SOSE 1005 TD 7: Le temps en géologie 65 Ma 250 Ma 545 Ma 1 Ga 4 Ga 3 Ga 2 Ga illustration B. Nicolas

I. Datation relative versus datation absolue (Rappel de cours) Nécessité d’établir 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 d’iridium exceptionnel, paléomagnétisme) Échelle des temps relatifs (unité = étage) Couche d’iridium

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 t1/2=5370 ans  50 à 50000 ans 40K/40Ar t1/2=1.3 Ga  10 Ma à 10 Ga 87Rb/87Sr t1/2 = 50Ga  0.5 Ga à 500 Ga

Exercice d’application – 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

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 l’été et sombre l'hiver Dendrochronologie : Étude des cernes des arbres

Exercice d’application – 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

Exercice d’application – datation sur Mars 250 x 250 km Exercice d’application – 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

Exercice d’application – datation sur Mars 250 x 250 km Coulées Olympus Mons 2 cratères / 250x250 km x16 32 cratères / million de km²

Exercice d’application – 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

I. Datation relative versus datation absolue : synthèse Exemple d’utilisation conjointe de datation relative et datation absolue Le choix du couple radiogénique est fonction de la nature et de l'âge présumé de l’échantillon. Herryl BONNAND

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

II. Fossiles et stratigraphie 4 Ga 3 Ga 2 Ga 1 Ga 250 Ma 65 Ma illustration B. Nicolas Évolution de la vie Crises biologiques majeures Depuis l’apparition de la vie sur Terre, les règnes végétal et animal ont subi une continuelle transformation (évolution), avec parfois des crises biologiques (extinctions massives). Evolution continuelle + crises Chaque période de l’histoire de la Terre est caractérisée par un ensemble d’animaux et de végétaux

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 l’histoire de la Terre est caractérisée par un ensemble d’animaux et de végétaux.

III. Fossiles et stratigraphie Stratotype: Ensemble de couches sédimentaires, reconnu comme référence stratigraphique internationale. Les étages, une des divisions de l’Échelle des Temps Géologiques, prennent le nom de la localité ou de la région où son stratotype a été défini. Saucats (Aquitania -> Aquitanien) Bordeaux (Burdigalum) Paris (Lutetia) Le Mans (Cenomanum)

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).

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 l’abri de l’O2, 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

III. Comment se forment les fossiles ? B. Processus de fossilisation : cas courants B. Processus de fossilisation Coquille d'origine Enfouissement Minéralisation secondaire Sédiment Fossiles avec remplissage sans remplissage Dissolution Moule externe Dégagement Dégagement Fossiles Moule interne Moule interne minéralisé

III. Comment se forment les fossiles ? B. Processus de fossilisation : exemples B. Processus de fossilisation Coquille d'origine Moule externe de bivalve Ammonite pyritisée Moule interne de bivalve 1 cm Moule interne de gastéropode

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

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

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 Animal Cordés … Nautiloïdés … … … … Végétal …

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

V. Taxinomie et phylogénie