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Cours SVT · Terminale France – La chronologie absolue : décrypter le temps des roches par des mesures

En raison de leur temps long, il est difficile d’appréhender les phénomènes géologiques. Une approche temporelle peut se faire de deux façons : relativement ou de manière absolue. La datation relative permet de dater un événement par rapport à un autre, mais elle ne permet pas à elle seule de donner à ces événements une date précise, puisqu’elle se base principalement sur des observations de terrain et une connaissance des processus de sédimentation et des registres fossiles. Ainsi, bien que cette méthode soit suffisante pour exploiter un affleurement géologique, la datation absolue permet, quant à elle, non seulement de mettre des dates sur les différents fossiles mais également sur les roches magmatiques et leurs minéraux.

La méthode de datation absolue repose sur la compréhension de la radioactivité des éléments chimiques, ainsi que sur la notion de système. Nous tenterons donc d’expliquer ce que nous datons quand nous calculons l’âge d’une roche.
Pour ce faire, nous allons détailler dans ce cours quels sont les grands principes de la datation absolue ; puis nous verrons des méthodes spécifiques de datation absolue appliquées aux géosciences. Nous finirons par l’étude d’exemples permettant de recouper les deux méthodes, relative et absolue, pour obtenir des résultats très précis d’événements géologiques.

Les grands principes de la datation absolue

La radioactivité des éléments chimiques

Constitution d’un élément chimique Constitution d’un élément chimique

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Rappel

Le noyau des éléments chimiques est composé de neutrons et de protons. Autour de ce noyau gravitent des électrons.

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À retenir

Les intersections de la Discordia avec la Concordia nous indiquent l’âge de formation initiale de la roche et l’âge du métamorphisme.

  • À t=0, il n’y a pas de plomb dans les cristaux.
  • À t=1, la quantité de plomb (Pb) augmente et la quantité d’uranium diminue avec la radioactivité.
Méthode U-Pb
  • À t=2, le métamorphisme permet une réouverture totale ou partielle des zircons. Il y a une perte de Pb dans l’ensemble de ces cristaux qui ne suivent plus la Concordia. Seuls les cristaux totalement ouverts rejoignent la Concordia à son origine.
Méthode U-Pb
  • À t=3, les zircons se sont refermés après le métamorphisme et suivent l’évolution de la Concordia.
  • Les zircons ouverts partiellement ne rejoignent jamais la courbe de la Concordia mais suivent sa loi.
  • Tous les échantillons d’une même roche restent alignés sur la Discordia qui se déplace avec le temps.

La datation absolue en complément de la datation relative

Tout au long de ce cours, nous avons étudié la datation des roches magmatiques et des minéraux. Cette datation absolue des objets géologiques est très utile pour connaître le moment de leur formation, mais elle peut aussi venir en complément de la datation relative.

Complémentarité de la datation relative et de la datation absolue Complémentarité de la datation relative et de la datation absolue

Ordre des événements de la coupe ci-dessus : dépôts des couches 3-4-5-6, puis faille F, puis basculement du bloc, mise en place de la roche plutonique 1 et formation d’une auréole métamorphique 2, érosion, mise en place des séries sédimentaires 7-8-9, volcanisme en 10.
Dans l’exemple ci-dessus, la datation de la roche volcanique 1 permet de donner un âge minimal pour les évènements précédent sa mise en place. La datation du volcanisme 10 permet de borner les évènements 7-8-9 entre la date des roches 1 et 10.

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À retenir

La datation absolue permet donc de donner des dates précises à des événements relatifs.

La datation relative étant basée sur les registres fossiles, on a pu attribuer des périodes géologiques à des fossiles particuliers.

  • La datation absolue des fossiles a ainsi permis aux scientifiques de donner des dates précises aux différents étages de la frise chronologique des temps géologiques.

Légende de la carte géologique de France. On retrouve à gauche les temps géologiques réalisés par stratigraphie (datation relative) et à droite les âges des roches obtenus par radiochronologie (datation absolue). On peut retrouver l’âge des étages stratigraphiques grâce à la radiochronologie.

Conclusion :

La datation absolue est un outil très puissant reposant sur la compréhension de la physique nucléaire. Elle permet de dater la formation de roches magmatiques ou de minéraux particuliers, ainsi que les événements métamorphiques. Couplée à la stratigraphie et à la datation relative, cette méthode permet d’affiner l’échelle des temps géologiques, mais aussi de dater précisément ou encadrer des événements géologiques observables sur le terrain.

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Cours SVT · Terminale France – Le temps et les roches