Cours de Science de la Vie et de la Terre de terminale

> La mesure du temps dans l'Histoire de la Terre et de la Vie

I - La chronologie relative

A - Principes

Définitions
- statigraphie : étude des couche de terrain
- série : succession de terrains sédimentaires
- faciès : ensemble des caractères qui permettent de définir les condition de formation, l'origine, la nature de la roche
- discordance : présence d'un dépôt sédimentaire horizontal sur des couches plissées ou redressées

Principes
- principe de superposition : dans un ensemble de strates non-déformées, tout couche sédimentaire ou tout coulée de lave est plus récente que celle qu'elle recouvre
- principe de continuité latérale : l'âge d'une strate est le même sur toute son étendue alors que son faciès peut varier
- principe de recoupement : toute formation intrusive ou tout accident géologique affectant une strate est plus récente que celle-ci
- principe d'identité paléontologie : deux strates possédeant le même fopssile ont le même âge. Les bons fossiles ont une courte durée et sont répandus

B - L'échelle des temps géologiques

Elle se construite grâce au principe de chronologie relative.

Dates
- âge de la Terre : -4,5 Ga (1Ga = 10⁹ années)
- primaire : -305 millions d'années
- secondaire : -180 millions d'années
- tertiaire : -63,35 millions d'années
- quaternaire : 1.65 et plus

Au niveau géologique, la Terre évolue au cours des ères, avec des formations d'îles, de montagnes, de montées des eaux, ne laissant pas une proportion stable entre les éléments d'eau et de terre. Au niveau de l'espèce, elle évolue : homo sapiens =/= homme moderne. Les cellules sont stables basiquement mais rien ne dit qu'elles évoluent avec le temps, devenant également une notion variable.

II - La chronologie absolue

A - Le principe

Période : temps nécessaire pour diminuer de moitié une quantité d'isotopes-père. Elle varie d'un isotope à l'autre.

Principe de la décroissance radioactive de certains éléments chimiques :
- carbone ¹⁴₆C instable -> ¹⁴₇N + émission d'un rayonnement
- potassium ⁴⁰K -> ⁴⁰Ar + radioactivité

Périodes :
¹⁴C = 5 750 ans
⁴⁰K = 1,27.10⁹ ans

B - Mise en oeuvre

Fermeture du système : arrête des échanges entre l'échantgillon étudié et le milieu extérieur.
Attention, il est impossible de faire une datation avec des roches sédimentaires car il y a des échanges.

Le choix de l'isotope dépend de sa période.
Exemple : on estime quy'il ne faut pas dépasser 10 périodes pour utiliser le ¹⁴C.

C - Quelques méthodes de datation

1er cas : les quantités initiales d'isotope sont connues
- datation au ¹⁴C : mesure du rapport isotopique ¹⁴C / ¹²C dans l'atmosphère qui est constante.
La mort de l'étre vivant = fermeture du système.
¹⁴C_t = ¹⁴C_o.e^-λt, dosage de l'isotope-père restant et se fait sur de la matière organique.
- datatation au ⁴⁰K / ⁴⁰Ar : dosage de l'isotope-fils apparu car la teneur initaile d'Ar est nulle.

2ème cas : les quantités initiales d'isotope ne sont pas connues
- datation au ⁸⁷Rb / ⁸⁷Sr : mesure des teneurs en Sr et Rb de plusieurs minéraux de la même roche qui forme une droite isochrome et l'équation est y = ax +b
avec y = ⁸⁷Sr(t)
x = ⁸⁷Rb
a = λt = pente de la droite = (y2 - y1) / (x2 - x1)
b = ⁸⁷Sr(t_o) (à la fermeture du système)