geochrone1Parmi les caractéristiques du domaine continental, il est important de connaître :

  • Les propriétés et compositions des roches qui le compose (densité, composition minéralogique).
  • Son épaisseur (relief et profondeur du Moho).
  • Mais également son âge.

Problème : Comment connaître l’âge absolu d’une roche et comment cette information permet-elle de reconstituer l’histoire géologique d’une région?

Activité 1 : Comparaison de la nature et de l’âge des roches

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alpesmassif_centralConsignes :

  • Utiliser GoogleEarth, en ouvrant le fichier montagnes_jeunes_anciennes.kmz et en affichant la carte géologique de la France, pour comparer la nature et l’âge des roches présentes dans le Massif Central et les Alpes.
  • Avec le logiciel Mesurim (utiliser la fiche technique), évaluer et comparer la surface de granodiorite dans le Massif Central et les Alpes (utiliser les deux images ci-contre pour réaliser la mesure).

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Activité 2 : Datation absolue des roches

tableau_periodique-zoomPrincipe de la mesure :

La lithosphère océanique actuelle est âgée de moins de 200 Ma, alors que l’on trouve des roches continentales âgées de 3,8 Ga. Ces âges sont déterminés par radiochronologie. Certains isotopes sont radioactifs, c’est le cas du rubidium 87 : 87Rb. Il se désintègre en strontium 87 : 87Sr qui est un isotope stable comme le strontium 86 : 86Sr. La demie vie du 87Rb est de 48,8.109 ans; c’est le temps au bout duquel la moitié de la substance radioactive a disparu.

En mesurant les rapports 87Rb/86Sr et 87Sr/86Sr dans différents minéraux, et si ces minéraux ont le même âge, les géologues montrent que les mesures s’alignent sur une droite qui relie des points correspondants à des minéraux de même âge appelée droite isochrone.

On utilise donc cette méthode pour dater des minéraux de roches magmatiques qui incorporent des isotopes radioactifs de 87Rb (les roches incorporent aussi du 87Sr en quantité variable, lors de la fermeture du système).

Cette méthode concerne la datation des minéraux des roches magmatiques qui incorporent des isotopes radioactifs de 87Rb. 87Rb se désintègre en 87Sr (les roches incorporent aussi du 87Sr en quantité variable, lors de la fermeture du système, c’est à dire quand la roche est devenue stable dans les conditions physiques dans laquelle elle est placée).

Conséquences :

  • Il subsiste deux inconnues : la quantité de 87Rb initiale et la quantité de 87Sr provenant directement de 87Rb.
  • On utilise alors le rapport 87Sr/86Sr car les minéraux incorporent aussi 86Sr, et ce rapport 87Sr/86Sr à t0 est identique dans tous les minéraux ayant incorporé du Sr.
  • Au cours du temps, le rapport 87Rb/86Sr diminue alors que 87Sr/86Sr augmente.

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On représente graphiquement les mesures de ces deux rapports réalisées sur plusieurs échantillons : 87Rb/86Sr en abscisse et 87Sr/86Sr en ordonnée. On obtient une droite isochrone. Équation de la droite :  y = a x + b

  • y = 87Sr/86Sr mesuré t_radiochronologie
  • a = (elambda t-1) (c’est la pente de la droite)
  • x = 87Rb/86Sr mesuré
  • b = 87Sr initial/86Sr

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Consignes :

  • 1er cas : A l’aide des données issues du document distribué, construire les droites isochrones des trois granites sur le même graphique afin de les dater et de les comparer (d’Athis en Normandie, Plouaret en Bretagne et Châteauponsac dans le Limousin). Illustrer par un photographie d’une lame mince de granite les minéraux analysés sur le granite d’Athis.
  • 2ème cas : A l’aide des données issues du document distribué, construire les droites isochrones des schistes verts et des schistes bleus de Groix échantillonnés au niveau de la pointe des chats afin de les dater. Interpréter les dates obtenues (Quelles informations peut-on vérifier à l’aide de ces deux datations?)

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