objet (roche, minéral) inclus dans un autre est plus ancien que celui
qui les renferme.2. Le pULQŃLSH G·LGHQPLPp SMOpRQPRORJLTXH UHSRVH VXU O·XPLOLVMPLRQ GH IRVVLOHV HQ PMQP TXH PMUTXHXUV
PHPSRUHOVB HO SHUPHP G·pPMNOLU XQH ŃRUUpOMPLRQ PHPSRUHOOH HQPUH GHX[ IRUPMPLRQV VpGLPHQPMLUHV géologiquement éloignées.© E.L. 2020 Page 2
a. Seuls les fossiles correspondant à des formes de vie abondantes, ayant une grande UpSMUPLPLRQ JpRJUMSOLTXH HP XQH NUqYH GXUpH G·H[LVPHQŃH j O·pŃOHOOH JpRORJLTXH IRVVLOHV stratigraphiques) sont de bons indicateurs.b. Lorsque deux couches sédimentaires, même éloignées géographiquement, contiennent les
mêmes fossiles stratigraphiques, elles ont le même âge.II. 3RXU ŃOLIIUHU O·kJH G·XQ SOpQRPqQH RX G·XQ RNÓHP JpRORJLTXH RX pYMOXHU OM GXUpH G·XQ pYpQHPHQP
JpRORJLTXH OH JpRORJXH M UHŃRXUV j XQH PpPORGH NMVpH VXU OM GpŃURLVVMQŃH UMGLRMŃPLYH G·LVRPRSHV
contenus dans les minéraux des roches.1. Le principe de la chronologie absolue repose est fondée sur les lois de la radioactivité naturelle.
GMQV XQ V\VPqPH IHUPp OM YLPHVVH GH GpVLQPpJUMPLRQ G·XQ pOpPHQP © SqUH ª UMGLRMŃPLI HQ XQ
élément " fils » ne dépendant que du PHPSV HP GH O·pOpPHnt considéré, le temps écoulé depuis la
fermeture du système peut être calculé si OHV TXMQPLPpV G·pOpPHQP SqUH UMGLRMŃPLI HP G·pOpPHQP
fils radiogénique GH O·pŃOMQPLOORQ sont connues. a. La désintégration radioactive est un phénomène continu et irréversible. La vitesse de ce processus est caractérisée par la demi-vie RX SpULRGH GH O·pOpPHQP radioactif considéré. Elle correspond à la durée nécessaireSRXU TXH OM TXMQPLPp G·LVRPRSH
radioactif initial diminue de moitié.b. IHV pOpPHQPV SqUH HP ILOV Q·M\MQP pas la même masse, il est possible de les séparer et de les
doser grâce à un spectromètre de masse.c. IM PHVXUH GHV SURSRUPLRQV G·pOpPHQPV SqUH UHVPMQP HP G·pOpPHQP ILOV SURGXLP SHUPHP GH
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calculer depuis combien de temps se déroule la désintégration au sein GH O·pŃOMQPLOORQ HP GRQŃ
de connaître son âge.¼ $LQVL OH QRPNUH G·MPRPHV GH O·pOpPHQP SqUH UMGLRMŃPLI GLPLQXH MX ŃRXUV GX PHPSV HQ VXLYMQP OM
relation : (1) Nt = N0 e - t t = temps N0 1RPNUH G·MPRPHV GH O·pOpPHQP UMGLRMŃPLI MX PHPSV LQLPLMO ŃRQQX RX pas)Nt 1RPNUH G·MPRPHV GH O·pOpPHQP UMGLRMŃPLI SUpVHQPV MŃPXHOOHPHQP GMQV O·pŃOMQPLOORQ SHXP rPUH PHVXUp
= constante de désintégration propre à chaque isotope. GMQV O·H[SUHVVLRQ 1 LO IMXP isoler t et exprimer cette équation de la façon suivante :3MU ŃRQVpTXHQP VL RQ ŃRQQMvP 1R 4XMQPLPp G·pOpPHQP SqUH LQLPLMOH 1P 4XMQPLPp G·pOpPHQP SqUH j
O·LQVPMQP P et , on peut GpPHUPLQHU O·kJH GH OM URŃOHB d. I·kJH RNPHQX HVP ŃHOXL GH OM IHUPHPXUH GX V\VPqPH ŃRQVLGpUp URŃOH RX PLQpUMOBFHPPH IHUPHPXUH ŃRUUHVSRQG j O·MUUêt de PRXP pŃOMQJH HQPUH OH V\VPqPH HP O·HQYLURQQHPHQP
SMU H[HPSOH TXMQG XQ ŃULVPMO VROLGH VH IRUPH j SMUPLP G·XQ PMJPM OLTXLGH e. Les datations absolues sont principalement effectuées sur les roches magmatiques ou métamorphiques, en utilisant les roches totales ou leurs minéraux isolés. f. GHV PHPSpUMPXUHV GH IHUPHPXUH GLIIpUHQPHV SRXU GLIIpUHQPV PLQpUMX[ G·XQH URŃOH H[SOLTXHQP que des mesures effectuées sur cette même roche puissent fournir des valeurs différentes.2. HO H[LVPH GLIIpUHQPHV PpPORGHV GH GMPMPLRQ MNVROXH NMVpHV VXU O·XPLOLVMPLRQ GH ŃRXSOHV G·LVRPRSHV
différents. Le choix du chronomètre GRLP rPUH MSSURSULp j O·pŃOMntillon et ses caractéristiques.
HO GpSHQG MXVVL GH O·kJH VXSSRVp GH O·RNÓHP j GMPHU TXL SHXP rPUH MSSUpOHQGp SMU GMPMPLRQ UHOMPLYHB
a. [Exemple] La méthode Potassium-Argon (K-Ar) Cette méthode permet de dater des roches volcaniques ou métamorphiques anciennes car le 40K se désintègre en 40Ar avec une période de 1,31 Ga.© E.L. 2020 Page 4
IM TXMQPLPp LQLPLMOH GH O·pOpPHQP SqUH GMQV O·pŃOMQPLOORQ HVP LQŃRQQXH PMLV RQ VMLP TX·MX PRPHQP GH OM
fermeture GX V\VPqPH ŃHOOH GH O·pOpPHQP ILOV HVP QXOOH HQ HIIHP O·MUJRQ pPMQP XQ JM] LO V·pŃOMSSH GX
magma)I·kJH SHXP rPUH GRQŃ GpPHUPLQp j SMUPLU GHV ŃRQŃHQPUMPLRQV G·pOpPHQP SqUH HP G·pOpPHQP ILOV PHVXUpV
GMQV O·pŃOMQPLOORQ
b. [Exemple] La méthode rubidium-strontium (Rb-Sr)Convient pour des âges plus anciens car le 87 Rb se désintègre en 87 Sr avec une demie vie de 50 Ga.
Les quantités initiales des éléments pères et fils étant inconnues, on passe par une résolution
graphique : une droite isochrone est réalisée à partir de plusieurs minéraux ou échantillons de la roche à dater La pente de la droite isochrone dépend du tempsécoulé depuis la formation du système.
Ainsi le calcul de cette pente permet de déterminerO·kJH GH O·pŃOMQPLOORQ
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III. GHV UHŃRXSHPHQPV G·pYpQHPHQPV JpRORJLTXHV j O·pŃOHOOH GX JORNH RQP SHUPLV MX[ JpRORJXHV
G·pPMNOLU XQ ŃMOHQGULHU GH UpIpUHQŃH international ŃRXYUMQP O·OLVPRLUH JpRORJLTXH HP NLRORJLTXH GH
notre planète. Cette échelle chrono stratigraphique est découpée en périodes successives
(exemple : étage, désigné par un nom qui évoque le lieu de référence où la formation géologique
caractéristique de cette période a été décrite). Les méthodes de chronologie absolue ont permis de
situer dans le temps les différentes périodes de cette échelle.Cette construction souligne la complémentarité des méthodes de datation relatives et absolues.
1. GHV ŃULPqUHV SMOpRQPRORJLTXHV MSSMULPLRQ HP GLVSMULPLRQ GH JURXSHV HP G·HVSqŃHV IRVVLOHV
permettent de placer des coupures dans O·pŃOHOOH GHV PHPSV JpRORJLTXHV.2. IM ŃRUUpOMPLRQ G·RNVHUYMPLRQV ORŃMOHV MLQVL TXH OM VXSHUSRVLPLRQ GHV LQPHUYMOOHV GH PHPSV OLPLPpV
SMU GHV ŃRXSXUHV G·RUGUH GLIIpUHQPV qUHV SpULRGH pPMJHV MNRXPLP j O·pŃOHOOH chronostratigraphique internationale.a. Au VHLQ GH O·pŃOHOOH VPUMPLJUMSOLTXH OH PHPSV HVP GpŃRXSp HQ qUHV ŃRPSRUPMQP SOXVLHXUV
périodes, elles-mêmes subdivisées en étagesb. Chaque étage est défini à partir de son contenu paléontologique, décrit grâce à un
affleurement de référence, le stratotype.c. I·pPMJH ŃRQVPLPXH O·XQLPp GH NMVH GX ŃMOHQGULHU TXL M pPp GMQV VHV JUMQGHV OLJQHV établi bien
avant TXH O·RQ VMŃOH TXHOOHV GXUpHV UHSUpVHQPHQP OHV LQPHUYMOOHV GH PHPSV MLQVL GpILQLVB d. $XÓRXUG·OXL GH QRXYHOOHV GRQQpHV MQRPMOLHV PMJQpPLTXHV YMULMPLRQV de thermomètres LVRPRSLTXHV" \ VRQP LQPpJUpHV SHUPHPPMQP G·MIILQHU OH GpŃRXSMJH PHPSRUHO SMU H[HPSOH SRXU le quaternaire, voir référentiel sur les climats)