Datation relative et relations géométriques
1. Datation relative et relations géométriques
La datation relative ordonne chronologiquement des événements géologiques sans connaître leur âge absolu, en s’appuyant sur des relations géométriques entre structures rocheuses.
a) Principes fondamentaux de la datation relative
| Principe | Description |
|---|---|
| Superposition | Une couche située en dessous est plus ancienne que celle située au-dessus. |
| Continuité | Des strates horizontales séparées mais similaires sont du même âge. |
| Recoupement | Une structure qui en recoupe une autre est plus récente que celle qu’elle affecte. |
| Inclusion | Les fragments inclus dans une roche sont plus anciens que la roche qui les contient. |
Ces principes permettent de reconstituer la chronologie relative des événements géologiques d’une région, à différentes échelles, de l’observation microscopique à l’échelle cartographique.
2. Fossiles stratigraphiques et corrélation d’âge
Les fossiles stratigraphiques sont des restes d’espèces disparues, utilisés pour la datation relative des roches sédimentaires.
| Critère | Description |
|---|---|
| Forte abondance | Présence en grand nombre dans une large gamme de roches |
Ces fossiles permettent d’établir des corrélations d’âge entre différentes couches géologiques, facilitant ainsi la datation relative à l’échelle régionale voire globale.
La datation relative repose sur l’analyse des relations géométriques entre structures pour déterminer l’ordre chronologique des événements géologiques.
Fossiles stratigraphiques et corrélation d'âge
1. Fossiles stratigraphiques
Les fossiles stratigraphiques sont des fossiles caractéristiques d’une courte durée d’existence et d’une grande étendue géographique. Leur évolution rapide et leur présence dans des couches éloignées permettent d’identifier des périodes précises du temps géologique.
| Critères des fossiles stratigraphiques | Description |
|---|---|
| Évolution rapide | Courte durée d’existence géologique |
| Grande étendue géographique | Présents dans des formations éloignées |
2. Corrélation d’âge
Deux couches contenant la même association de fossiles stratigraphiques sont considérées comme contemporaines. Ce principe permet de réaliser des corrélations d’âge entre des formations sédimentaires géographiquement éloignées.
Deux couches avec la même association de fossiles stratigraphiques ont le même âge.
3. Datation relative
La datation relative utilise la comparaison des fossiles présents dans différentes couches pour établir une chronologie sans donner d’âge précis. Elle repose sur l’identification d’associations de fossiles stratigraphiques et permet de corréler des couches géologiques à distance.
a) Découpage du temps géologique
| Niveau de subdivision | Description |
|---|---|
| Ère | Grande division du temps géologique |
| Période | Subdivision des ères |
| Étage | Subdivision des périodes |
| Stratotype de limite | Site de référence définissant la limite entre deux étages |
b) Chou d’or
Le chou d’or désigne des fossiles ou événements précis servant de repères pour délimiter une unité stratigraphique.
4. Datation absolue
La datation absolue repose sur la radioactivité et la décroissance exponentielle des isotopes radioactifs. Elle permet de dater précisément les étages identifiés par la datation relative.
- Le choix du chronomètre radioactif dépend de la durée et de l’âge à dater.
- Cette méthode fournit un âge en années, contrairement à la datation relative qui donne un ordre chronologique.
La datation absolue permet de dater précisément les couches géologiques grâce à la décroissance des isotopes radioactifs.
Datation absolue et radioactivité
1. Datation absolue par radioactivité
La datation absolue permet d'obtenir un âge précis d'une roche ou d'un minéral, en complément de la datation relative. Elle repose sur la mesure des isotopes radioactifs présents dans l'échantillon.
a) Principe de la radiochronologie
- Un isotope père radioactif instable se désintègre en un isotope fils selon une constante de désintégration .
- La période ou demi-vie est le temps nécessaire pour que la quantité d'isotope père soit divisée par 2.
- Cette décroissance régulière permet d'utiliser les isotopes radioactifs comme chronomètres naturels.
- L'âge obtenu correspond à la fermeture du système, c’est-à-dire le moment où le minéral ou la roche cesse d'échanger des éléments avec son environnement.
b) Exemples de chronomètres radioactifs
| Chronomètre | Isotope père | Isotope fils | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| Uranium/Plomb | U | Pb | Datation des zircons dans les magmas |
| Rubidium/Strontium | Rb | Sr | Datation des granites (ex. granite de Flamanville) |
c) Application
- La datation absolue affine les âges obtenus par la stratigraphie relative.
- Exemple : le granite de Flamanville, situé entre le Dévonien supérieur et le Crétacé (-382 à -66 Ma) par datation relative, a été précisément daté par la méthode Rb/Sr.
La datation absolue par radioactivité fixe des âges précis, validant et complétant l’échelle stratigraphique internationale.