Cours de Géologie

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Les grandes crises biologiques

I\ Définitions.

Les grandes crises biologiques correspondent à l’extinction en masse d’espèces sur une durée de l’ordre de 10.000 ans à 1 million d’années. Ces extinctions sont reconnaissables à l’échelle de la planète. On peut en distinguer trois types :
- Extinction graduelle.
- Extinction par étapes.
- Extinction catastrophique.

Il y aurait eu deux grandes crises. La plus importante des deux a eu lieu à la fin du Permien (-245 millions d’années) et aurait fait disparaître entre 50 et 57% des animaux marins et plus de 50% des familles d’animaux terrestres.

On peut observer quatre crises majeures :
- Fin de l’Ordovicien (-435 millions d’années) : -25% des familles d’animaux marins.
- Fin du Dévonien supérieur (-365 millions d’années) : -22% des familles d’animaux marins.
- Fin du Trias (-215 millions d’années) : -22% des familles d’animaux marins.
- Limite Crétacé-Tertiaire : -15% des familles d’animaux marins.

On distingue également quinze crises intermédiaires.

Depuis le Permien, on peut observer une périodicité de 26 millions d’années dans les crises.

  

Histoire generale de la biosphere

I\ Précambrien et première manifestation de la vie.

A\ Conditions chimiques du précambrien.

L’atmosphère primitive s’est formée après l’accrétion de la Terre et un dégazage du manteau (-4,6 milliards d’années).
Composition de cette atmosphère : H2O (vapeur), H2, CH4, NH3, H2S, SO2, CO2, N2. L’O2 libre est absent. Il n’y a donc pas de couche d’ozone.
Cette atmosphère a été déduite des inclusions gazeuses que l’on a retrouvées dans des diamants ou dans des cristaux de sels. L’océan : il résulterait de la condensation de toute l’eau au cours du refroidissement de la Terre (mêmes éléments chimiques que l’atmosphère plus des sels solubles dont des chlorures des sulfates et du phosphate qui proviendraient de la croûte terrestre. On obtient donc des eaux salées, chaudes et légèrement basiques (pH proche de 8). Les UV arrivaient à la surface de l’eau et arrivaient jusqu’à dix mètres de profondeurs. L’oxygénation de la terre fut plus ultérieure (- 3,5 milliards d’années).

L’O2 apparaît en mer mais passe en totalité dans l’atmosphère. Quand le taux d’O2 atteint 1% dans l’atmosphère, une partie de l’O2 libre peut se maintenir dans l’océan (ce qui se produit à –2,5 milliards d’années). On le sait car des oxydes de fer apparaissent dans les sédiments marins durant le protérozoïque. La teneur en O2 augmente fortement. A la fin du précambrien, la teneur en O2 est de 18% (contre 21% actuellement) et de 1mL/L dans l’océan.

  

Fossiles et monde vivant

I\ Définition de la paléontologie.

La paléontologie est la science qui étudie les êtres ayant vécu autrefois et dont les fossiles sont conservés dans les sédiments.

II\ Les fossiles.

A\ Les restes.

Ce sont les restes des animaux morts et, exceptionnellement, les corps en totalité. Généralement, on a uniquement les parties dures (coquilles, valves, carapaces, tests, squelettes, os, dents). Parfois, on peut avoir des moulages de l’ensemble de l’animal (moules internes, externes ou les deux à la fois).

B\ Les traces.

Les traces représentent l’activité biologique (déplacement, piste, empreinte, terrier). On peut trouver des perforations dues à la nutrition (cas des éponges et des gastéropodes). Parfois, ce sont des perforations du calcaire. On peut aussi trouver des traces d’excréments (des coprolithes).

  

Systemes Aquiferes


Le bassin hydrologique est délimité par les lignes de crêtes topographiques isolant le bassin versant d'un cours d'eau et de ses affluents. Il correspond en surface au bassin hydrographique.

Le bassin hydrogéologique correspond à la partie souterraine du bassin hydrologique

Un aquifère est un corps (couche, massif) de roches perméables comportant une zone saturée suffisamment conductrice d'eau souterraine pour permettre l'écoulement significatif d'une nappe souterraine et le captage de quantité d'eau appréciable. Un aquifère peut comporter une zone non saturée (définition de Margat et Castany). L'aquifère est homogène quand il a une perméabilité d'interstices (sables, graviers); la vitesse de percolation y est lente. Il est hétérogène avec une perméabilité de fissures (granite, calcaire karstique); la vitesse de percolation est plus rapide.

  

le cycle de Wilson

A\ Le modèle général.



Le cycle du supercontinent.

Un continent se casse, s’ouvre, se déplace et est reconstitué aux antipodes c’est un cycle complet de 400 millions d’années.

  

La tectonique des plaques

C’est le déplacement des plaques au-dessus de l’asthénosphère.


1\ Plaque lithosphérique.


C’est une portion de lithosphère (rigide) en mouvement sur l’asthénosphère (d’environ 100km). Elle peut être de nature totalement océanique ou océanique+continentale.


a\ Frontières et genèses.


Une frontière de plaque est une zone de divergence. Une zone de convergence demandera une zone de subduction.

Les grandes failles qui découpent le rift et la subduction sont des failles transformantes.

Les plaques se forment au moment où l’océan né : la plaque se partage en deux. Il s’en suit une séparation en deux parties.

  

Expansion des fonds oceaniques

A\ Le paléomagnétisme.


Le champ magnétisme moyen est environ de 40000nTeslat (nT). Des roches, les ferromagnésiens, sont susceptibles de prendre l’orientation du champ magnétique contemporain à leur formation, et de la garder (magnétisme rémanent).

L’Orientation : déclinaison + inclinaison (angle du vecteur du champs magnétique avec le plan horizontal).

Inclinaison : nulle à l’équateur (magnétique) et +/- 90° aux pôles.

Si les roches sont capables de prendre l’orientation, on peut alors retrouver les pôles.


Remarque : Si on chauffe une roche orientée, le champ magnétique disparaît.

  

Les differentes croutes terrestres

A\ La croûte continentale.


1\ Exemple régional : l’Aquitaine.


On observe différentes formations géologiques, variées.

- Formations métamorphiques.

- Formations plutoniques.

- Formations volcaniques.

- Formations sédimentaires.


On trouve également deux failles qui séparent les formations sédimentaires et métamorphiques. On trouvera aussi des courbes montrant la base du substratum.