Questions générales sur la géologie

[Floda200489]

Oui, c'est une regle assez générale. Les roches archéenes ont formés les noyaux des futurs continents; autour d'eux (et au dessus d'eux) se sont formées les roches protérozoiques, puis ensuite les roches phanérozoiques.
Les roches plus récentes formées sont soit de l'érosion du coeur plus ancien et sédimentation sur les plate-formes immergées (des socles plus anciens), soit de l'accrétion tectonique d'arc volcano-sedimentaire (eventuellement chariée sur le socle). Le vieux socle est donc rarement a l'affleurement et on a que des données tres partielles de cette époque en terme de paléogéographie.

Cela exclue toute recherche de fossiles dans ces profondeurs bien évidemment, mais peut-on dire qu'il y en a avec (quasi) certitude ? Si nous mettions tous les moyens en oeuvre pour étudier ces roches, donc si on retire tout le dessus hypothétiquement, on trouverait des tas d'informations j'imagine ? Ou alors les carottages suffisent ? Même s'il y en a peu à ces profondeurs j'imagine, comme le célèbre forage de Kola...

D'ailleurs il y a toujours des projets de forage en cours pour atteindre le Moho ?

Sans transition, je pense aux faunes de Burgess et Chengjiang qu'on ne trouve qu'à ces deux endroits. Est-ce qu'on connait suffisamment les roches partout sur Terre pour affirmer qu'on ne trouvera ça nulle part ailleurs ? Ou alors il y a encore des sites similaires à découvrir ? S'ils ne sont pas à l'affleurement il faut peut-être là aussi creuser profondément ?

Il y a aussi un recyclage considerable de la croute continentale. Bien que la masse de croute continentale soit en croissance de 1-2 km³ par an, la réalité est que c'est 4-5 km³/an de croute produite, et ~3-4 km³/an de croute détruite et recyclée dans le manteau et 1-2 km³/an remobilisé. Apres plusieurs milliards d'années, il y a une probabilite non négligeable qu'un morceau de croute archéene est déja recyclée et non preservée.

Elle se recycle où cette croûte ? Ce ne peut pas être la subduction ? Est-ce au contact manteau-croûte ?

Et au fait, cela arrive que certains sédiments s'enfoncent aussi lors de la subduction de plaques océaniques ou alors ceux-ci s'accumulent devant étant trop peu denses ?

Oui, apres plusieurs milliards d'années sur Terre, leurs chances d'avoir été pris dans un cycle orogénique est important, d'autant plus important que les roches archéenes qui n'ont jamais été metamorphisée, seraient restées proches de la surface, et on donc de tres fortes chances d'etres exhumées et érodées rapidement.

Tout les complexes archeens connus sont en facies amphibolite ou granulite. On trouve bien des unités en facies métamorphique de schistes verts, mais cela reste quand meme 300-500ºC et plusieurs kilometres de pression lithostatique.

Attends, cela n'invalide pas le fait qu'en profondeur, par le simple effet de la pression, les roches peuvent se métamorphiser ? Ce ne sont pas que les cycles orogéniques qui créent des roches métamorphiques, si ?

Pour avoir des conclusions extraordinaires, il faut des preuves extraordinaires ou tout autre phenomene naturel banal est facilement exclu.

Dans les annees 70s, l'enrichissement d'uranium provenant de l'usine de Tricastin n'a pas donné les resultats attendu. 17% de l'uranium-235 qui devait etre produit manquait a l'appel . Pas une grosse affaire tu me diras sauf que cela represente une masse considérable de matiere fissile manquante, et dans un contexte de guerre froide, des kilos d'uranium-235 qui ont disparu sans explication peut donner des sueurs froides aux institutions anti-terroristes, etc.

En remontant a la source des échantillons, on constate que ce minerai provenant du Gabon a 0.6% de U-235 par rapport au 0.72% qu'on devrait avoir. La ou c'est vraiment étonnant, c'est que la variabilité du pourcentage de U-235 sur Terre (et dans tout le systeme solaire) est entre 0.7258% et 0.7249%. On est donc bien au dela d'une variation naturelle classique

Cela a entrainé une analyse isotopique complete des minerais provenant de la mine d'Oklo au Gabon, qui montre des concentrations jusqu'a 0.44% de U-235 alors que U-238 et U-234 sont normaux. Certains isotopes comme le neodyme-145 & -143 sont deux a trois fois trop éléves, ainsi que ruthenium-99. A nouveau, ce sont des déviations qui sont des milliers de fois plus importantes que toutes les variations naturelles observées.

Il n'a fallu que quelques mois d'études pour se mettre a l'évidence qu'il y a ~1,8 milliards d'années, il y a avait un réacteur nucleaire produisant de la fission sur le site d'Oklo. Jusqu'a cette découverte, personne n'avait jamais imaginé que cela puisse etre possible et que de la fission nucléaire de ce type puisse avoir lieu naturellement.

Depuis, le réacteur nucléaire naturel d'Oklo a été étudié de maniere assez intensive, et on en a trouvé d'autres (une grosse dizaine) dans la meme mine et une mine avoisinante (Okelobondo).

Je suppose que cette anecdote et particularité géologique repond un peu a ce que tu recherches

T-K

C'était la seule histoire dont j'avais connaissance, les réacteurs nucléaires de Oklo, s'il n'y a rien d'autres de significatif, je ne suis pas si mal informé alors ^^'
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[Tawahi-Kiwi]

Cela exclue toute recherche de fossiles dans ces profondeurs bien évidemment, mais peut-on dire qu'il y en a avec (quasi) certitude ? Si nous mettions tous les moyens en oeuvre pour étudier ces roches, donc si on retire tout le dessus hypothétiquement, on trouverait des tas d'informations j'imagine ? Ou alors les carottages suffisent ? Même s'il y en a peu à ces profondeurs j'imagine, comme le célèbre forage de Kola..

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Une surface 3D est toujours plus informative qu'un carrotage a 1 dimension. On aurait donc hypothetiquement plus d'information.
Pour les fossiles (ou des roches dans des conditions susceptibles de preserver des fossiles), ce n'est pas impossible non plus, juste improbable. J'ai deja vu par exemple, des fossiles de radiolaires dans des schistes bleus qui ont vu plus de 350ºC et 9 kbar par exemple.
Note que SG3, le forage de Kola, demarre dans des orthogneiss qui ont deja 2 milliards d'annees. A partir de 7km de profondeur, ils etaient dans l'Archeen.
Un socle archeen ne sera pas present partout, seulement aux coeurs des continents anciens. Si tu fores dans l'ouest de l'Amerique du Nord ou dans pas mal d'endroits en Eurasie, tu n'atteindras jamais des roches tres anciennes. Ce sont des terranes d'accretions, et le 'fond' est au mieux quelques centaines de millions d'annees plus anciennes que ce qui est a l'affleurement.

D'ailleurs il y a toujours des projets de forage en cours pour atteindre le Moho ?

Le RV Chikyu est sense s'y attaquer un jour. Mais ce sera en milieu oceanique, pas continental. A ma connaissance, il n'y a pas de projets serieux pour atteindre la discontinuite du Moho en milieu continental. SG3 a Kola a tente d'atteindre la discontinuite de Conrad (croute continentale superieure/inferieur) et n'a pas reussi.

Sans transition, je pense aux faunes de Burgess et Chengjiang qu'on ne trouve qu'à ces deux endroits. Est-ce qu'on connait suffisamment les roches partout sur Terre pour affirmer qu'on ne trouvera ça nulle part ailleurs ? Ou alors il y a encore des sites similaires à découvrir ? S'ils ne sont pas à l'affleurement il faut peut-être là aussi creuser profondément ?

Non, on ne peut pas l'affirmer. Le "Burgess shale" consiste de 4 carrieres les unes au dessus des autres a flanc de montagne au milieu des Rocheuses; Chengjiang, c'est une zone de montagneuse dans le Yunnan, et la seule raison pour laquelle ca ete redecouvert, c'est l'exploitation miniere de phosphates qui a mis en evidence tout ces fossiles. Sans cela, le site aurait pu rester inconnu pendant longtemps.

Creuser, bien sur, mais ce ne sera pas l'aveugle. Il y a suffisamment de roches cambriennes a l'affleurement dans les chaines de montagnes et orogenes anciens pour nous donner des indices.

Elle se recycle où cette croûte ? Ce ne peut pas être la subduction ? Est-ce au contact manteau-croûte ?

Source: Roberts et al., 2016

Et au fait, cela arrive que certains sédiments s'enfoncent aussi lors de la subduction de plaques océaniques ou alors ceux-ci s'accumulent devant étant trop peu denses ?

Oui, cela arrive, ils sont memes essentiels pour expliquer certaines caracteristiques geochimiques des zones de subduction.
S'il y en a trop, ils s'accumulent dans le prisme d'accretion. Mais pour une sedimentation oceanique normale, il vont descendre avec le reste et eventuellement fondre a partir de 80km de profondeur.

Attends, cela n'invalide pas le fait qu'en profondeur, par le simple effet de la pression, les roches peuvent se métamorphiser ? Ce ne sont pas que les cycles orogéniques qui créent des roches métamorphiques, si ?

Non, mais pour qu'une roche enfouie uniquement par subsidence remonte a la surface, cela necessite des evenements tectoniques importants.

Donc elles sont soit metamorphisees par un cycle orogenique (ou deux ou trois....) qui eventuellement les ramene pres de la surface; soit metamorphisee par subsidence isostatique, mais ramenee en surface par un cycle orogenique.

C'était la seule histoire dont j'avais connaissance, les réacteurs nucléaires de Oklo, s'il n'y a rien d'autres de significatif, je ne suis pas si mal informé alors ^^'

Il y a plein d'anomalies chimiques extrement qui existent - ex: des metaux natifs comme l'aluminium, le titane ou le plomb, des composes tres reactifs comme la chaux, des quasicristaux naturels, des roches ultra-enrichies en des elements specifiques, des structures et textures exceptionelles egalement. Tout cela demande parfois pas mal de reflexions pour savoir comme cela est possible; mais tout comme Oklo, plus c'est extreme, et plus le processus pour l'expliquer est evident.

Ce qui est souvent difficile a expliquer, ce ne sont pas ces anomalies evidentes, issues d'un seul processus; mais la coherence entre differentes anomalies de faibles amplitudes d'origine multicausale. Il faut trouver un ensemble de processus naturels compatibles capable de donner comme resultante l'ensemble des anomalies observees.

Dans le contexte de ta question initiale, la couche 'anthropocene' qui sera preservee dans des millions d'annees ne laissera a mon avis aucun doute quant a son origine. Ce ne sera pas un cas isole comme Oklo ou des roches anormales qui ont subit des conditions tres particulieres, mais une couche globale qui aura des caracteristiques geochimiques et isotopiques tres hors norme. Donc plutot comme la couche d'iridium du K-T, mais on ne se limitera pas aux seuls platinoides au niveau des anomalies chimiques.

T-K

[Floda200489]

Super, merci pour les réponses !

J'aimerai aussi comprendre ce qu'il pourrait se passer concrètement pour dégrader chaque chose qui nous entoure, que ce soit humain ou non. Il y a l'érosion sur les grandes échelles de temps, mais aussi l'oxydation notamment. C'est-à-dire que j'ai du mal à comprendre ce qu'il se passerait réellement pour le contenu de ma maison par exemple, à partir de maintenant jusqu'au moment où tout sera devenu de la poussière sédimentée au fond d'un océan. Si l'on suit le parcours d'un galet sur un étagère dans ma maison, celui-ci sera érodé à cause de la pluie ? Du transport dans des cours d'eau sur des millions d'années après l'effondrement de ma maison d'ici quelques siècles ? Il terminera forcément en fines particules ou alors pourrait rester tel quel ? Je visualise mal les processus à l'oeuvre qui permettent la dégradation des contenus à la surface de la Terre ^^'

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

les processus d'erosion sont les memes pour les objets humains ou naturels. Cependant, les objets humains etant bien souvent fortement hors equilibre chimique (ex: le fer metallique n'est pas une forme naturelle de ce metal a la surface de la Terre) ou physique (ex: les murs verticaux sont tres instables a une echelle de temps au final assez courte), l'erosion s'occuperait assez rapidement de pas mal de constructions humaines.

L'erosion se separe en erosion physique et chimique. Pour certains composes, l'erosion chimique est dominante (tout ce qui est soluble ou facilement oxydable par exemple), Pour d'autres, c'est l'erosion physique qui l'est (tout ce qui est friable, eventuellement apres une alteration chimique).

Dans chacune de ces deux categories, on trouve toute une serie de processus qui permettent la desagregation d'objets solides. Pour l'erosion chimique: la carbonatation, l'hydratation, l'hydrolyse, l'oxydation et la reduction sont des phenomenes communs qui peuvent etre une premiere etape pour une erosion physique plus effective. Pour l'erosion chimique: la gravite, tout les processus aqueux (vent, pluie, ruisellement, vagues) et associes (abrasion par des particules transportees par l'eau ou le vent), la cryoclastie (gel-degel), la rhizoclastie (racines), l'haloclastie (sel), etc.

Et il y a evidemment le facteur temps. Le galet sur l'etagere de ta maison (disons que c'est un galet de quartz, donc l'erosion chimique est mineure), peut etre fragmente pendant l'effondrement de la maison et son transport, eventuellement dans une riviere, le roulement des fragments du galet (ou le galet entier) va entrainer une abrasion de sa surface, ainsi que le sable qui circule a sa surface, entrainant une reduction de sa taille jusqu'a que les particules qui le forme soit de la taille du silt (limon).

Il est tout a fait possible que le galet ne soit jamais affecte par l'erosion (ou tres peu) car apres l'effondrement de la maison et un deplacement minimal, il s'est depose en milieu marin ou lacustre et eventuellement indure dans une nouvelle roche.

Un exemple extreme est le metaconglomerat de Jack Hills dans la terrane des gneiss de Narryer, Yilgarn dans l'Ouest de l'Australie.
On trouve des galets independant a la base des collines de la region, issue de l'erosion des roches initiales. Ces galets pourraient en theorie etre incorpores dans un nouveau depot sedimentaire (peu de chance dans le Yilgarn, mais ca aurait pu etre ailleurs) et former un nouveau conglomerat.


Source: Earth Science Australia
Les galets et la matrice qui contient ces galets dans la roche en place est vieille de 3 milliards d'annees (age metamorphique). La roche originale a ete formee par erosion et fragmentation puis deposition il y a ~3,6 milliards d'annees d'une roche plus ancienne qui avait deja subit un cycle de remobilisation et qui contient notamment des grains tres anciens remontant jusqu'a 4,4 milliards d'annees. Ils ne font que quelques diziemes de millimetres mais ce sont des grains preserves qui peuvent etre a nouveau recycles dans des roches plus jeunes. En Chine par exemple, on a retrouve des grains archeens de 4,08 milliards d'annees dans des roches volcano-sedimentaires ordoviciennes.

Ce qui est applicable pour un grain de zircon de 4404 millions d'annees est en theorie applicable pour tout objet. Ils pourraient etre preserves si les circonstances sont adequates. Neanmoins, plus c'est tendre/friable/mou, plus c'est grand; et plus la probabilite qu'il ne soit pas preserve dans sa forme originale est faible.

T-K

[Floda200489]

Et j'imagine donc que les cas exceptionnels que l'on retrouve comme à Jack Hills, c'est rare, et que le fait qu'ils soient à l'affleurement (s'ils y sont) fera que de toute façon la probabilité qu'ils restent en place très longtemps est faible ?

[Tawahi-Kiwi]

Pour les affleurements actuels, oui, c'est une question de quelques dizaines-centaines de millions d'annees maximum (suivant la region ou ils sont). Et plus on avance dans le temps, plus de telles roches qui n'ont pas encore ete exposee deviennent rare.

T-K

[Floda200489]

D'accord, merci beaucoup pour cet échange très instructif !

[Floda200489]

Existe-t-il une sorte d'arbre généalogique des roches et minéraux ? J'ai cherché des représentations visuelles de cela mais je n'ai rien trouvé de satisfaisant.

Avec tous ces noms dans tous les sens, je ne retiens rien, mais je constate cependant que certaines roches sont équivalentes, selon la pression où elles sont créées, ou la température, ou encore la composition... J'aimerai avoir tout ça résumer dans un arbre, si cela existe ?

Merci d'avance !

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Une structure arborescente, non. Enfin, oui pour les minéraux, mais pas tres efficace quand il y en a juste 20 ou 30 a retenir car ils sont tous sur des branches separées

Par exemple, pour la hornblende (l'amphibole la plus commune), on pourrait avoir la structure aborescente suivante:
____Mineraux (qui contient entre 9 et 16 'branches')
________-->Silicates (qui contient 7 branches)
____________ --> Inosilicates (qui contient 6 branches)
________________ --> Inosilicates a double chaine (qui contient 3 branches)
____________________ --> Amphibole (qui contient 8 branches)
________________________ --> Amphibole calcique (qui contient une quarantaine d'especes minérales, dont plusieurs sous le terme d'hornblende).

En pratique pour le non-spécialiste, chaque groupe dans cette arborescence se limiterait a :
____Minéraux (une trentaine)
________---> Silicate (une vingtaine)
____________--> Inosilicate (deux, amphibole & pyroxene)....
....et pas besoin d'aller plus loin. La structure arborescente est donc d'un interet limite a ce niveau.

Les clefs de determination, chacun les fait a sa sauce sur base des caracteristiques des mineraux (couleurs, dureté, opacité, clivages, apparence,....)



Pour les roches, toutes les représentations visuelles sont des séquences linéaires d'un composant augmentant vis-a-vis des autres ou d'un parametre. La structure en arbre n'est pas possible, 1. parce que la classification des roches n'est pas dichotomique ou clairement définie par un 'oui' ou un 'non' et 2. ce ne sont pas des 'cul-de-sac' classificatifs, vu que l'on peut s'embarquer dans une branche (ex: sédimentaire) mais le terme final a la possibilité d'etre modifié (via métamorphisme) vers une roche qui appartient a une autre branche basale (roche métamorphique ou meme magmatique) suivant la maniere dont on décide de classifier.

Les variables utilisées dans la classification peuvent etre la granulometrie, la teneur en quartz, en argile ou en carbonates, le taux de métamorphisme, etc.
Dans beaucoup de cas, cela peut se résumer en un diagramme tertiaire (dans un triangle avec 3 composants) + des contraintes supplémentaires pour chaque diagramme tertiaire.

Je dirais que pour caracteriser toutes les roches communes avec un terme général, il faut environ une quinzaine a une vingtaine de diagrammes et connaitre les bases de la nomenclature. Une fois qu'on va dans le détail, c'est beaucoup plus compliqué evidemment.

T-K

[Almandin]

Existe-t-il une sorte d'arbre généalogique des roches et minéraux ? J'ai cherché des représentations visuelles de cela mais je n'ai rien trouvé de satisfaisant.

Avec tous ces noms dans tous les sens, je ne retiens rien, mais je constate cependant que certaines roches sont équivalentes, selon la pression où elles sont créées, ou la température, ou encore la composition... J'aimerai avoir tout ça résumer dans un arbre, si cela existe ?

Merci d'avance !

Yop !

J'avais eu l'idée de tenter une telle représentation il y a quelques temps, mais comme le souligne TK, c'est très complexe, car ce n'est pas tant une arborescence qui serait représentée qu'un grand cycle avec de très nombreuses ramifications entrecroisées (le seul cas du granite est déjà une horreur en la matière avec ses multiples sources et devenirs, et je ne considère même pas ses différents types géochimiques).
Un représentation avec des liens peut se tenter, mais soit il faut faire très simple pour représenter le cycle global des roches, soit il faut en faire plusieurs détaillés pour chaque ensemble.

[Floda200489]

Oui, c'est bien ce qui me semblait... En fait j'imaginais un arbre plus complexe qu'avec de simple flèches causales, mais avec des flèches décrivant un événement, comme ce qu'on voit souvent dans la représentation du cycle des roches. Mais quand on prend le temps d'y réfléchir, et bien en fait l'idée du simple tableau serait plus simple j'imagine... Avec une entrée représentant la roche/le minéral et une autre représentant ce qu'elle subit ?

Je vais essayer de cherche de ce côté, mais effectivement un diagramme tertiaire est assez efficace !

[Almandin]

Pour les roches métamorphiques déjà, tu as le tableau sur l'article de Wikipédia qui résume les séquences métamorphiques : https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A...A9tamorphiques

[Tawahi-Kiwi]

Je vais essayer de cherche de ce côté, mais effectivement un diagramme tertiaire est assez efficace !

Suite au message d'Almandin, il faut bien distinguer deux types de classifications:

- Les classifications lithiques/minéralogiques qui n'imposent pas forcement une origine a la roche. Ca se veut purement descriptif et essentiellement basé sur la granulométrie, la minéralogie et parfois les textures.

- Les classifications pétrogénetiques qui peuvent etre subordonnées aux classifications minéralogiques, mais pas forcement (ex: un granite, un metagranite et une arkose micacée peuvent etre tres proches minéralogiquement parlant; c'est la texture qui differencie dans la plupart des cas).

Dans le premier cas, ce sont des diagrammes ternaires et diagrammes linéaires qui sont utiles la plupart du temps.
Dans le second cas, ce sont plutot des tables ou des séries de diagrammes.

T-K

[Floda200489]

Suite au message d'Almandin, il faut bien distinguer deux types de classifications:

- Les classifications lithiques/minéralogiques qui n'imposent pas forcement une origine a la roche. Ca se veut purement descriptif et essentiellement basé sur la granulométrie, la minéralogie et parfois les textures.

- Les classifications pétrogénetiques qui peuvent etre subordonnées aux classifications minéralogiques, mais pas forcement (ex: un granite, un metagranite et une arkose micacée peuvent etre tres proches minéralogiquement parlant; c'est la texture qui differencie dans la plupart des cas).

Dans le premier cas, ce sont des diagrammes ternaires et diagrammes linéaires qui sont utiles la plupart du temps.
Dans le second cas, ce sont plutot des tables ou des séries de diagrammes.

T-K

Je pense que je serais plus intéressé par les espèces plutôt que par les aspects ! Je vais tourner mes recherches vers ça alors, merci !

[Floda200489]

Salut,

Je reviens avec une série de questions qui me trottent dans la tête ^^'

Pour commencer je tiens à apporter une précision sur ma dernière demande, en ce qui concerne un éventuel arbre qui m'expliquerait la classification des roches et minéraux. Alors j'ai bien compris vos messages, depuis je suis allé voir et j'ai trouvé quelques petites choses intéressantes, des tableaux surtout selon les roches. Ce que je voulais préciser ici c'est qu'il me faudrait en fait une sorte de représentation en paquets, avec des sous-ensembles et sous-sous-ensemble. Parce que là où j'ai du mal c'est pour les équivalences, je ne sais pas ce qui est comparable. Pour donner un exemple : si je mélange roches et minéraux, il peut m'arriver de ne pas savoir si feldspath et granite sont équivalents ou non. J'ai commencé une petite liste que je vais essayer de ranger dans ces tableaux, et je remarque que ce faisant, des sous-ensembles commencent à se construire, par exemple un orthogneiss ou un paragneiss, je suppose que ce sont des gneiss déjà, c'est comme ça que j'y arriverais je pense. Je commence par lister les types de roches, puis les roches, puis le minéraux. Voilà, je n'attends pas de réponse particulière, c'était juste un complément si jamais quelqu'un y voit quelque chose à ajouter qui pourrait m'aider encore plus ^^'

Les questions :

Sur les légendes des cartes géologiques et les cartes elles-mêmes, on représente souvent le socle Hercynien comme tel, sans voir de datation relative par rapport aux autres roches. Pourquoi ne dit-on pas que ce sont des terrains Dévonien ? Il y a une raison particulière ?

Je poursuis avec la chaîne Hercynienne, je vois souvent aussi qu'on parle de terrains hercyniens sans vraiment détailler, mais existe-t-il une homogénéité dans les roches du massif Hercynien ? Parce que, quand l'orogenèse alpine sera érodée et qu'elle fera partie d'un socle aussi, on pourra y voir une homogénéité aussi ? Les Alpes sont assez diversifiées en terme de roches donc je me demande si c'était pareil pour la chaîne Hercynienne ^^' D'ailleurs on trouve des fossiles dans les Alpes et les Pyrénées, pourquoi ne pourrait-on pas en trouver dans la chaîne Hercynienne ? Elle a pu soulever des terrains sédimentaires non ? Ils sont peut-être tous érodés et ce que nous voyons aujourd'hui sont les "profondeurs" de la chaîne ?

Plus généralement, en ce qui concerne les supercontinents et les orogenèses, j'ai cru comprendre que chacun d'entres eux étaient lié à une orogenèse, j'ai bien compris ou alors c'est plus compliqué ? Là par exemple, nos continents s'éloignent, mais les Alpes ceinturent le monde en deux, donc les chaînes de montagnes s'établissent dans une contexte plutôt de collision, d'extension, ou il n'y a pas de règles ?

Aussi, quand on parle de la chaîne Hercynienne, on ne fait pas de détail sur les petites chaînes associées (je suppose ?), donc peut-on dire, au même titre que les Pyrénées et l’Himalaya font partie de l'orogenèse Alpine, que le Jura fait partie des Alpes ? Et par extension à cette question, lorsque la Pangée prochaine se formera, s'agira-t-il toujours des Alpes, géologiquement parlant ?

Questions plus techniques :

Comment fait-on pour connaître les lieux, pressions et températures de la formation des roches, est-ce qu'on fait des expériences en laboratoires pour créer ces roches avec de fortes pressions pour voir à quel endroit se forme une roche ?

Dans les diagrammes pression-température, il y a toujours la zone des domaines non réalisés sur Terre. Mais est-ce que l'on s'est "amusé" à créer ces roches, là encore en mettant la pression et la température qu'il faut ?

Un biais est en train de s'installer en moi depuis que je m'intéresse à la géologie terrestre, en plus du fait que j'ai du mal avec les catégories de classement, je n'arrive pas à comprendre à quel point la roche d'une autre planète peut être différente. Qu'est-ce qui détermine qu'une roche est une roche terrestre, à quel niveau des catégories géologies arrive-t-on dans quelque chose de totalement différent sur une autre planète ? J'imagine qu'on trouve les mêmes types de roches, mais peut-on en trouver d'autres, avec d'autres minéraux ?

J'ai d'ailleurs entendu un guide du Museum National d'Histoire Naturelle dire que l'on découvrait plusieurs dizaines de nouvelles espèces minérales chaque mois. Cela m'intrigue énormément, les lois de la physique étant les mêmes partout, je suis étonné que toutes les possibilités n'aient pas déjà été découvertes. J'ai bien compris ou alors on entre trop dans le détail et ce ne sont pas des découvertes si inattendues ?

Enfin, j'ai posé ces questions suivantes dans le forum d'astronomie mais personne n'a su me répondre, peut-être est-ce plus approprié ici :

Les proportions relatives des éléments sont-elles similaires dans les planètes du système solaire ? Y a-t-il une composition similaire entre les planètes du système solaire que l'on ne retrouverait pas dans d'autres systèmes ? Parce que l'on dit souvent que la Lune possède une composition similaire à celle de la Terre. Mais qu'est-ce que l'on regarde ? Les atomes sont partout dans l'Univers, donc quoi ? Des minéraux qui ne se formeraient qu'ici ?

Pour finir, l'humanité envoie des "bouts" de Terre sur d'autres planètes, mais peut-on établir chimiquement leur provenance terrestre ou alors notre manière de modifier la manière comme ça nous arrange fait qu'établir une provenance terrestre serait compliqué ? Une fois encore, je suppose qu'on ne regarde pas les atomes qui sont présents dans tout l'Univers, mais existe-t-il une signature chimique propre à chaque astre ?

Merci beaucoup pour les réponses qui suivront, et une fois de plus sur ce forum, désolé du caractère "velu" des questions ...

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Parce que là où j'ai du mal c'est pour les équivalences, je ne sais pas ce qui est comparable. Pour donner un exemple : si je mélange roches et minéraux, il peut m'arriver de ne pas savoir si feldspath et granite sont équivalents ou non.

Je ne suis pas sur de comprendre ce que tu veux dire par 'équivalence'?
On peut trouver des 'équivalents' chimiques, comme les protolithes en métamorphisme. Une meme roche initiale donne une série de roches métamorphiques qui ont differentes terminologies suivant les conditions de pression-température qu'elles ont subit (=> meme composition chimique, mais differente mineralogie). Les équivalents plutoniques-volcaniques sont un peu du meme acabit.
On peut trouver des 'équivalents' minéralogiques, comme les differents stades de deformation dans certaines roches tectoniques (meme composition minéralogique (ou sans importance) mais textures differentes.

Mais entre un mineral et une roche, j'ai du mal a voir ce concept. Dans ton exemple, on trouve du feldspath dans les granites (mais aussi la plupart des autres roches magmatiques), dans de nombreuses roches metamorphiques et dans quelques roches sedimentaires. Le feldspath est de differentes origines, differentes composition, mais c'est toujours du feldspath.

Sur les légendes des cartes géologiques et les cartes elles-mêmes, on représente souvent le socle Hercynien comme tel, sans voir de datation relative par rapport aux autres roches. Pourquoi ne dit-on pas que ce sont des terrains Dévonien ? Il y a une raison particulière ?

Cela peut etre pour simplifier la carte (si on s'interesse aux bassins sedimentaires post-hercyniens, la caractérisation des terres emergées hercyniennes n'ont que peu d'interet) ou pour les anciennes cartes, les roches métamorphiques & magmatiques n'était pas facilement datables, donc certains socles sont juste décrit comme 'cristallin' avec l'evenement orogenique auxquels ils sont associés.

Elle a pu soulever des terrains sédimentaires non ? Ils sont peut-être tous érodés et ce que nous voyons aujourd'hui sont les "profondeurs" de la chaîne ?

Oui, le temps, associé a l'érosion et l'isostasie, va mettre nu le coeur de la chaine de montagne. Je ne sais pas a quelle partie de la chaine hercynienne tu te referes, mais l'orogene s'étire de la Pologne a l'Alabama en passant par l'Angleterre, le nord de l'Afrique et Terre Neuve (et on pourrait supposer que les orogenes du nord de la Chine en font partie egalement). Cela fait beaucoup de roches differentes.


Etendue de l'orogene varisque
Source: Wiki

Plus généralement, en ce qui concerne les supercontinents et les orogenèses, j'ai cru comprendre que chacun d'entres eux étaient lié à une orogenèse, j'ai bien compris ou alors c'est plus compliqué ?

Les orogenes s'établissent en contexte de collision, MAIS, on peut etre en contexte régional d'extension et toujours avoir des collisions a une échelle locale. Les Rocheuses ou la cordillere australienne par exemple, n'ont pas été formées par une collision continent-continent, mais l'accrétion de mini-continents et arcs volcaniques dans un systeme qui n'est pas exclusivement collisionel.

Aussi, quand on parle de la chaîne Hercynienne, on ne fait pas de détail sur les petites chaînes associées (je suppose ?), donc peut-on dire, au même titre que les Pyrénées et l’Himalaya font partie de l'orogenèse Alpine, que le Jura fait partie des Alpes ? Et par extension à cette question, lorsque la Pangée prochaine se formera, s'agira-t-il toujours des Alpes, géologiquement parlant ?

On fait un peu le détail mais plus on remonte dans le temps, plus un ancien orogene est fragmenté, mal preservé, etc. et on est plus limité dans sa caractérisation (surtout géographique). Il faut aussi prendre le caractere temporel de la chaine. Pour la chaine alpine, on la voit au temps présent, pas dans sa forme finale une fois que tout sera terminé. A grande echelle (de temps et géographiquement), l'orogene alpine est liée a la fermeture de la Téthys. En certains endroits, il ne se passe déja plus rien depuis plusieurs dizaines de millions d'annees alors que dans d'autres, ca ne fait que commencer.

En oubliant toutes sortes de nuances, Atlas, Pyrenées, Appenins, Alpes, Carpathes, Caucase, les chaines de l'Iran, Hindu Kush, Karakoroum, Himalaya, les chaines de l'Asie du Sud-Est, le socle de Sumatra & Java, les monts Maoke de Papouasie, et certains complexes metamorphiques et ophiolitiques du Pacifique Sud-Ouest font tous partie de l'orogene alpin.


Source: Lister et al., 2001

La collision de l'Inde avec l'Asie est la premiere grande collision de cet orogene. La fermeture complete de la Téthys avec la disparition de la Méditerranée et la collision Europe-Afrique en sera une autre ainsi que la collision Australie-Asie.

Au final, la chaine alpine a commencé il y a 50 millions d'années et finira de se former dans 50 millions d'années, s'étirant de part en part de l'Eurasie. Ca parait enorme et tres long, mais ce n'est pas different de l'orogene varisque (=hercynienne) qui s'étire du milieu de l'Amerique jusqu'en Corée et a pris plus de 100 millions d'années pour se former.

Comment fait-on pour connaître les lieux, pressions et températures de la formation des roches, est-ce qu'on fait des expériences en laboratoires pour créer ces roches avec de fortes pressions pour voir à quel endroit se forme une roche ?

La relation entre un assemblage minéralogique et les conditions de pression et temperature se fait au travers d'experience de labo, mais on a maintenant suffisamment de données thermodynamiques pour modéliser relativement bien le changements sans avoir a systematiquement recreer une roche en labo.

Dans les diagrammes pression-température, il y a toujours la zone des domaines non réalisés sur Terre. Mais est-ce que l'on s'est "amusé" à créer ces roches, là encore en mettant la pression et la température qu'il faut ?

Oui, les scientifiques sont curieux et on ne peut pas s'empecher d'au moins voir un peu ce qu'il se passerait. Les experiences ratées, c'est aussi commun et il est donc frequent de se retrouver avec des conditions (pression, temperature, mais aussi conditions chimiques) qui ont tres peu de chance d'avoir lieu sur Terre.
L'autre raison, ce sont les autres planetes, satellites, météorites et exoplanetes. Les formes de haute pression (ou de tres basse temperature) de la glace d'eau par exemple, n'ont pas vraiment de sujet d'étude naturel sur Terre. Il faudrait rajouter encore quelques kilometres d'épaisseur de glace en Antarctique pour arriver a un polymorphe. Par contre sur les satellites glacés, c'est une variable a considerer. Meme chose pour essayer de recréer les conditions au sein des géantes gazeuses ou la formation des meteorites, et de maniere plus hypothetique, recréer les conditions dans des exoplanetes.

Un biais est en train de s'installer en moi depuis que je m'intéresse à la géologie terrestre, en plus du fait que j'ai du mal avec les catégories de classement, je n'arrive pas à comprendre à quel point la roche d'une autre planète peut être différente. Qu'est-ce qui détermine qu'une roche est une roche terrestre, à quel niveau des catégories géologies arrive-t-on dans quelque chose de totalement différent sur une autre planète ? J'imagine qu'on trouve les mêmes types de roches, mais peut-on en trouver d'autres, avec d'autres minéraux ?

Oui et non. Tout les astres a -200ºC ont des formes de roches qui n'existent pas sur Terre. Pluton et Triton ont des roches a base d'azote, CO₂ et méthane solide avec des blocs de glaces d'eau en inclusions. Aucune chance de trouver cela sur Terre.
Coté chimique, il n'est pas impossible que des variations mineures sur les autres planetes produisent des mineraux beaucoup plus abondants que ce qu'ils ne sont sur Terre. Pour la Lune par exemple, on a trouvé 3 nouveaux minéraux en 1970; mais depuis, on les a egalement trouvé sur Terre en cherchant bien (le dernier en 2011).
De nouveaux minéraux, c'est possible egalement, surtout si la composition chimique de la planete, ses conditions chimiques, pression et temperature sont tres differentes de la Terre.

J'ai d'ailleurs entendu un guide du Museum National d'Histoire Naturelle dire que l'on découvrait plusieurs dizaines de nouvelles espèces minérales chaque mois. Cela m'intrigue énormément, les lois de la physique étant les mêmes partout, je suis étonné que toutes les possibilités n'aient pas déjà été découvertes. J'ai bien compris ou alors on entre trop dans le détail et ce ne sont pas des découvertes si inattendues ?

Avec les dizaines d'éléments du tableau périodique, tu peux faire des millions de combinaisons. Seulement un petit nombre est tres commun sur Terre (pour plein de raisons), mais un nombre considerable est susceptible d'exister lorsque les conditions sont plus exotiques. Note que les dizaines de nouveaux mineraux que l'on trouve chaque mois sont dans 99% des cas, des mineraux microscopiques, des inclusions de quelques dizaines de microns dans d'autres mineraux. Les nouvelles especes minerales 'macroscopiques' sont rares (sauf redefinition).

Un exemple (simple) du cote exotique necessaire pour la decouverte d'un nouveau minerale: la crocoite, PbCrO₄ est un mineral en aiguille, rouge-vif que l'on voit souvent dans les bourses de mineraux. Plomb et chrome, pour des raisons geochimiques, ont peu de chance de se retrouver ensemble au travers de processus magmatiques, metamorphiques, hydrothermaux ou autres. Les endroits ou l'on trouve la crocoite, ce sont le plus souvent des zones tectoniques ou une roche mantellique (riche en chrome) est mise en contact avec un gisement de plomb (sous forme de galene), avec des eaux oxydantes qui mobilise plomb et chrome pour les mettre ensemble dans un mineral. Pas mal de mineraux ne sont donc pas a priori imaginables car on ne peut pas considerer tout ce qui est possible naturellement dans ces conditions geologiquement plus rares.

Les proportions relatives des éléments sont-elles similaires dans les planètes du système solaire ?

Les planetes du systeme solaire ont un gradient de composition chimique au fur et a mesure que l'on s'eloigne du Soleil. Dans le nuage protoplanetaire initial, il fait trop chaud pres du soleil pour avoir la precipitation des elements volatils que l'on retrouve en abondance au niveau des geantes gazeuses. Le meme s'applique pour les planetes telluriques. Les elements (et mineraux) qui forment Mercure cristallisent a plus haute temperature que ce que l'on trouve sur Mars (plus de soufre sur Mars par exemple)

J'en avais parle il y a quelques mois dans une autre discussion: https://forums.futura-sciences.com/p...e-interne.html

Y a-t-il une composition similaire entre les planètes du système solaire que l'on ne retrouverait pas dans d'autres systèmes ?

Non, pas dans les grandes lignes, sauf exception comme les hypothetiques planetes carbonees, etc.
Les planetes telluriques sont formees a partir des chondrites (un type de meteorite), et la composition d'une chondrite, c'est un peu les elements les plus communs dans l'univers (autres que les gaz). Du coup, on se limite assez vite quand les briques initiales ne sont pas tres tres differentes.

Dans le detail cependant, cela devient de la geochimie plus fine; des rapports d'elements impossibles a obtenir dans le systeme solaire peuvent apparaitre, et au niveau isotopique, ces rapports seraient encore plus importants. Dans ta discussion en chimie sur la datation isotopique, j'ai mentionne des cas ou cela ne marche pas, et bien c'est ceci: des grains que l'on appelle pre-solaires, qui viennent d'ailleurs et se sont retrouves inclus dans les meteorites qui forment le systeme solaire. Le rapport des isotopes qui forment ces grains est tres differents de ce que l'on peut trouver pres du Soleil. On conclut donc qu'ils viennent d'ailleurs (on a egalement quelques autres preuves en plus de cela evidemment).

Parce que l'on dit souvent que la Lune possède une composition similaire à celle de la Terre. Mais qu'est-ce que l'on regarde ?

La composition globale; certains isotopes montrent qu'elle est tres similaire a la Terre. D'autres legeres variations ou des rapports isotopiques fort differents necessitent une autre source melangee a un Terre primitive, et de la vient entre autre la theorie de l'impact geant.

Pour finir, l'humanité envoie des "bouts" de Terre sur d'autres planètes, mais peut-on établir chimiquement leur provenance terrestre ou alors notre manière de modifier la manière comme ça nous arrange fait qu'établir une provenance terrestre serait compliqué?

Des qu'on touche a la composition isotopique, ce n'est plus possible. La plupart des procedes industriels pour les elements lourds ne vont pas modifier cela donc en theorie, c'est possible. En pratique, ce serait quand meme un peu complique car tout ne fonctionne pas. Ci dessous un exemple de la composition isotopique du fer pour la Terre, Mars, la Lune, Vesta et des asteroides. On voit bien que ce n'est pas en analysant le fer d'un acier qu'on arrivera a eliminer tout autre source.


Source: Elardo & Shahar, 2017

mais existe-t-il une signature chimique propre à chaque astre ?

Oui, mais avec un tres grand nombre d'etoiles, de planetes, etc., pas tout a fait - au bout d'un moment, avec des millions et millions de signature, elles se recouvrent eventuellement; en commencant par les etoiles nees dans la meme nebuleuse.

T-K

[Floda200489]

Salut,



Je ne suis pas sur de comprendre ce que tu veux dire par 'équivalence'?

Mais entre un mineral et une roche, j'ai du mal a voir ce concept. Dans ton exemple, on trouve du feldspath dans les granites (mais aussi la plupart des autres roches magmatiques), dans de nombreuses roches metamorphiques et dans quelques roches sedimentaires. Le feldspath est de differentes origines, differentes composition, mais c'est toujours du feldspath.

Oui voilà, c'est ce que tu as dit en dernière phrase, ce que j'ai voulu dire c'est que j'aimerai visualiser les ensembles et sous-ensembles qui classent roches et minéraux, par exemple le plagioclase est un feldspath, mais tous les feldspaths ne sont pas des plagioclases par exemple. Du coup le feldspath serait le gros ensemble, contenu lui-même dans un autre ensemble, celui des roches granitiques (entre autres) qui en contiennent par exemple, et le plagioclase serait un sous-ensemble. Je visualise ça comme suit : granite --> feldspath --> plagioclase, au sens où l'un contient l'autre et non pas l'inverse.

Et pour l'équivalence, je veux dire que si je refais une série comme la précédente, je dois respecter un principe de continuité (pour rester dans le vocabulaire géologique), afin de ne pas tout décaler. Par exemple, une équivalence entre "granite --> feldspath --> plagioclase" pourrait être "gabbro --> pyroxène --> augite". C'est équivalent si on représente ça dans un tableau, plus que si j'avais choisi "pluton --> gabbro --> pyroxène", où là c'est décalé, les catégories respectives ne sont plus en face les unes des autres.

Les orogenes s'établissent en contexte de collision, MAIS, on peut etre en contexte régional d'extension et toujours avoir des collisions a une échelle locale. Les Rocheuses ou la cordillere australienne par exemple, n'ont pas été formées par une collision continent-continent, mais l'accrétion de mini-continents et arcs volcaniques dans un systeme qui n'est pas exclusivement collisionel.

Donc lorsque l'Amérique entrera en collision avec l'Eurasie et l'Afrique, ce sera une autre orogenèse que les Alpes puisque liée à la fermeture de l'Atlantique, donc c'est tout-à-fait possible pour un supercontinent d'avoir deux orogenèses distinctes au cours de son existence ?
Et donc chaque supercontinent est forcément associé à une orogenèse, puisqu'il y a forcément une collision, c'est ça ?

Oui, les scientifiques sont curieux et on ne peut pas s'empecher d'au moins voir un peu ce qu'il se passerait. Les experiences ratées, c'est aussi commun et il est donc frequent de se retrouver avec des conditions (pression, temperature, mais aussi conditions chimiques) qui ont tres peu de chance d'avoir lieu sur Terre.
L'autre raison, ce sont les autres planetes, satellites, météorites et exoplanetes. Les formes de haute pression (ou de tres basse temperature) de la glace d'eau par exemple, n'ont pas vraiment de sujet d'étude naturel sur Terre. Il faudrait rajouter encore quelques kilometres d'épaisseur de glace en Antarctique pour arriver a un polymorphe. Par contre sur les satellites glacés, c'est une variable a considerer. Meme chose pour essayer de recréer les conditions au sein des géantes gazeuses ou la formation des meteorites, et de maniere plus hypothetique, recréer les conditions dans des exoplanetes.

Tu as des exemples, ou un endroit où je pourrais trouver ces nouveaux minéraux ou roches ? On leur donne des noms par exemple ? Et sachant que ça ne peut se former sur Terre hors intervention humaine, est-ce que ce sont des formes qui s'altèrent rapidement en d'autres, ou est-ce que c'est stable ?

Oui et non. Tout les astres a -200ºC ont des formes de roches qui n'existent pas sur Terre. Pluton et Triton ont des roches a base d'azote, CO₂ et méthane solide avec des blocs de glaces d'eau en inclusions. Aucune chance de trouver cela sur Terre.
Coté chimique, il n'est pas impossible que des variations mineures sur les autres planetes produisent des mineraux beaucoup plus abondants que ce qu'ils ne sont sur Terre. Pour la Lune par exemple, on a trouvé 3 nouveaux minéraux en 1970; mais depuis, on les a egalement trouvé sur Terre en cherchant bien (le dernier en 2011).
De nouveaux minéraux, c'est possible egalement, surtout si la composition chimique de la planete, ses conditions chimiques, pression et temperature sont tres differentes de la Terre.

Donc là où on trouverait de nouvelles choses c'est sur les types de roches. Mais peut-on imaginer par exemple, autre chose que les grandes familles de roches (magmatique, métamorphique, sédimentaire, et toutes leurs subdivisions) ?

Les planetes du systeme solaire ont un gradient de composition chimique au fur et a mesure que l'on s'eloigne du Soleil. Dans le nuage protoplanetaire initial, il fait trop chaud pres du soleil pour avoir la precipitation des elements volatils que l'on retrouve en abondance au niveau des geantes gazeuses. Le meme s'applique pour les planetes telluriques. Les elements (et mineraux) qui forment Mercure cristallisent a plus haute temperature que ce que l'on trouve sur Mars (plus de soufre sur Mars par exemple)

Non, pas dans les grandes lignes, sauf exception comme les hypothetiques planetes carbonees, etc.
Les planetes telluriques sont formees a partir des chondrites (un type de meteorite), et la composition d'une chondrite, c'est un peu les elements les plus communs dans l'univers (autres que les gaz). Du coup, on se limite assez vite quand les briques initiales ne sont pas tres tres differentes.

Dans le detail cependant, cela devient de la geochimie plus fine; des rapports d'elements impossibles a obtenir dans le systeme solaire peuvent apparaitre, et au niveau isotopique, ces rapports seraient encore plus importants. Dans ta discussion en chimie sur la datation isotopique, j'ai mentionne des cas ou cela ne marche pas, et bien c'est ceci: des grains que l'on appelle pre-solaires, qui viennent d'ailleurs et se sont retrouves inclus dans les meteorites qui forment le systeme solaire. Le rapport des isotopes qui forment ces grains est tres differents de ce que l'on peut trouver pres du Soleil. On conclut donc qu'ils viennent d'ailleurs (on a egalement quelques autres preuves en plus de cela evidemment).

La composition globale; certains isotopes montrent qu'elle est tres similaire a la Terre. D'autres legeres variations ou des rapports isotopiques fort differents necessitent une autre source melangee a un Terre primitive, et de la vient entre autre la theorie de l'impact geant.

Oui, mais avec un tres grand nombre d'etoiles, de planetes, etc., pas tout a fait - au bout d'un moment, avec des millions et millions de signature, elles se recouvrent eventuellement; en commencant par les etoiles nees dans la meme nebuleuse.

Donc pour répondre à toute cette partie sur le domaine extraterrestre, je vais poser de nouvelles questions plus précises, pour voir si ça colle bien avec ce que je crois avoir compris.

J'avais lu je ne sais plus où que les proportions de métaux du Soleil et de la Terre étaient similaires, ce qui suggérait une origine commune. Donc si on trouve ce même rapport pour la Terre et le Soleil, ne peut-on pas identifier aussi des similarités avec Mars ou Neptune par exemple ? Voilà pourquoi je demandais ailleurs qu'ici si l'on pouvait établir une sorte de généalogie. Par exemple, on arrive a trouver des sœurs (ou frères) du Soleil. Mais les éventuelles planètes autour de ces étoiles, pourrait-on établir une origine commune avec le Soleil et par extension ses planètes ? Pour continuer mon analogie généalogique, Mercure et Jupiter sont les sœurs de la Terre, mais les planètes autour des étoiles sœurs du Soleil sont-elles nos cousines, chimiquement parlant, ou isotopiquement parlant ?

Je pourrais aller encore plus loin et demander si une galaxie entière possède une signature chimique/isotopique unique et que du coup toutes les étoiles sont des parents éloignées ? Bien-sûr tout est parent éloigné si on remonte jusqu'au Big Bang, mais est-ce que cela ne fonctionne à ces échelles ou non ? J'imagine que si l'on ne parle plus que d'atomes sans distinctions isotopiques, cela ne peut plus marcher...

[Tawahi-Kiwi]

Oui voilà, c'est ce que tu as dit en dernière phrase, ce que j'ai voulu dire c'est que j'aimerai visualiser les ensembles et sous-ensembles qui classent roches et minéraux...

Ok, c'est un style de classification personelle, mais cela peut poser probleme car suivant les criteres / sous-classes que tu choisis, tes roches vont se placer differemment; il y a aussi le souci lorsque l'on arrive dans des details ou ca ne marche plus car c'est trop complexe (par exemple, la distinction feldspath alcalin et plagioclase n'existe pas toujours).

Donc lorsque l'Amérique entrera en collision avec l'Eurasie et l'Afrique, ce sera une autre orogenèse que les Alpes puisque liée à la fermeture de l'Atlantique, donc c'est tout-à-fait possible pour un supercontinent d'avoir deux orogenèses distinctes au cours de son existence ?

Oui, pour la formation de la Pangee, on a l'orogene caledonienne qui a mis Laurentia (Amerique du Nord) Baltica (Europe du Nord) et Avalonia (un peu de tout) en contact durant l'Ordovicien-Silurien, suivi de l'orogene varisque qui a mis ce bloc la en contact avec le Gondwana au Devono-Carbonifere.

Tu as des exemples, ou un endroit où je pourrais trouver ces nouveaux minéraux ou roches ? On leur donne des noms par exemple ?

Une espece minerale necessite pas mal de conditions pour etre reconnue, notamment un mineral stable naturel, donc pour des produits experimentaux, non, ils n'ont pas de noms officiels, parfois un nom existe pour une raison quelconque (une analogie avec quelque chose d'autres, ou un nom compose). Un nom de roche, encore moins. Ce sont des curiosites de labo ou des publications "solitaires" ou on a aucune raison de s'encombrer d'une nomenclature qui ne serait d'aucune utilite.

Et sachant que ça ne peut se former sur Terre hors intervention humaine, est-ce que ce sont des formes qui s'altèrent rapidement en d'autres, ou est-ce que c'est stable ?

Ca peut etre stable, c'est juste que les conditions sur Terre ne permette pas que cela arrive naturellement.

Donc là où on trouverait de nouvelles choses c'est sur les types de roches. Mais peut-on imaginer par exemple, autre chose que les grandes familles de roches (magmatique, métamorphique, sédimentaire, et toutes leurs subdivisions) ?

Difficile a imaginer sans etre tres exotique. Il serait plus question d'etendre les definitions actuelles pour y faire rentrer autre chose.
On l'a deja fait, soit en creant des categories a part (roches meteoritiques, roches mantelliques), soit en mettant de nouvelles conditions suivant l'environnement (cryovolcanisme, metamorphisme des meteorites, ...).

J'avais lu je ne sais plus où que les proportions de métaux du Soleil et de la Terre étaient similaires, ce qui suggérait une origine commune. Donc si on trouve ce même rapport pour la Terre et le Soleil, ne peut-on pas identifier aussi des similarités avec Mars ou Neptune par exemple ? Voilà pourquoi je demandais ailleurs qu'ici si l'on pouvait établir une sorte de généalogie.

Similaire, pas identique. Il y a un gradient de composition chimique entre Mercure et Neptune. Le Soleil represente la composition originale avant 'differentiation'.

Meme la comparaison entre le Soleil et les meteorites les plus primitives donne deja des differences:

Source: Dye et al., 2014

Par exemple, on arrive a trouver des sœurs (ou frères) du Soleil. Mais les éventuelles planètes autour de ces étoiles, pourrait-on établir une origine commune avec le Soleil et par extension ses planètes ? Pour continuer mon analogie généalogique, Mercure et Jupiter sont les sœurs de la Terre, mais les planètes autour des étoiles sœurs du Soleil sont-elles nos cousines, chimiquement parlant, ou isotopiquement parlant ?

On pourrait, c'est un peu de l'astro-poesie quand meme

Je pourrais aller encore plus loin et demander si une galaxie entière possède une signature chimique/isotopique unique et que du coup toutes les étoiles sont des parents éloignées ? Bien-sûr tout est parent éloigné si on remonte jusqu'au Big Bang, mais est-ce que cela ne fonctionne à ces échelles ou non ? J'imagine que si l'on ne parle plus que d'atomes sans distinctions isotopiques, cela ne peut plus marcher...

A mon avis, meme au niveau isotopique, la variance est trop importante pour les differents astres qui composent une galaxie pour que cela fonctionne. Un peu de la meme maniere que le Fer-57/Fer-56 ci-dessus.

T-K

[Floda200489]

Très bien, je te remercie pour toutes ces réponses

[Floda200489]

Salut !

J'aimerais savoir si en géologie il y a des grandes questions qui persistent, au même titre la théorie du tout en physique, y a-t-il des choses qui restent incomprises et qui sont vraiment significatives ? En dehors bien-sûr des questions ayant pour objets les trous dans les archives géologiques, ça je présume qu'on ne peut pas y faire grand chose...

Merci d'avance

[Tawahi-Kiwi]

J'aimerais savoir si en géologie il y a des grandes questions qui persistent, au même titre la théorie du tout en physique, y a-t-il des choses qui restent incomprises et qui sont vraiment significatives ? En dehors bien-sûr des questions ayant pour objets les trous dans les archives géologiques, ça je présume qu'on ne peut pas y faire grand chose...

Difficile de répondre. Les grandes questions des sciences naturelles ont généralement été résolues. C'est parfois faux, mais on ne le sait pas forcement jusqu'a ce que ce soit démontrer par une autre théorie scientifique.
Ce n'est sans doute pas non plus comme les théories physiques ou c'est un peu tout ou rien. Si on prend la théorie du tout, elle ne peut venir qu'en un seul 'package' ±cohérent avec elle-meme. En sciences naturelles, il y a rarement des théories qui arrivent directement comme produit ±fini et sont plutot dépendantes des découvertes disponibles qui remettent en cause des modeles plus anciens ou affine l'idee grossiere que l'on a de tel ou tel processus.

L'origine de la vie (si on considere cela de la géologie) me semble etre le seul point qui reste assez flou et ou on a beaucoup d'hypotheses mais pas beaucoup de confirmations (Geb pourrait surement etre plus detaillé sur ce sujet).

Les autres grandes questions ont mis des décennies a se mettre en place (ex: Dérive des continents (2-3 siecles); Tectonique des Plaques (2-3 decennies); Age de la Terre (5 decennies), Origine des oiseaux (plus d'un siecle), Terre hadéene (2 decennies), Origine de la Lune (5 decennies etc.)), et bien souvent des hypotheses initiales existaient déja bien avant que la theorie soit bien ficelée, il faut juste attendre la confirmation. Ensuite viennent les détails pour chaque théorie. Certaines en sont toujours aux grandes lignes mais ce n'est pas incompris en soit (un peu comme en biologie/médecine, on pourrait dire qu'on n'a pas de "théorie" sur comment fonctionne le cerveau humain, mais ca n'empeche d'etre quand meme bien avancé dans ses principes de fonctionnement).

A part l'exemple plus haut, je ne vois pas de grande question en sciences de la Terre qui nage toujours dans la panade (peut etre l'origine de l'eau sur Terre...?). Par contre, il y a des multitudes de trucs étranges trouvés ici et la qui ont des explications ou pas (suivant l'interet qu'on leur porte) mais ce sont juste des bizarreries locales ou des conditions exceptionellement rares ont eu lieu.

T-K.

[Floda200489]

Okey, merci pour ta réponse, ça confirme ce que je pensais. Les incompréhensions en géologie ne sont forcément pas de même nature que l'unification des lois de la physique, la première allant assez loin dans le détail, alors que la seconde est bien plus générale et inclut tout

[Tawahi-Kiwi]

...alors que la seconde est bien plus générale et inclut tout

C'est un peu ca. Toutes les 'lois, formules, equations' en geologie, sont des lois qui decoulent de la physique ou de la chimie; bien etablies et adaptees aux roches et mineraux. A ma connaissance, il n'y a rien d'inexplique (ou faiblement etabli) en chimie & physique pour avoir un impact sur de grandes interpretations geologiques de problemes non resolus ou resolus mais qui serait alors faux.

[Geb]

Bonsoir,

D'ailleurs il y a toujours des projets de forage en cours pour atteindre le Moho ?

Le RV Chikyu est sense s'y attaquer un jour. Mais ce sera en milieu oceanique, pas continental. A ma connaissance, il n'y a pas de projets serieux pour atteindre la discontinuite du Moho en milieu continental. SG3 a Kola a tente d'atteindre la discontinuite de Conrad (croute continentale superieure/inferieur) et n'a pas reussi.

À ma connaissance, près du champ hydrothermal Lost City, il y a bien des roches mantelliques très près de la surface, non ?

Que penser par exemple de la dernière expédition du JOIDES Resolution qui a publié en mai 2023 un communiqué de presse affirmant avoir foré 1268 mètres de roche mantellique, desquels ils ont pu récupérer 886 mètres (voir aussi le communiqué de presse du journal Science), battant un précédent record, le fameux "trou 920D" établi en décembre 1993 (un trou qui a foré 200,8 mètres dans de la roche mantellique, récupérant l'équivalent de 95 mètres d'échantillons).

Cordialement.

[Tawahi-Kiwi]

À ma connaissance, près du champ hydrothermal Lost City, il y a bien des roches mantelliques très près de la surface, non ?

Oui. Le megamullion de la zone de fracture de Kane (24ºN) au sud de Lost city (30ºN) a de grandes zones de roches ultramafiques exposees a la surface.

Que penser par exemple de la dernière expédition du JOIDES Resolution qui a publié en mai 2023 un communiqué de presse affirmant avoir foré 1268 mètres de roche mantellique, desquels ils ont pu récupérer 886 mètres (voir aussi le communiqué de presse du journal Science), battant un précédent record, le fameux "trou 920D" établi en décembre 1993 (un trou qui a foré 200,8 mètres dans de la roche mantellique, récupérant l'équivalent de 95 mètres d'échantillons).

Tout a fait. L'idee d'atteindre cette limite qu'est le Moho n'existe que dans le cas d'une image ideale de la croute oceanique. En pratique, par definition, le Moho est atteint des que l'on passe de roches mafiques a ultramafiques de maniere irreversible. Si ces roches ultramafiques sont en surface, le Moho est en surface.

En plus, le Moho n'est pas ce que l'on croit qu'il est. Dans un papier que j'avais publie sur le sujet, j'ai montre que, contrairement a la croyance populaire (meme parmi les geologues), la limite manteau-croute (a moins de definir cette derniere comme etant le Moho) se place dans bien des cas non-tectoniques, sous le Moho. C'est une zone cryptique de centaines de metres de dunites monotones. La limite est la ou les olivines de la dunite se forment pas cristallisation magmatique (croute) ou par appauvrissement des peridotites (manteau) pour de la lithosphere oceanique.

Pour la "decouverte", les roches mantelliques en surface des fonds oceaniques sont souvent tres considerablement alterees, tout comme les roches ultramafiques trouvees a des profondeurs assez basses dans des rides lentes. Il y a beaucoup de tectonique et d'hydrothermalisme qui joue, rendant ces sections pas vraiment comparables a une sequence de lithosphere oceanique classique mais neanmoins tres interessantes.

T-K

[Floda200489]

Merci pour ces précisions, bien que je ne sois pas sûr de ce que ça implique concernant ce que je suppose être vrai... C'est un détail de spécialistes ce sujet sur le Moho ou alors il s'agit réellement d'un problème de compréhension majeur ayant des conséquences sur la recherche ou la manière d'orienter la recherche du moins ?

[Tawahi-Kiwi]

Merci pour ces précisions, bien que je ne sois pas sûr de ce que ça implique concernant ce que je suppose être vrai... C'est un détail de spécialistes ce sujet sur le Moho ou alors il s'agit réellement d'un problème de compréhension majeur ayant des conséquences sur la recherche ou la manière d'orienter la recherche du moins ?

C'est un probleme de definition, donc c'est pas vraiment un probleme de comprehension majeur, plutot une misconception par abus de langage.

Le Moho est une limite sismique. C'est un bon de 1 km/s dans la vitesse des ondes sismiques lorsqu'elles passent de roches mafiques a des roches ultramafiques et que beaucoup definissent comme la limite entre manteau & croute.



D'un cote, il a ete montre que cette transition est heterogene avec des intrusions basaltiques situes bien en dessous du Moho et assez epaisses, ne permettant pas vraiment de dire que sous le Moho, c'est exclusivement du manteau. Sous les cratons, il n'y a pas de production de magma depuis tres longtemps donc c'est pas trop un souci, mais ailleurs, on peut avoir des roches "crustales" des kilometres en dessous de la discontinuite du Moho.



De l'autre, le 'bon' sismique est lie a la presence de plagioclase dans les roches. Cela revient a definir la croute par la presence de plagioclase, ce qui n'est pas vraiment correct.

La croute, en tres (tres) simplifie, c'est le residu cristallise en surface de manteau qui a fondu, et le plagioclase n'a qu'un role parmi d'autre mineraux et ne peut pas servir de marqueur de debut de cristallisation dans bien des cas (beaucoup de croutes oceaniques, ok, mais tout ce qui n'est pas purement issu d'une dorsale, non).
Lorsque l'on regarde une croute continentale en formation (arcs volcaniques) ou jeune (non cratonisees), le bas de la croute correspond a cette sequence (de la surface vers le manteau):
Gabbro ---> pyroxenites ---> dunite ---> harzburgite ---> lherzolite.
Selon la definition Moho = mafique, la limite croute-manteau est situee entre gabbro et pyroxenites.
Mais petrogenetiquement, il n'y a pas de difference entre la pyroxenite et le gabbro. C'est un magma basaltique qui a commence d'abord a cristallise de l'olivine (dunite), suivi d'olivine et beaucoup de pyroxene (pyroxenites), et eventuellement d'olivine, pyroxene et plagioclase (gabbro)


Schema d'une sequence cumulee ou les cristaux se forment et coulent au fond de la chambre (ex: vert pour l'olivine, brun pour les pyroxenes, blanc pour les plagioclases).
Source


Petrogenetiquement, du cote mantellique, on a une lherzolite (olivine+orthopyroxene+clinopy roxene) qui a fondu et perdu son clinopyroxene (harzburgite) et continue a fondre jusqu'a perdre tout ses pyroxenes et il ne reste que de l'olivine (dunite).

On a donc d'un cote une dunite formee par l'accumulation de cristaux d'olivine hors d'un magma basaltique (dunite cumulee, cumulat d'olivine) et de l'autre une dunite formee par la disparition de tout les autres mineraux par fusion partielle hors d'une peridotite (dunite residuelle).

La limite croute-manteau au niveau petrogenetique se trouve dans les dunites. Elle peut etre visible par les textures de roches dans les dunites, la geochimie, et peut etre par les methodes sismiques, mais c'est beaucoup moins evident que le Moho.



Est-ce que c'est important?, oui et non. Pour ceux qui bossent sur le sujet des balances de masses de la croute terrestre, la composition globale de la croute continentale, la nature des racines de croute continentale, la composition des laves primitives, etc., c'est essentiel. Pour tout les autres, techniquement, ca rajoute 10 a 20% d'epaisseur a la croute continentale ou d'arc volcanique et ca peut, ou pas, avoir une influence sur la maniere dont ils interpretent certaines choses.

T-K

[Floda200489]

Je te remercie pour cette réponse

[Floda200489]

Bonjour,

Je viens de lire quelque chose qui m'a un peu surpris, dans le livre La Terre et la Vie de Anne Nédélec. Les points chauds seraient à l'origine de la fragmentation des supercontinents, ce qui induit une pression sur la croûte océanique, et donc une subduction plus loin... On insiste sur le fait que la croûte océanique s'élargit sous l'effet de la remontée de matière...

Je suis un peu surpris, je pensais que c'était une idée reçue et que le mécanisme qui vient en premier était la subduction, ce qui induisait un amincissement de la croûte plus loin et donc une remontée de matériel mantellique. Cela dit, elle explique bien que les points chauds actuels sont situés pile aux endroits où les continents se sont séparés. Notamment l'Islande, qui serait en fait la base de la dislocation de la Pangée.

J'aimerais bien avoir un éclaircissement sur ce point s'il vous plait, parce que là je suis de nouveau perdu

Merci d'avance !

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

C'est vrai pour certains points chauds. Dans l'Atlantique, certains points chauds ont une relation avec l'ouverture de l'Atlantique assez marquee (Islande, Tristan da Cunha) d'autres sont plus hypothetiques (Noronha, Bahamas, Cape Verde). Dans l'ocean Indien, les points chauds de Kerguelen, Crozet, Reunion, sont lies a la fragmentation du Gondwana; les autres sont plus hypothetiques. A l'heure actuelle, le point chaud de l'Afar peut etre considere comme l'un de ces panaches mantelliques entrainant une fragmentation continentale.

Dans tout les cas, la fragmentation de supercontinents est associees a l'arrivee d'un nouveau point chaud, pas juste le passage d'un panache mantellique sous un continent . On soupconne qu'il y a beaucoup de points chauds sous les continents qui ne cree que peu ou pas de volcanisme. La notion des points chauds situes "pile aux endroits de separation" est biaisee. Ca marche bien avec l'Islande & Tristan da Cunha, pas vraiment dans l'ocean Indien et il y a un certain nombre de points chauds qui ont probablement migres ailleurs, eventuellement sous des continents depuis leur role dans la fragmentation de la Pangee.

Dans ce schema, la subduction est posterieure a la fragmentation du supercontinent. C'est un modele - il en existe d'autres ou le role de la subduction est preponderant.

T-K