3/ À la recherche du passé géologique de notre planète
L’enseignement de spécialité en classe de première a permis de découvrir les principaux aspects de la dynamique terrestre en étudiant la structure du globe et quelques caractéristiques de la mobilité horizontale de la lithosphère, ainsi est acquise une compréhension globale de la dynamique terrestre.
Le programme de la classe terminale vise à renforcer cette compréhension des géosciences en développant, dans une première partie, la dimension temporelle des études géologiques. Il importe de comprendre comment un objet géologique, quelles que soient ses dimensions, témoigne d’une histoire que l’on peut reconstituer par l’application de méthodes chronologiques. Cette étude temporelle permet de comprendre comment a été établie l’échelle internationale des temps géologiques et combien l’histoire de la Terre et l’histoire de la vie sont indissociables. Les dimensions spatiale et temporelle sont présentes dans l’étude des paléogéographies de la Terre. Les traces des mobilités tectoniques passées sont alors découvertes et interprétées. Elles conduisent à une compréhension plus précise des grands objets de la géologie mondiale.
3,1/ Le temps et les roches
Objectifs :
appréhender les méthodes du géologue pour construire une chronologie des objets étudiés.
comprendre la pertinence des méthodes employées en fonction du contexte géologique et identifier les limites d’utilisation des différentes stratégies de datation.
approfondir les méthodes acquises dans les classes précédentes, notamment l’exploitation des supports pétrographiques (échantillons, lames minces) et cartographiques.
faire un nouvel usage de la carte de France au 1/106, articulé sur les données chronologiques.
Notions : chronologie, principes de datations relative et absolue, fossiles stratigraphiques, chronomètres.
Liens : programme d’enseignement scientifique en classe de première. Programme de physique-chimie en classe terminale.
3,1,1/ La chronologie relative
Rappel des acquis
Vu en enseignement scientifique de 1ères :
Réaliser une frise chronologique à partir de textes sur l’histoire des sciences de l’âge de la terre.
https://www.ac-paris.fr/portail/jcms/p2_1911370/histoire-de-l-age-de-la-terre
https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/histoire-age-Terre.xml
https://www.pseudo-sciences.org/Histoire-de-l-age-de-la-Terre
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%82ge_de_la_Terre
Les première datations basées sur l’observation de la nature ont été calculées à partir de l’étude des fossiles. Les fossiles trouvés dans les couches successives de sédiments, les strates, classés par âge ont ainsi permis la stratigraphie. Pendant longtemps les scientifiques ont refusé de donner un âge à la terre, car manquant de preuves factuelles, mais ils pouvaient classer les âges les uns par rapport aux autre, par une datation relative et non absolue qui viendra plus tard. Depuis quelques années l’échelle stratigraphique, la frise chronologique des géologues, est devenue internationale : les géologues se sont mis d’accord pour avoir la même échelle de temps, avec les mêmes noms. Les noms sont issus de l’histoire des découvertes : souvent une roche étant nommée à partir du lieu où on la trouvait, la période de datation de cette roche a pris le nom du lieu. C’est ainsi que les ammonites de Thouarcé (49380) ont donné le nom de Touarcien à l’époque de –186 à –179 Ma. Les ammonites sont donc considérées comme fossile stratigraphique, ou stratotype.
https://www.dinofan.com/Life/ByPeriod/PeriodMenu.aspx
https://geol2usthb.wordpress.com/2017/08/29/494/
http://svt.ac-besancon.fr/echelle-stratigraphique/
En admirant l’échelle stratigraphique internationale, demandez-vous pourquoi on datait encore récemment l’apparition de la vie au Cambrien…
A partir des informations trouvées sur le net (liens), montrez que les cnidaires et spongiaires ne sont pas de bons fossiles stratigraphiques
Déterminez les meilleurs fossiles permettant de dater les ères primaire, secondaire, tertiaire… à partir de cette échelle-ci
recherchez la définition des trois grans principes de datation stratigraphique :
superposition
recoupement
continuité
Réponses /8 :
Apparition de la vie estimée selon l’âge des plus vieux fossiles trouvés /1
cnidaires et spongiaires mauvais fossiles stratigraphiques car présents sur de trop longues périodes, + cnidaires trop peu de fossiles car corps mou et peu d’infos sédimentées /2
fossiles stratigraphiques = présents sur de courtes périodes de temps : ère II datée par trilobites, ère III datée par ammonites & dinosaures /2
Définition des trois grands principes de datation stratigraphique : /3
1/ Principes de datation relative
légendez les dessins - énoncez 3 principes - appliquez sur documents réels
Le principe de superposition permet d’établir des successions ordonnées. Ainsi, lorsque plusieurs strates sont superposées, la strate supérieure est la plus jeune (s'il n'y a pas eu de tectonique). Il en est de même pour un empilement de coulées volcaniques.
Le principe de continuité permet d’étendre un marqueur temporel sur toute la surface où la couche est représentée. On admet que l’âge d’une strate est le même sur toute son étendue. Deux roches de nature différentes mais appartenant à la même strate sont donc de même âge.
Le principe de recoupement permet de traiter toutes les situations d’intersection entre couches ou formations, appelées discontinuités ou discordances. La formation d’un pli ou d’une faille est plus récente que celle des roches qu’ils ont affectées. Lorsqu’une strate repose en discordance sur des strates affectées par un mouvement tectonique, celui-ci est antérieur au dépôt de sédiments à l’origine de la strate horizontale. Lorsqu’une structure recoupe une autre, la plus jeune recoupe la plus ancienne. Un filon ou une intrusion granitique, une coulée volcanique, sont donc plus jeunes que les roches encaissantes, qu’ils peuvent avoir métamorphisées.
Utiliser les relations géométriques pour établir une succession chronologique d’événements à partir d’observations à différentes échelles et sur différents objets (lames minces observées au microscope, affleurements, cartes géologiques).
Les relations géométriques (superposition, recoupement, inclusion) permettent de reconstituer la chronologie relative de structures ou d’événements géologiques de différentes natures et à différentes échelles d’observation.
2/ Fossiles stratigraphiques
Échantillons d’amonites
Manuel p.136-139 : https://fr.calameo.com/read/0049569798519072fbf59
Le principe d’identité paléontologique est fondé sur la reconnaissance de fossiles stratigraphiques. Deux formations éloignées possédant les mêmes fossiles stratigraphiques sont de même âge. Les fossiles sont dits stratigraphiques s’ils sont caractéristiques d’un court intervalle de temps et donc appartenant à des espèces n’ayant connu qu’une brève durée d’existence ; ils doivent être suffisamment abondants et couvrir une vaste aire de répartition.
Observer une succession d’associations fossiles différentes dans une formation géologique et comprendre comment est construite une coupure stratigraphique (par exemple par l’étude des successions d’ammonites, de trilobites ou de foraminifères).
Les associations de fossiles stratigraphiques, fossiles ayant évolué rapidement et présentant une grande extension géographique, sont utilisées pour caractériser des intervalles de temps. L’identification d’associations fossiles identiques dans des régions géographiquement éloignées permet l’établissement de corrélations temporelles entre formations.
3/ Echelle stratigraphique
Manuel p.140-141
Comprendre les modalités de construction de l’échelle stratigraphique ; discuter les fondements et la validité des différents niveaux de coupures.
Les coupures dans les temps géologiques sont établies sur des critères paléontologiques : l’apparition ou la disparition de groupes fossiles.
La superposition des intervalles de temps, limités par des coupures d’ordres différents (ères, périodes, étages), aboutit à l’échelle stratigraphique.
Netothèque
https://www.msnucleus.org/membership/html/jh/earth/stratigraphy/index.html
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89chelle_des_temps_g%C3%A9ologiques
https://timescalefoundation.org/gssp/index.php?parentid=0
pli, failles animation : https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/664-plissements-et-erosion
– L’application « La datation relative » permettant d’aborder les principes de datation relative
: http://svt.ac-dijon.fr/spip.php?article329
– Le jeu serieux de Philippe Cosentino qui propose a l’eleve de reconstituer la succession
d’evenements aboutissant a un affleurement en partant de l’observation de l’affleurement :
https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/defi-lyell/
https://svtlycee.editions-bordas.fr/9782047337622#
Bilan / chronologie relative
Les relations géométriques (superposition, recoupement, inclusion) permettent de reconstituer la chronologie relative de structures ou d’événements géologiques de différentes natures et à différentes échelles d’observation.
Les associations de fossiles stratigraphiques, fossiles ayant évolué rapidement et présentant une grande extension géographique, sont utilisées pour caractériser des intervalles de temps.
L’identification d’associations fossiles identiques dans des régions géographiquement éloignées permet l’établissement de corrélations temporelles entre formations.
Les coupures dans les temps géologiques sont établies sur des critères paléontologiques : l’apparition ou la disparition de groupes fossiles.
La superposition des intervalles de temps, limités par des coupures d’ordres différents (ères, périodes, étages), aboutit à l’échelle stratigraphique.
Notions fondamentales : chronologie, principes de datations relative, fossiles stratigraphiques
Utiliser les relations géométriques pour établir une succession chronologique d’événements à partir d’observations à différentes échelles et sur différents objets (lames minces observées au microscope, affleurements, cartes géologiques).
Observer une succession d’associations fossiles différentes dans une formation géologique et comprendre comment est construite une coupure stratigraphique (par exemple par l’étude des successions d’ammonites, de trilobites ou de foraminifères).
Comprendre les modalités de construction de l’échelle stratigraphique ; discuter les fondements et la validité des différents niveaux de coupures.
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