Les roches, mémoire du temps
Georges Mascle
edp sciences
Préface
1
Avant-propos
3
Introduction : la notion de temps
5
Le temps5
Dualité du temps : temps-durée et temps-instant5
Commencement du temps6
Appréhension du temps6
L'enregistreur du temps7
Partie I - Fondements de la stratigraphie
I - Principe de base de la stratigraphie : le principe de superposition
11
1.1 - Définition11
1.2 - Contrôle de la régularité de la succession13
1.2.1 - Couches plissées et couches renversées13
1.2.2 - Critères de polarité15
1.2.3 - Superpositions tectoniques : surfaces de charriage et détachements22
1.2.4 - Sills et filons horizontaux23
1.3 - Dépôts non-horizontaux24
2 - Généralisation du principe de superposition
27
2.1 - Le principe de recoupement27
2.1.1 - Fractures27
2.1.2 - Filons29
2.1.3 - Massifs plutoniques intrusifs (batholites) et métamorphiques31
2.1.4 - Discordances et surfaces d'érosion34
2.1.5 - Cratères et caldeira emboîtés38
2.1.6 - Terrasses emboîtées41
2.1.7 - Coulées volcaniques étagées45
2.2 - Le principe d'inclusion46
2.2.1 - Conglomérats et brèches46
2.2.2 - Inclusions magmatiques48
2.2.3 - Minéraux48
2.3 - Le principe de superposition généralisé, fondamental de la stratigraphie49
3 - Continuité latérale
51
3.1 - Caractérisation de la continuité latérale51
3.2 - Passage latéral de faciès54
3.3 - Lithostratigraphie57
Partie II - Qualité l'enregistrement du temps
4 - L'enregistrement du temps par les roches
63
4.1 - Enregistrement par les sédiments et roches sédimentaires63
4.1.1 - Domaine pélagique64
4.1.2 - Plates-formes océaniques68
4.1.3 - Marges continentales passives71
4.1.4 - Marges continentales actives77
4.1.5 - Bassins de collision81
4.1.6 - Bassins cratoniques84
4.1.7 - Domaine continental86
4.1.8 - Bassins intra-montagneux87
4.2 - Effets de la diagenèse89
4.3 - Effets de la déformation91
4.4 - Enregistrement par les autres types de roches91
Partie III - Les chronomètres
5 - Datation des roches : géochronologie
99
5.1 - Méthodes fondées sur des phénomènes oscillants99
5.1.1 - Astrochronologie100
5.1.2 - Enregistrement des cycles de marée100
5.1.3 - Enregistrement des cycles saisonniers102
Varves
102
Stries de croissance des organismes
102
Dendrochronologie
102
5.1.4 - Enregistrement des cycles orbitaux105
5.1.5 - Magnétostratigraphie110
Inversions
110
Variations de la susceptibilité magnétique
117
5.1.6 - Stratigraphie événementielle118
Explosions volcaniques
118
Variations géochimiques
120
5.2 - Méthodes fondées sur des phénomènes continus irréversibles125
5.2.1 - Cratérisation125
5.2.2 - Racémisation des acides aminés126
5.2.3 - Lichénométrie127
5.2.4 - Intensité d'altération127
6 - Géochronologie nucléaire
131
6.1 - Principe131
6.2 - Systèmes utilisés en Sciences de la Terre132
6.3 - Mesure132
6.4 - Problèmes et limites : fermeture du système132
6.5 Domaines d'utilisation133
6.6 Méthode des isochrones134
6.7 - Méthode U/PB : courbes Concordia et Discordia135
6.8 - Méthode des déséquilibres radioactifs138
6.9 - Potassium - argon et argon - argon142
6.10 - Isotopes cosmogéniques143
6.10.1 - Méthode 14C144
6.10.2 - Recalage de la courbe 14C146
6.10.3 - 26AI, 10Be, 36CI in situ146
6.10.4 - 10Be des laves148
6.11 - Traces de fission148
6.12 - Méthode U/Th-He152
6.13 Thermoluminescence et luminescence stimulée optiquement154
6.14 Croisement de plusieurs méthodes155
6.15 Reconstitution de l'histoire thermique d'un massif156
7 - Biochronologie
159
7.1 - Fondements de la biochronologie159
7.2 - Fossiles stratigraphiques161
7.3 - Chronozones et biozones162
7.4 - Facteurs limitants164
7.5 - Groupes utilisés en biochronologie167
7.6 - Lignées évolutives188
7.7 - Pouvoir séparateur189
7.8 - Corrélations entre chronomètres193
8 - Echelle stratigraphique
195
8.1 - Etablissement d'une échelle stratigraphique195
8.1.1 - Subdivisions195
8.1.2 - Stratotypes et GSSP197
Partie IV - Histoire du temps
9 - Quelques étapes de l'histoire de la Terre et du système solaire
209
9.1 - Naissance du temps cosmologique : Big Bang209
9.2 - Naissance du système solaire209
9.3 - Premiers temps de l'évolution de la Terre : différenciation noyau - manteau - atmosphère212
9.4 - Formation de la croûte continentale : périodes d'assemblement et d'éclatement des continents213
9.5 - Apparition et développement de la vie215
9.5.1 - Les molécules de la vie215
9.5.2 - Les premières traces de vie218
9.5.3 - Les organismes « primitifs »219
9.5.4 - La formation de l'atmosphère oxygénée au cours de l'Archéen220
9.5.5 - Le développement de la vie : apparition de la sexualité, des Eucaryotes, des êtres multicellulaires221
9.5.6 - Première manifestation de la biodiversité : faunes édiacariennes223
9.5.7 - Explosion de la vie et crises biologiques224
9.5.8 - Conquête des terres émergées et de l'air226
9.5.9 - Développement des organismes carbonatés pélagiques : le puits de CO2 profond230
9.6 - Oscillations et crises climatiques globales : périodes froides et périodes chaudes231
9.7 - Oscillations régionales : crises salifères et séquences évaporitiques234
10 - Apparition de l'Homme
237
10.1 - L'Homme237
10.2 - Origine de l'Homme238
10.3 - Invention de l'outil paléolithique239
10.4 - Domestication du feu240
10.5 - Invention du débitage Levallois240
10.6 - L'Homme de Neandertal241
10.7 - L'Homme moderne241
10.8 - Invention de l'agriculture242
10.9 - Invention de la métallurgie243
10.10 - Invention de l'écriture246
10.11 - Invention de l'alphabet248
Exercices et corrigés
251
Enoncés
251
1 - L'Armentier251
2 - Barles, ruisseau du château252
3 - Cusco254
4 - Digne, barre de Chine255
5 - Microfractures dans les pouzzolanes du volcan de Lemptégy257
6 - Le Luberon258
7 - Himalaya du Nepal260
8 - Alpes méridionales au nord de Venise265
9 - Somalie266
Corrigés
268
1 - L'Armentier268
2 - Barles, ruisseau du château268
3 - Cusco269
4 - Digne, barre de Chine270
5 - Microfractures dans les pouzzolanes du volcan de Lemptégy272
6 - Le Luberon272
7 - Himalaya du Nepal274
8 - Alpes méridionales au nord de Venise275
9 - Somalie277
Bibliographie
279
Index
295