bonjour à tous en biologie beaucoup de phénomènes sont directement observable sous nos yeux ou bien observable à l'aide d'instruments biologiques comme les microscopes par exemple mais quand on s'intéresse aux phénomènes géologiques ce n'est plus aussi évident dans le sens où les processus affectant les roches s'opèrent sur des périodes de temps beaucoup plus longue je parle pour avoir un ordre d'idée de l'ordre du million d'années alors comment le géologue s'y prend-il pour reconstituer l'histoire géologique d'une région en particulier ou plus globalement l'histoire de notre planète c'est ce que je vous propose de voir ensemble dans cette vidéo à l'ego c'est parti [Musique] [Musique] reconstituer l'histoire géologique de notre planète ou plus localement d'une région donnée nécessite pour le géologue d'appliquer des méthodes chronologique il dispose pour cela de la chronologie relative lui permettant de placer des événements géologiques les uns par rapport aux autres dans le temps c'est donc bien ici quelque chose de relatif et notre géologue dispose également de la datation absolue qui lui permettra de déterminer un âge chiffres et comment son ensemble par la chronologie relative pour pouvoir dater des événements géologiques les uns par rapport aux autres et donc de pouvoir les replacer dans le bon ordre chronologique il est nécessaire d'observer différentes choses sur le terrain et d'appliquer un certain nombre de principes de base que je vais vous récapitule et maintenant vous avez tout d'abord le principe de superposition alors en quoi consiste-t-il voici un affleurement sur lequel on peut observer une superposition de strates sédimentaires issu d'une accumulation de sédiments dans le temps les couches se déposent horizontalement et les strates les plus basses que vous voyez ici correspondent aux plus anciennes autrement dit aux strates les plus âgées et celles présentes au dessus sont de plus en plus jeunes attention ne vous fait pas piéger les déformations tectoniques peuvent inverser l'ordre des couches donc garder cela en tête et vérifier le pour ne pas vous tromper dans votre grille de lecture passons au deuxième principe il s'agit du principe de recoupements voici sur cette affleurements la présence d'une grande faille qui recoupe la structure dans son ensemble ici la mise en place de cette faille ne peut avoir lieu qu'après la mise en place des strates dans laquelle on observe cette faille vous êtes d'accord avec moi on ne peut affecter une structure que si elle a été mise en place avant prenez cet autre exemple vous avez un socle de couleur claire au niveau de cette affleurements qui est recoupée par un filon très sombre centre de la photo il s'agit de basalte qui recoupe ici tout notre structure claire il s'agit une nouvelle fois d'un recoupement le filon de basalte s'est mis en place après la formation du socle ici de couleurs claires donc à garder en tête toutes formations géologiques que ce soit une faille une roche ou même un événement d'érosion qui en recoupant un autre est considéré comme plus récentes troisième principe c'est le principe d'inclusion prenez cette un champ tillon assez commun il s'agit d'un basalte issu d'une coulées volcaniques et bien si vous le regardez de plus près on peut observer qu'il contient des inclusions vous avez une inclusion d'une roche de couleur verdâtre il s'agit d'une péridotite provenant du manteau et à côté vous voyez la présence d'un petit granit ici que ce soit la péridotite ou le granit ce sont des éléments inclus dans le basalte qui sont donc plus vieux que le contenant notre basalte c'est le principe d'inclusion tout objet que ce soit une roche ou un minéral inclus dans un autre est plus ancien que celui ci il existe un autre principe permettant de réaliser une datation relative qui consiste à travailler sur le contenu fossilifère présent dans la couche géologique je m'explique dans certaines formations sédimentaires on peut trouver des fossiles et lorsqu'on les analyses plus en détails on peut les utiliser pour dater en géologie oui je vous rappelle que les êtres vivants évoluent et changent dans le temps l'heure fossilisation permet de caractériser les différentes strates sur le terrain par exemple si le contenu en fossiles est le même entre deux strates comme vous l'avez sur votre écran au niveau de la couche numéro 3 alors on peut supposer qu'elles sont de même âge mais attention tous les fossiles ne sont pas de bons marqueurs temporel seuls les fossiles stratigraphique peuvent être utilisés dans ce cadre ils répondent à quelques critères stricts les voici le premier c'est que l'espèce doit avoir eu une courte période de vie sur terre de l'ordre du million d'années voire moins donc à retenir une courte durée de vie à l'échelle des temps géologiques ensuite l'espèce doit avoir une grande extension géographique afin de permettre l'établissement de corrélation entre strates à l'échelle du globe lorsque les principes géométriques ne suffisent plus et il existe de nombreuses espèces correspondant à ses critères par exemple les trilobites ayant vécu durant l'ère primaire correspondent bien à la définition vous avez également les ammonites représentative de l'ère secondaire mais ce que préfère avant tout les géologues ce sont les microfossiles en voici quelques exemples en photo ici ce sont deux tout petits fossiles regarder leur taille ici l'échelle est de l'ordre du micromètre et les photos ont été prises au microscope électronique à balayage c'est vraiment très très beau et ce qui est intéressant avec eux c'est qu'ils peuvent être très abondants et qu'ils ont eue pour la plupart une évolution rapide et continue dans le temps et ça c'est très intéressant car selon leur forme on peut très facilement savoir dans quelle période géologique on les retrouve ils représentent souvent de bien meilleurs indicateurs des périodes géologiques voilà concernant la chronologie relative vous avez maintenant en main les principes méthodologiques consistant à placer chronologiquement des structures et des événements géologiques les uns par rapport aux autres j'aimerais maintenant vous présentez un scientifique le voici sur votre écran il s'agit du physicien chimiste né au britannique ernst rue terrefort il est considéré comme étant le père de la physique nucléaire car il a découvert les rayonnements appelé alpha beta mais surtout et c'est ce qui nous intéresse ici c'est qu'il a découvert que la radioactivité s'accompagnait d'une désintégration des éléments chimiques qui lui a valu d'ailleurs le prix nobel de chimie en 1908 et ce qui est intéressant à garder en tête ici c'est qu'il a pu grâce à la radioactivité attribué à nages chiffré à une roche et donc de les dater de manière absolue voici le principe lorsqu'on veut donner un âge par radio chronologie et bien on s'intéresse aux isotopes ce sont des atomes qui possède le même nombre d'électrons et donc de protons puisque les atomes sont neutres électriquement les seat hommes possèdent un nombre différent de neutrons regardez en représente le plus souvent un élément par son symbole x associé au nombre de masse à et à son numéro atomique z le nombre de masse à correspond au nombre de protons plus neutre on est les isotopes de même élément honte même nombre d'électrons et proton donc ici le même aide mais un nombre de neutrons différents donc un nombre de masse à différents un exemple très connue c'est celui du carbone doux the et du carbone 14 qui diffèrent par leur nombre de masse comme vous voyez sur votre écran c'est de couleur jaune des isotopes des mêmes éléments ont des propriétés chimiques identique mais par contre des propriétés physiques différentes par exemple ils peuvent être stable ou être radioactif ici le carbone 12 est par exemple stable alors que le carbone 14 est radioactif alors maintenant regardons de plus près les isotopes radioactifs parce que ce sont eux qui vont nous intéresser maintenant pour déterminer un âge par radio chronologie ils disparaissent en se transformant en d'autres isotopes de façon naturelle au cours du temps on dit qu il se désintègre alors les isotopes radioactifs sont appelés père et se désintègrent en isotopes radio génique appelée fils selon une loi physique ce que voici c'est la loi de désintégrations radioactives elle peut s'écrire de la façon suivante ici p 0 et la quantité d'éléments père à l'instant zéro par exemple au moment où ses formes est une roche on y revient dans un instant péter la quantité d'éléments père que l'on va mesurer à l'instant t donc lorsque l'on trouve cette roche ont fait la mesure lambda ici c'est la constante de désintégration propres à chaque élément et tai chi est ici notre inconnu à déterminer le temps on peut mesurer directement la quantité d'isotope père et fils présente dans une roche ou un minéral et pour cela les géologues utilise un appareil appelé spectromètre de masse qui permet de séparer les isotopes d'un élément en utilisant ce qui les distingue vous vous rappelez 1 ce qui les distingue c'est leur masse les roches contiennent des minéraux qui sont eux mêmes constitués de divers éléments chimiques les minéraux peuvent être par exemple du quartz de la biotite duffel spat et ses minéraux sont constitués d'éléments chimiques comme le faire le sodium le calcium ou encore le rubidium et parmi ces éléments chimiques certains peuvent être radioactif cette radioactivité naturellement contenues dans les roches permet de les dater de façon absolue c'est à dire de leur donner un âge ça qu'on appelle la radio chronologie alors comment fonctionne la radio chronologie quelle est la relation entre la radio chronologie et la datation d'une roche alors vous battez une roche par radio chronologie il faut que les isotopes restent piégées dans l'échantillon ça veut dire quoi eh bien ça veut dire qu'aucun élément ne doit pouvoir ni est rentré ni en sortir on qualifie le système de fermer par exemple les roches magmatiques répondent bien cette définition regardez ici sur ce graphique vous avez sur l'aex d y la température puis au fur et à mesure du refroidissement de la lave vous allez avoir une cristallisation qui va se réaliser et à un moment donné vous allez atteindre ce que l'on appelle la température de blocage c'est mentionné fermeture sur le graphique et c'est à partir de ce moment là que vous avez le départ du radio chronomètre et que vont s'accumuler dans le temps les isotopes fils à partir des isotopes père gardez en tête que la température de blocage des isotopes peut varier d'un minéral un autre et que les mesures peuvent donner des résultats sensiblement différents d'une méthode à une autre et pour un être vivant à partir duquel on souhaiterait réaliser ce type de mesures la fermeture du système se rallier à sa mort par exemple on peut utiliser les coquilles les cheveux ou encore les eaux comme échantillon possible pour un élément donné et quelle que soit la quantité d'éléments père présente au départ il faut toujours le même temps pour que cette quantité d'éléments père au départ soit réduite de moitié par désintégration cette durée particulière constitue la période période radioactive noté t on dit aussi temps de demi vie de l'élément la constante de désintégration je vous replace la formule c'est notre lambda ici et bien cette constante de désintégration est propre à un élément donné et elle est liée à sa période radioactive regardez sur ce graphique qui présente la quantité d'éléments père ou fils sur l'axé y en fonction du temps sur l' axe dx imaginons que l'on à un élément père au départ il va commencer à se désintégrer la quantité d'éléments père au départ est présente ici nous sommes à 100% alors puisque thé et le temps nécessaire pour que la moitié de l'élément père se désintègre en éléments fils et bien vous le voyez graphiquement ici au bout du temps t on aura moitié moins d'éléments père et la même quantité sera cette fois-ci constitué de l'élément fils ici c'est la courbe de couleur orange ça marche pour vous vous me suivez je pense que cette notion de temps de demi vie est plus claire avec la forme graphique 1 et si le temps se poursuit maintenant et on le voit bien sur le graphique on a à nouveau cette quantité d'éléments paix rhdp ici à 50% par rapport au départ qui diminuent à nouveau de moitié et qui se retrouve ici avec une quantité réduite à 25 % vous voyez sur l'axé des x que l'on est au niveau de 2 t cette diminution correspond à une nouvelle période et la quantité d'éléments fils sur la courbe orange continue d'augmenter et ceux ci se poursuit au fur et à mesure que le temps passe on aura de moins en moins d'éléments père est de plus en plus d'éléments fils issu de la désintégration des éléments père c'est ok vous me suivez bien en termes d'applications maintenant regardez ici sur le graphique à un moment tu es que je prends au hasard on va mesurer dans une roche une certaine quantité d'éléments pair avec la double flèches violettes et une certaine quantité d'éléments fils ici avec la double flèche orange nous avons graphiquement la durée de la réaction sur l'axé des x c'est-à-dire l'âge de la roche en question maintenant si on connaît la période de désintégration et que l'on arrive à mesurer la proportion d'éléments père restantes et la quantité d'éléments fils présente dans la roche alors on peut savoir depuis combien de temps se déroule la réaction de désintégration c'est à dire l'âge de la roche bien nous avons maintenant toutes les grandes bases je vous propose d'appliquer cela à partir d'un couple d'isotopes et un premier point à garder en tête c'est qu'il va falloir déterminer quel couple vous allez utiliser pour dater votre ruche oui il existe différents couples vous avez les couples potassium argon uranium plan ou encore rubidium strontium et vous voyez dans la deuxième colonne de ce petit tableau l'étang de 2010 pour chacun de ces couples vous voyez qu'il existe des différences importantes de 1,25 milliard d'années pour le couple potassium argon à 48,8 milliards d'années pour le couple rubidium strontium donc ici un choix devrait être fait en fonction de l'échantillon donné par exemple pour des isotopes se désintégrant rapidement et bien dans un objet très anciens on en trouvera plus et on ne pourra pas déterminer son âge c'est logique appliquons tous là avec l'exemple du couple rubidium strontium le rubidium et le strontium sont deux éléments présents dans les minéraux des roche de la croûte continentale le strontium présente deux isotopes stables le transforme 86 et le strontium 87 le rubidium quant à lui est radio active c'est un élément père et il se désintègre en strontium 87 donc en éléments fils ici maintenant lorsqu'une roche magmatique est entièrement refroidi donc que le système et d'y fermer comme nous l'avions vu auparavant dans cette vidéo et bien cette roche contient une certaine quantité de rubidium 87 radioactives se désintégrant en strontium 87 radio génique suivant une demi vie de 48,8 milliards d'années je vous replace la loi physique de désintégration 1 pt et gala p 0 x e exponentielle moins longue date et voici le graphique précédent il peut arriver quelques fois que tous les éléments chimiques fils ne soit pas issu de la désintégration de l'élément père il y en avait peut-être déjà au départ dans la roche on va donc noter ici c'est ce que l'on voit sur le graphique que f de thé l'élément fils est égal à p 0 la quantité complète d'éléments père - péter mais s'il y avait déjà l'élément fils dans le système on va rajouter à cette formule la quantité d'éléments fils qui était présente au départ ici je vous rajoute f0 une quantité potentiellement présentes au départ si on reprend la formule de désintégrations radioactives en remplaçant des 0 par cette formule on obtient alors la formule suivante ainsi on exprime soit en fonction de l'élément fils soit exprimée en fonction de l'élément perd quelque chose qui va nous permettre de dater la roche on va remplacer dans la formule par les éléments père et les éléments fils du couple rubidium strontium c'est parti donc on a le strontium 87 égal à rubidium 87 facteurs 2e lambda témoin en plus strontium 87 0 on va travailler sur les roches en mesurant les rapports isotopiques puisqu'on sait le faire avec le spectrophotomètre de masse on va donc avoir la même équation mais avec des rapports isotopiques ainsi on mesure le rapport strontium 87 sur strontium 86 et le rapport du couple isotopique de l'élémentaire rubidium 87 sur l'élément fils strontium 86 voici maintenant l'équation je vous propose d'agrandir tout cela car ça commence à être dur à lire ici on sait mesurer ce rapport ainsi que celui ci puisque ce sont des rapports isotopiques on a une inconnue ici tu es notre temps et on ne connaît pas non plus la quantité d'éléments fils qui était présente au départ peut-être était-elle nul ou peut-être pas si elle n'est pas nulle alors tous les éléments strontium 87 que l'on va retrouver ne sont pas forcément issu de la désintégration du rubidium alors concrètement comment on résout cela sachant que l'on ne connaît ni té ni f0 et bien tout simplement en travaillant sur un grand nombre de mesures puisque les mesures étant issus d'une même roche on va considérer que tous les minéraux formé au même moment ont capté pour se former le même rapport strontium 87 sur strontium 86 et on va donc considérer que notre valeur ici est une constante je l'appelle petit b je vous transforme l'équation en écrivant le rapport comme une constante je place la lettre petit b et maintenant ça vous fait peut-être tilt dans votre tête l'équation apparaît sous la forme d'une équation à fonction affine vous voyez ici y égal à x + b c'est une équation de dons on l'appelle équation de droite isochrones sa pente est égal à un autre coefficient directeur de la fonction affine c'est à dire eux lambda témoins ans ainsi on peut déterminer t voici la formalisation et vous voyez quand mesurant la pente de la droite notre cas on peut calculer t2 plus dans certains exercices vous pouvez avoir une simplification ça peut vous aider puisque oeland à témoin est pratiquement égal à lambda t on a alors à égal lambda t et donc tu es est égal à assure lambda on est donc ici dans le cas d'une résolution graphique où on peut résoudre l'inconnu qui nous intéresse c'est à dire chercher et trouver tes c'est de cette manière que l'on utilise la radioactivité du rubidium pour dater des roches très ancien jeu vous place maintenant en gros plan sur votre écran le type de graphique obtenu avec tous les éléments que l'on a vus ensemble sur chaque axe vous avez des rapports isotopiques vous avez reporté graphiquement les valeurs pour différents minéraux de la roche vous obtenez ainsi la courbe vous pouvez calculer le coefficient directeur a et ainsi déterminer t on utilise ainsi la radioactivité du rubidium pour dater des roches très ancienne ainsi la datation absolue permet de donner un âge chiffré à une roche la terre est âgée de 4,6 milliards d'années et au cours de son histoire elle a connu de nombreuses modifications temps géologiques que biologique les géologues ont pu découper son histoire en période grâce à différents critères en voici quelques exemples pour des critères paléontologique indiquant à partir des registres fossiles l'apparition et la disparition de groupe et d'espèces fossiles des critères sédimentaires ou encore radio chronologique ont permis au final d'établir un document assez précis représentant les limites des temps géologiques voici le document il s'agit de l'échelle stratigraphique voyez qu'elle se subdivise en r systems série et étages avec visage pour chaque couleur représentatif d'un monde de l'histoire de la terre merci à tous pour votre attention je vous rappelle que vous pouvez retrouver toutes ces informations dans le chapitre 6 du manuel nathan spécialité svt vous y retrouverez tout ce que l'on a vu dans la vidéo et bien plus encore chers élèves de terminale voici en quelques mots ce que vous devez connaître dans ce chapitre nous avons vu que les relations géométriques entre les différentes roches dans un paysage où un affleurement permettait de reconstituer la chronologie relative des structures ou des événements géologiques de différentes natures et à différentes échelles d'observation nous avons vu qu'il existait différents principes comme celui de superposition de recoupements ou encore d'inclusion il existe des fossiles appelées fossiles stratigraphique ayant évolué rapidement et présentant une grande extension géographique qui peuvent alors être utilisé pour caractériser des intervalles de temps et une identification d'associations de fossiles identique dans des roches de régions géographiquement très éloignées permet d'établir des corrélations temporel entre ces roches la désintégration radioactive est un phénomène continue et irréversible la demi vie d'un élément radioactif est caractéristique de cet élément ainsi la quantification d'un élément père radioactif se désintégrant de manière continue et irréversible en éléments fils radio génique permet de déterminer l'âge des minéraux constitutive d'une roche il existe différents chronomètre utilisé en géologie qui se distingue par la période de l'élémentaire le choix d'un radio chronomètre dépend de sa période et de l'élément à dater les datations sont réalisés sur des roches magmatiques ou métamorphiques en utilisant les roches total ou leurs minéraux isolé l'âge obtenu est celui de la fermeture du système considéré cette fermeture correspond à l'arrêt de tout échange entre le système considéré et l'environnement des températures de fermeture différentes pour différents minéraux explique que des mesures effectuées sur un même objet avec différents chronomètre puisse donner des valeurs différentes enfin des coupures dans les temps géologiques ont pu être établis sur différents critères aboutissant à l'échelle stratigraphique la synthèse de l'ensemble des techniques de chronologie relative et de datation absolue permet de reconstituer d histoire géologique de région voilà je vous place en bas à droite de votre écran la vidéo suivante sur ce même thème si vous voulez avoir plus d'informations sur l'épisode cliquez donc juste en dessous n'oubliez pas de vous abonner de partager et liker cette vidéo si ça vous a plu ça m'encourage à vous en créer de nouvelles pour votre réussite je vous dis à la prochaine ciao [Musique]