SOSE 1005 TD 7: Le temps en g

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SOSE 1005TD 7 Le temps en géologie
65 Ma
250 Ma
545 Ma
1 Ga
4 Ga
3 Ga
2 Ga
illustration B. Nicolas
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I. Datation relative versus datation absolue
(Rappel de cours)
Nécessité détablir une chronologie en géologie

• - Reconstituer la chronologie des événements
  ayant affecté la Terre (ou les autres planètes)

La datation relative date les évènements les uns
par rapports aux autres
- Position relative des roches (principe de
superposition, de recoupement) - Nature et
contenu des roches (ex. présence de certains
fossiles à voir en TP) - Apports de la
géochimie (ex. pic diridium exceptionnel,
paléomagnétisme)
Échelle des temps relatifs (unité étage)
Couche diridium
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I. Datation relative versus datation absolue
(Rappel de cours)
La datation absolue permet de situer les
événements chronologique dans le temps (précise
un âge en année, ka, Ma, Ga)

• Utilisation de la radiochronologie (ex. datation
  au 14C, K/Ar, Rb/Sr)

la décroissance radioactive
Temps de ½ vie ? Période de
datation 14C/14N t1/25370 ans ? 50 à
50000 ans 40K/40Ar t1/21.3 Ga ? 10 Ma à
10 Ga 87Rb/87Sr t1/2 50Ga ? 0.5 Ga à 500
Ga
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Exercice dapplication datation absolue sur un
échantillon terrestre
détermination de l'âge d'un basalte à l'aide du
couple potassium/argon (K/Ar)
40Ar/40K
Quel est l'âge d'un basalte dont on mesure par
dosage 3,311 mg de 40Ar pour 61,40 mg de 40K ?
0.054
Temps (Ga)
Age 0.7 Ga
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I. Datation relative versus datation absolue
La datation absolue permet de situer les
évènements chronologique dans le temps (précise
un âge en année, ka, Ma, Ga)

• Utilisation des rythmes (ex. dendrochronologie,
  varves)

Etude des varves (alternance de niveaux
sédimentaires) clair lété et sombre l'hiver
Dendrochronologie Étude des cernes des arbres
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Exercice dapplication datation sur Mars
Courbe calibrée sur la Lune
(missions Apollo) Courbe corrigée pour
Mars
Relation entre la densité des cratères d'impact
et l'âge des terrains
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Exercice dapplication datation sur Mars
Hauts plateaux de l'hémisphère sud
55 cratères / 250x250 km
Combien pour 1000x1000 km ? (1 million de km²)
x16
880 cratères / million de km²
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Exercice dapplication datation sur Mars
250 x 250 km
Coulées Olympus Mons
2 cratères / 250x250 km
x16
32 cratères / million de km²
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Exercice dapplication datation sur Mars

880/106 km² Hauts plateaux
de l'hémisphère sud
Courbe calibrée sur la Lune
(missions Apollo) Courbe corrigée pour
Mars
Relation entre la densité des cratères d'impact
et l'âge des terrains
Coulées Olympus Mons 32/106 km²
500 Ma
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I. Datation relative versus datation absolue
synthèse
Exemple dutilisation conjointe de datation
relative et datation absolue Le choix du couple
radiogénique est fonction de la nature et de
l'âge présumé de léchantillon.
Herryl BONNAND
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I. Datation relative versus datation absolue
synthèse
Spécificité de notre planète
La Vie
Un formidable outil de datation relative
La Paléontologie
Objectif du TP
Initiation à cette science
Terrain L3 - Alpes
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II. Fossiles et stratigraphie
Évolution de la vie
Depuis lapparition de la vie sur Terre, les
règnes végétal et animal ont subi une continuelle
transformation (évolution), avec parfois des
crises biologiques (extinctions massives).
Crises biologiques majeures
Evolution continuelle crises
Chaque période de lhistoire de la Terre est
caractérisée par un ensemble danimaux et de
végétaux
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II. Fossiles et stratigraphie
Établissement de l'Échelle des Temps géologiques

• Temps géologiques découpés en Ères, Séries,
  Étages .
• Découpage basé sur l'étude des couches
  sédimentaires et de leur contenu paléontologique
  (fossiles)

Datation relative
Utilisation des fossiles pour dater les terrains
Chaque période de lhistoire de la Terre est
caractérisée par un ensemble danimaux et de
végétaux.
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III. Fossiles et stratigraphie
Stratotype Ensemble de couches sédimentaires,
reconnu comme référence stratigraphique
internationale. Les étages, une des divisions de
lÉchelle des Temps Géologiques, prennent le nom
de la localité ou de la région où son stratotype
a été défini.
Saucats (Aquitania -gt Aquitanien) Bordeaux
(Burdigalum)
Paris (Lutetia)
Le Mans (Cenomanum)
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II. Fossiles et stratigraphie

• Paléontologie science qui étudie les
  organismes ayant vécu sur la Terre au cours des
  temps géologiques.
• Fossiles vestiges de ces organismes, enfouis
  dans les sédiments après leur mort (Fossilis
  qui vient de la terre).
• Les fossiles vont donc se trouver surtout
  dans les roches sédimentaires ou constituer
  eux-mêmes ces roches (cf. roches biochimiques).

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III. Comment se forment les fossiles ?
A. Facteurs et conditions de fossilisation

• Généralement conditions non réunies et
  organismes détruits par altération.

• La fossilisation dépend de
• la constitution des organismes
• - parties dures (coquilles, tests, squelettes)
• - parties molles (chair)
• un enfouissement rapide
• - à labri de lO2, sans agents de destruction
• un milieu de sédimentation adéquat
• - Taille des grains - calcaire à grains fins
• - détritique grossier
• - Présence de substances conservatrices (sels
  minéraux véhiculés par eaux de circulation).

Fossile exception
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III. Comment se forment les fossiles ?
B. Processus de fossilisation
B. Processus de fossilisation cas courants
Coquille d'origine
Enfouissement
Minéralisation secondaire
Sédiment
Fossiles
avec remplissage
sans remplissage
Dissolution
Moule externe
Dégagement
Dégagement
Fossiles
Moule interne
Moule interne minéralisé
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III. Comment se forment les fossiles ?
B. Processus de fossilisation
B. Processus de fossilisation exemples
Coquille d'origine
Moule externe de bivalve
Ammonite pyritisée
Moule interne de bivalve
1 cm
Moule interne de gastéropode
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III. Comment se forment les fossiles ?
B. Processus de fossilisation
Parties dures et molles Momification
l'organisme est conservé plus ou moins intact
dans un milieu extrêmement favorable (ambre, sel,
bitume, diatomite)
Batracien dans diatomite
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IV. Fossiles stratigraphiques
Fossiles utilisés pour la datation relative des
couches sédimentaires

• Si espèce à évolution lente

On la retrouve identique sur de longues périodes
de temps
Mauvais fossile stratigraphique

• Si espèce à répartition géographique
• limitée (espèce endémique)

Ne permet pas de corrélation d'une région à
l'autre

• Évolution rapide (faible répartition dans le
  temps)
• Vaste répartition géographique
• Grande fréquence (nombreux individus à un
  instant t)

Bon fossile stratigraphique
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V. Taxinomie et phylogénie
Taxinomie science qui étudie la classification
des êtres vivants ou fossiles. Taxon
groupement hiérarchisé de cette classification
Règne
Embranchement
Classe
Ordre
Genre
Espèce


Bivalves
Goniatites
Ammonoïdés

Céphalopodes
Mollusques
Nautilus pompilius
Nautilus
Nautiloïdés

Animal
Cordés




Végétal

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V. Taxinomie et phylogénie
Filiation et phylogénie arbre généalogique
des groupes fauniques
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V. Taxinomie et phylogénie