L'essentiel
- La chronologie relative ordonne les événements ; la radiochronologie leur attribue un âge chiffré ; on combine les deux pour encadrer les âges.
- Superposition : une couche non renversée est plus récente que celle qu'elle recouvre ; continuité : une même couche a le même âge partout.
- Recoupement : ce qui recoupe est plus récent ; inclusion : ce qui est inclus est plus ancien.
- Identité paléontologique : deux couches aux mêmes fossiles stratigraphiques (espèces brèves, répandues, abondantes) ont le même âge.
- Une discordance enregistre dépôt, déformation, érosion puis nouveau dépôt, et encadre l'âge de la déformation.
- Les grandes coupures de l'échelle des temps (252 Ma, 66 Ma) correspondent à des crises biologiques ; la Terre a 4,56 Ga.
- La désintégration radioactive suit N(t) = N₀ exp(−λt), avec une constante λ indépendante des conditions physiques et chimiques.
- L'horloge démarre à la fermeture du système (cristallisation, mort) et n'est juste que si le système est resté clos.
- Le carbone 14 (T = 5 730 ans) date la mort d'êtres vivants jusqu'à environ 50 000 ans.
- Le couple K-Ar date les laves, car l'argon s'échappe du magma : le fils initial est nul.
- La méthode Rb-Sr utilise une droite isochrone : la pente donne l'âge, l'ordonnée à l'origine le rapport initial.
- Une faille normale traduit une extension, une faille inverse, un pli, un chevauchement ou une nappe traduisent une compression.
- Les chaînes de collision montrent un raccourcissement et un épaississement de la croûte (racine crustale).
- Ophiolites, roches de haute pression (schistes bleus, éclogites, coésite) et structures compressives racontent ouverture, subduction puis collision.
- Érosion, réajustement isostatique et effondrement par failles normales font disparaître les reliefs.
Formules et définitions à connaître
| Grandeur | Formule | Remarque |
|---|---|---|
| Décroissance | N(t) = N₀ exp(−λt) | λ en an⁻¹, t en ans |
| Demi-vie | T = ln 2 / λ | il reste N₀/2ⁿ après n demi-vies |
| Âge (N₀ connu) | t = (1/λ) ln(N₀/N) | carbone 14 : t = (T/ln 2) ln(A₀/A) |
| Âge (fils initial nul) | t = (1/λ) ln(1 + F/P) | K-Ar, système clos |
| Isochrone Rb-Sr | ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)₀ + (exp(λt) − 1) × ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr | minéraux cogénétiques |
| Âge par l'isochrone | t = ln(a + 1) / λ | a = pente ; λ(Rb) = 1,42 × 10⁻¹¹ an⁻¹ |
| Raccourcissement | (L₀ − L) / L₀ | L₀ : longueur dépliée |
| Profondeur | h = P / (ρ g) | estimation à partir d'un minéral de haute pression |
Pièges à éviter
- La superposition ne vaut pas dans une série renversée ou sous une nappe de charriage.
- Ne confonds pas inclusion (plus ancien) et recoupement (plus récent).
- λ et t doivent avoir la même unité de temps.
- Le carbone 14 ne date pas une roche, ni un objet de plus de 50 000 ans environ.
- Dans une isochrone, l'âge vient de la pente, pas de l'ordonnée à l'origine.
- Un point hors de la droite isochrone signale un système ouvert : on l'écarte.
Je me teste
1. Un galet dans un conglomérat est-il plus ancien ou plus récent que lui ? → Plus ancien (inclusion).
2. Qu'est-ce qu'une discordance angulaire ? → Des couches horizontales posées sur une surface d'érosion qui tronque des couches déformées.
3. Fraction restante après 3 demi-vies ? → 1/8, soit 12,5 %.
4. Demi-vie du carbone 14 ? → 5 730 ans.
5. Pourquoi le fils initial est-il nul en K-Ar ? → L'argon, gazeux, s'échappe du magma.
6. Que donne la pente d'une isochrone ? → exp(λt) − 1, donc l'âge.
7. Allure de l'isochrone au moment de la cristallisation ? → Une droite horizontale.
8. Faille dont le compartiment supérieur descend ? → Faille normale, extension.
9. Que prouvent des ophiolites ? → L'existence d'un ancien océan refermé.
10. Que prouve une éclogite ? → Un enfouissement rapide à grande profondeur, en subduction.