À partir de la carte géologique et de l’étude des couches sédimentaires (stratigraphie), il est possible de reconstituer la succession des événements géologiques (dépôts, émersions, déformations) qu’a connus une région au cours du temps.
La carte géologique : principes de lecture
Une carte géologique représente, à l’aide de couleurs conventionnelles, la répartition des différentes formations rocheuses affleurant dans une région. Sa légende précise la nature et l’âge relatif de chaque formation. Des symboles indiquent le pendage des couches (inclinaison) et une coupe géologique associée permet de visualiser l’organisation des couches en profondeur.
Principes de la stratigraphie
Principe de superposition : dans une série sédimentaire non déformée, une couche est plus récente que celle sur laquelle elle repose, et plus ancienne que celle qui la recouvre. Principe de continuité : une même couche a le même âge en tout point. Principe d’identité paléontologique : deux couches contenant les mêmes fossiles caractéristiques ont le même âge. Une discordance marque une interruption (émersion, érosion) dans la sédimentation.
L’échelle stratigraphique
Elle est construite à partir de la succession des couches et de leurs fossiles caractéristiques. Un bon fossile stratigraphique doit avoir eu une évolution rapide (courte durée de vie à l’échelle géologique) et une large répartition géographique, afin de caractériser précisément une période courte. La superposition des couches datées par leurs fossiles permet d’établir une échelle relative des temps géologiques.
Méthode de restitution de l’histoire géologique
La démarche suit les étapes suivantes : (1) lire la légende et la nature des formations sur la carte géologique ; (2) déterminer l’âge relatif des couches à l’aide du principe de superposition et des fossiles stratigraphiques ; (3) repérer les discordances et les déformations éventuelles ; (4) reconstituer chronologiquement la succession des événements géologiques (dépôt, émersion, érosion, tectonique, nouveau dépôt).
Exercices
Exercice 1 — Énoncer le principe de superposition et son intérêt pour la datation relative.
Exercice 2 — Dans une série sédimentaire non déformée, la couche A est en dessous de la couche B, elle-même en dessous de C. Classer ces couches de la plus ancienne à la plus récente.
Exercice 3 — Qu’est-ce qu’une discordance stratigraphique et que signifie sa présence sur une carte ou une coupe géologique ?
Exercice 4 — Quelles caractéristiques doit posséder un fossile stratigraphique pour être utile à la datation relative ?
Exercice 5 — Décrire les étapes de la méthode permettant de restituer l’histoire géologique d’une région à partir de sa carte géologique.
Exercice 6 — Sur une carte géologique, une couche de calcaire apparaît directement au contact d’un socle granitique ancien, sans les couches intermédiaires attendues. Que peut-on en déduire ?
Exercice 7 — Pourquoi l’échelle stratigraphique construite à partir des couches sédimentaires est-elle qualifiée de relative et non absolue ?
Corrigés
Corrigé 1 — Le principe de superposition énonce que, dans une série sédimentaire non déformée, une couche est plus récente que celle sur laquelle elle repose et plus ancienne que celle qui la recouvre. Il permet de classer chronologiquement les couches sans dater leur âge en années.
Corrigé 2 — De la plus ancienne à la plus récente : A, puis B, puis C.
Corrigé 3 — Une discordance est une surface marquant une interruption de la sédimentation (émersion, érosion) entre deux ensembles de couches ; sa présence signale un événement géologique majeur (soulèvement, érosion) entre les deux dépôts.
Corrigé 4 — Il doit avoir eu une large répartition géographique, une évolution rapide (courte durée de vie à l’échelle des temps géologiques) et être facilement identifiable.
Corrigé 5 — (1) Lire la légende et la nature des formations ; (2) déterminer l’âge relatif des couches (superposition, fossiles) ; (3) repérer discordances et déformations ; (4) reconstituer chronologiquement les événements géologiques.
Corrigé 6 — Cela indique une discordance : les couches intermédiaires ont soit été érodées après leur dépôt, soit n’ont jamais été déposées, témoignant d’une interruption prolongée entre la formation du socle et le dépôt du calcaire.
Corrigé 7 — Parce qu’elle établit uniquement l’ordre chronologique relatif des événements à partir de la position des couches et des fossiles, sans fournir leur âge exact en années ; seule une datation radiométrique donne un âge absolu.
