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Chapitre 6 – Le temps et les roches Corrigé

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Exercice 1 – Datation à partir d’une coupe géologique Àl’aidedelacoupegéologiqueci-contreetdevosconnaissances,établissezlachronologiedesévénementsetstructuresgéologiquesvisiblessurcettecoupe.Jevoisquelesargilitesreposentau-dessusdesarkoses;d’aprèsleprincipedesuperpositionj’endéduisquelesargilitessontplusrécentesquelesarkoses.Demême,lescalcairessontplusrécentsquelesargilites.Jevoisquetoutecettesériesédimentaireestbasculée:d’après le principe de recoupement j’en déduis que lebasculementestplusrécentqueledépôtdesstratesJe vois que la surface d’érosion recoupe les stratesbasculées; d’après le principe de recoupement j’endéduisquel’érosionestplusrécentequelebasculement.Jevoisquelesgrès,calcairesetmarnesreposentsurlasurfaced’érosion;d’aprèsleprincipedesuperpositionj’endéduisquecesrochessontplusrécentesquel’érosion.Jevoisquelafaillerecoupelesgrès;d’aprèsleprincipederecoupementj’endéduisquelafailleestplusrécentequeledépôtdesgrès.Chronologiejustifiée:5pointsPrincipesdedatationadaptéscitésdanslesraisonnements:2,5points Exercice 2 – Fossiles et datation Letoarcien,unétagedujurassiqueinférieur,apuêtredécoupéen27subdivisionsappeléeshorizonsbiostratigraphiques,utilisablesparlesgéologuesdedifférentspays.Pourcedécoupage,onanotammentutilisélarépartitiondesfossilesd’ammonitesdanslesrochessédimentairesdelacarrièredeThouars(Deux-Sèvres),présentéedansledocument1.1.Rappelezladéfinitiond’unfossilestratigraphiqueetlespropriétésquedoitavoiruntelfossile.Unfossilestratigraphiqueestunfossileutilisablepoursituerlesstratesquilescontiennentdansdeschronologiesrelatives.Unbonfossilestratigraphiquedoitavoirunegrandeextensionhorizontale(grandeairederépartitiongéographique)etunefaibleextensionverticaledanslesdépôts(faibleduréed’existence).3points2.SurunsitegéologiquesituéenSuisse,parmitouteslesespècescitéesdansledocument1,ungéologueidentifielesfossilesd’ammonitessuivants:-H.bifronsetH.AngustisiphonatumdansunestrateA-H.bifronsetH.LusitanicumdansunestrateBIln’identifieaucunautrefossiled’ammonitedanscesstrates.Précisezenvousjustifiantquelleinformationilpeuttirerdecesdécouvertes.LastrateAcontientH.bifronsetH.Angustisiphonatum,associationquin’estprésentequedansl’horizonbiostratigraphiqueX.LastrateAs’estdoncdéposéependantl’horizonXdutoarcien.LastrateBcontientH.bifronsetH.Lusitanicum,associationquin’estprésentequedansl’horizonbiostratigraphiqueIX.LastrateBs’estdoncdéposéependantl’horizonIXdutoarcien.Remarque:surlesiteétudié,H.bifronsn’estpasprésentdansl’horizonIXmaisilestprésentdansl’horizonprécédentetdansl’horizonsuivant,donccetteespèceabienexistépendantl’horizonIX).(2points)

Répartitiondesespècesd’ammonitesdugenreHildocerasdansleshorizonsbiostratigraphiquesdusitedeThouars

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Chapitre 6 – Le temps et les roches Corrigé

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Exercice 3 - Radiochronologie Des géologues ont réalisé des mesures isotopiques sur trois granites pour le couple (Rubidium-Strontium). Les résultats obtenus ont permis de tracer une droite pour chaque granite dans legraphiqueci-dessous.Onrappellequelaconstantededésintégrationdurubidiumestde1,42.10-11an-1.1. À l’aidedudocumentetdevosconnaissances,calculez l’âgedes troisgranites (calculdétaillé,

résultatexactededonnédans l’unitécorrecte).Onconsidèreque lesrésultatsobtenusontuneprécisionde±10Ma.

Granite1Coefficientdirecteurdel’isochronea=0,00410Jecalculel’âgetdugranite.Formulelittérale:

𝑡 =ln(𝑎 + 1)

𝜆 Applicationnumérique:𝑡 = ,-(.,..01.21)

1,03.1.566=288142105soit288±10Ma

L’âgedecegraniteestcomprisentre278et298Ma.Granite2Coefficientdirecteurdel’isochronea=0,00525Applicationnumérique:𝑡 = ,-(.,..73721)

1,03.1.566=368751182soit369±10Ma

L’âgedecegraniteestcomprisentre359et378Ma.Granite3Coefficientdirecteurdel’isochronea=0,00532Applicationnumérique:𝑡 = ,-(.,..78321)

1,03.1.566=373654844soit374±10Ma

L’âgedecegraniteestcomprisentre364et384Ma.1pointpourchaquecalcul(détail+résultatcorrect),0,5pointpourlamiseàl’unitécorrecte(Ma).Soit4,5points.2. Précisez à quel événement correspond l’âge que vous avez calculé. Rappelez comment et

pourquoilecoefficientdirecteurdeladroiteisochroneévolueàmesurequeletempspasse.L’âgecalculécorrespondàlafermeturedusystème,c’est-à-direlemomentoùlegraniteacesséd’échangerdesatomesavecsonenvironnement.Legraniteétantunerochemagmatique,safermeturecorrespondàlasolidificationdumagma.(1point)Avecletemps,lesatomesdeRubidium87descristauxdugranitesedésintègrentetformentdesatomesd’élémentfilsStrontium87.Ainsilerapport 9:;<

=>;? descristauxdiminuetandisqueleurrapport =>;<

=>;? augmente.Cetteévolutiondetouslespointsdel’isochronefaitaugmenterlecoefficientdirecteuradecettedroite.(2points)

On rappelle que dans ce type d’étude 𝑡 = ,-(@21)A