Pour repérer un événement passé
- dépôt d'une couche
- montée d'un magma
- projection volcanique
on peut :
- le situer par rapport à un autre → chronologie
- essayer d'en connaître la date → chronologie
Chronologie relative :
• Age des couches ou des corps géologiques les uns par rapport aux autres
• Deux types de méthodes
- Méthodes physiques : stratigraphie (superposition, recoupements, discordances)
- Méthodes paléontologiques : identification des fossiles renfermés dans les roches sédimentaires
Chronologie absolue :
basée sur diverses méthodes, la plus répandue est la radiochronologie fondée sur la propriété pour chaque élément radioactif de se transformer spontanément (transmutation) en un autre élément
uranium → plomb
thorium → plomb
rubidium → strontium
potassium → argon
carbone 14 → azote 14 (mesure du rapport 14C/12C)
Mesure de la proportion des deux éléments
Calcul du temps qu'a mis l'élément radioactif à se désintégrer à la proportion mesurée
→ depuis combien de temps a commencé la désintégration
Radiochronologie (principe) :
Si un minéral au moment de sa cristallisation renferme un élément R radioactif (masse R(0)), celui-ci se désintègre au cours du temps en un élément R' en suivant une loi exponentielle du type :
Exemple : datation d'un granite par la désintégration de l'uranium contenue dans le zircon
Méthodes de datation absolue (échelle de temps) :
Certaines méthodes sont spécifiques des époques anciennes (au-delà de dix millions d’années).
D’autres, comme le carbone 14, la thermoluminescence et la résonance de spin électronique permettent de dater des formations ou des objets plus récents.
Radiochronologie - complément d'information:
La radioactivité est due à l'instabilité du noyau qui se désintègre par émission d'énergie, principalement sous deux formes:
- particule α = 2 protons (+) + 2 neutrons (±) : perte de 4 dans la masse atomique et perte de 2 dans le numéro atomique
- particule β = 1 électron (-) : sans perte de masse mais gain d'1 numéro atomique (neutron → proton)
Exemple : la désintégration de l'uranium 238 (238U) en plomb 206 (206Pb)
L'émission de 8 α entraîne la perte de 8 x (2 protons + 2 neutrons), ce qui signifie une perte de 32 à la masse atomique, ainsi que la perte de 8 x 2 protons qui signifie une perte de 16 au numéro atomique.
L'émission de 6 β entraîne la perte de 6 électrons, donc pas de changement à la masse atomique, mais un gain de 6 au numéro atomique.
Le bilan des gains et pertes s'établit donc ainsi:
masse atomique: 238 - 32 = 206
numéro atomique: 92 - 16 + 6 = 82 (numéro atomique du Pb)
Exemple (suite) : la désintégration de l'uranium 238 (238U) en plomb 206 (206Pb)
Exemple de stratigraphie : le Grand Canyon :
Histoire géologique de la succession du Grand Canyon du Colorado, du Protérozoïque inférieur à nos jours (2,5 milliards d'années)
