3,1/ Le temps et les roches : bilans et liens
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.
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.
Netothèque
logiciel « radiochronologie » : http://svt.ac-amiens.fr/040-vue-d-ensemble-des-logiciels-de-m-madre.html
jeu « radioactive dating game » : https://phet.colorado.edu/fr/simulation/legacy/radioactive-dating-game
pour apprendre à reconnaître les minéraux et roches : manuel p.398-399
tableau récapitulatif Dijon (doc) : http://svt.ac-dijon.fr/dyn/article.php3?id_article=261
collection de roches : http://geoeco.ifrance.com/g%E9ologie/collec.html
collection de lames minces : http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/photossql/photos.php?TopicID=Lames
clef de détermination Tlse (html) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/segui/mineralogie/fiche.htm
clef de détermination Oehmichen (pdf) : http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=identification+min%C3%A9raux+microscope&source=web&cd=1&ved=0CCUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.lyc-oehmichen.ac-reims.fr%2Fcontenu%2Fdiscipline%2Fsvt%2F01_Pour_Observation2%2FIdentification_des_mineraux.pdf&ei=ih9kUP_rKorM0AWbjoCoCg&usg=AFQjCNHuA10fkEWvcu9xBWoHpXz13EnO9Q
clef de détermination Grbl : http://www.ac-grenoble.fr/svt/SITE/prof/outiensei.htm
atlas rocks & minerals / Ratajeski : http://www.geolab.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/mainmenu.html
atlas minerals / Siddall, London : http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/PLMhome.html
atlas de roches et minéraux webminéral BRGM :
atlas de minéraux : http://www.brocku.ca/earthsciences/people/gfinn/minerals/database.htm
atlas de lames minces Minéraux et roches / Aubry, Caen : http://www.discip.crdp.ac-caen.fr/svt/cgaulsvt/travaux/Micropol/index.html
article de minéralogie au microscope polarisant : http://www.svt-monde.org/spip.php?article26
http://prezi.com/aanufhjcxh-p/?utm_campaign=share&utm_medium=copy
Bilan / chronologie absolue
La désintégration radioactive est un phénomène continu et irréversible ; la demi-vie d’un élément radioactif est caractéristique de cet élément.
La quantification de l’élément père radioactif et de l’élément fils radiogénique permet de déterminer l’âge des minéraux constitutifs d’une roche.
Différents chronomètres sont classiquement utilisés en géologie. Ils se distinguent par la période de l’élément père.
Le choix du chronomètre dépend de l’âge supposé de l’objet à dater, qui peut être appréhendé par chronologie relative.
Les datations sont effectuées sur des roches magmatiques ou métamorphiques, en utilisant les roches totales ou leurs minéraux isolés.
L’âge obtenu est celui de la fermeture du système considéré (minéral ou roche). Cette fermeture correspond à l’arrêt de tout échange entre le système considéré et l’environnement (par exemple quand un cristal solide se forme à partir d’un magma liquide). Des températures de fermeture différentes pour différents minéraux expliquent que des mesures effectuées sur un même objet tel qu’une roche, avec différents chronomètres, puissent fournir des valeurs différentes.
Notions fondamentales : chronologie, principes de datations absolue, chronomètres.
Précisions : la connaissance de l’échelle stratigraphique internationale n’est pas attendue. On se limite en chronologie absolue à l’étude des roches magmatiques pour laquelle la fermeture du système est due à l’abaissement de la température au-delà d’un certain seuil. L’étude des principes physiques de la désintégration des éléments radioactifs servant aux datations et les développements mathématiques permettant de déterminer l’âge des roches ne sont pas exigibles.
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.
Observer les auréoles liées à la désintégration de l’uranium dans les zircons au sein des biotites.
Mobiliser les bases physiques de la désintégration radioactive.
Identifier les caractéristiques (demi-vie ; distribution) de quelques chronomètres reposant sur la décroissance radioactive, couramment utilisés dans la datation absolue : Rb/Sr, K/Ar, U/Pb.
Comprendre le lien, à partir d’un exemple, entre les conditions de fermeture du système (cristallisation d’un magma, ou mort d’un organisme vivant) et l’utilisation de chronomètres différents.
Extraire des informations à partir de cartes géologiques ; utiliser les apports complémentaires de la chronologie relative et de la chronologie absolue pour reconstituer une histoire géologique.
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