Questions générales sur la géologie

[Floda200489]

Merci d'avoir clarifié ce point
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[Floda200489]

Salut,

Sachant que la limite entre Archéen et Protérozoïque n'est que chronostratigraphique, peut-on pour autant dire qu'il a une homogénéité dans ces roches ? J'imagine cela sachant qu'elles ont subi du métamorphisme. Mais peut-être existe-t-il des différences de compositions selon leur ancienneté, leur localisation ou même au sein même de chaque grande ère ?
Dans tous les cas, en dehors de la question de la vie, est-ce que la limite géologique est justifiée chimiquement parlant ?

Ensuite j'ai une question concernant la sédimentation en milieu fluvial ou lagunaire. Ce sont des processus (les seuls ?) de sédimentation en milieu continental, mais je n'arrive pas à bien comprendre comment cela peut persister dans le temps... Si l'on estime qu'à un lieu donné, il y aura 50 m d'érosion en 1 Ma par exemple, et bien quoi, les terrains autour d'une rivière seront érodés et elle non ? Pourtant c'est bien elle qui créé l'érosion... Dois-je comprendre que la sédimentation et une éventuelle fossilisation dans ce milieu ne peut durer qu'un temps avant que l'érosion de détruise aussi ces sédiments et fossiles ?

Il y a peu j'ai discuté avec le propriétaire d'une carrière de craie du Crétacé, il m'expliquait que parfois il tombait sur de grands puits de terre ocre en plein milieu de la carrière, qui sont profond de parfois dix mètres, traversant les couches de craie, et que ces puits étaient étonnamment très lisse sur leurs bords. Je n'ai pas plus d'informations, j'ai oublié de demandé le diamètre, mais a-t-on une idée de ce que cela peut être ? Je n'ai rien trouvé dans mes recherches personnelles, ne maîtrisant pas le vocabulaire...

Merci

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Dans tous les cas, en dehors de la question de la vie, est-ce que la limite géologique est justifiée chimiquement parlant ?

Elle correspond plus ou moins a la grande oxydation; Des roches sedimentaires continentales et epi-continentales beaucoup abondantes, eventuellement l'apparition de depots glaciaires.
Je ne suis pas sur sur quelle base observationelle reposait l'idee originale pour l'Archeen, d'autant plus que l'Archeen (ou archeozoique) etait interprete comme les roches qui formaient les socles cristallins profonds des continents.

Toujours est-il qu'avec l'etablissement d'une limite chronostratigraphique, cela correspond a des changements qui ont lieu entre 3 et 2 milliards d'annees. En l'absence d'un impact tres important et soudain de la vie (comme au Phanerozoique), ou une catastrophe majeure qui aurait completement bouleverse la Terre durant le Precambrien (ex: terre boule-de-glace de longue duree; impact meteoritique tres majeur, etc.) , les deux periodes representent deux ages differents de la Terre mais la limite entre les deux ne represente rien de precis.

Ensuite j'ai une question concernant la sédimentation en milieu fluvial ou lagunaire. Ce sont des processus (les seuls ?) de sédimentation en milieu continental, mais je n'arrive pas à bien comprendre comment cela peut persister dans le temps... Si l'on estime qu'à un lieu donné, il y aura 50 m d'érosion en 1 Ma par exemple, et bien quoi, les terrains autour d'une rivière seront érodés et elle non ? Pourtant c'est bien elle qui créé l'érosion... Dois-je comprendre que la sédimentation et une éventuelle fossilisation dans ce milieu ne peut durer qu'un temps avant que l'érosion de détruise aussi ces sédiments et fossiles ?

La sedimentation cree la subsidence et ne permet donc pas a l'erosion d'avoir une action sur de tels bassins.
Les roches sedimentaires au fond du bassin de Paris (Permien, Carbonifere) sont a plus de 3000m de profondeur, et on a une sequence sedimentaire continue jusqu'au Miocene. Meme s'il y a des episodes erosifs, la moyenne n'est pas superieure au taux de sedimentation moyen de ~10m par million d'annees.

Tant que la zone de deposition de ce bassin n'est pas souleve par des evenements tectoniques, ou que le niveau de la mer ne tombe pas drastiquement pendant une longue periode, l'erosion n'a pas vraiment de role dans un tel bassin sedimentaire.


Source: Beaudoin et al., 2018

La meme chose est applicable pour les rifts. Le rift du Baikal est en extension depuis 25 millions d'annees, et la sedimentation n'est pour le moment pas suffisante pour combler l'espace cree par le rift. il y a donc de l'erosion des marges du rift, mais les sediments qui s'accumulent au fond du rift depuis plusieurs millions d'annees ne sont pas pret d'etre erodes.


(jaune-orange: 1km de sediments; vert:2-3 km; bleu clair: 4-5 km; bleu fonce: 6km; pourpre: >7km) au fond d'un lac qui fait deja 1,6km de profondeur
Source: Petit & Deverchere, 2006

Il y a peu j'ai discuté avec le propriétaire d'une carrière de craie du Crétacé, il m'expliquait que parfois il tombait sur de grands puits de terre ocre en plein milieu de la carrière, qui sont profond de parfois dix mètres, traversant les couches de craie, et que ces puits étaient étonnamment très lisse sur leurs bords. Je n'ai pas plus d'informations, j'ai oublié de demandé le diamètre, mais a-t-on une idée de ce que cela peut être ? Je n'ai rien trouvé dans mes recherches personnelles, ne maîtrisant pas le vocabulaire...

Peut etre des dolines.
Le ruisellement d'eau dans la craie forme un karst; cette craie est (etait?) surmontee de terrains argileux tertiaires. Eventuellement, cela cree une doline et un puits d'effondrement, suivi d'une infiltration d'argiles dans la roche carbonatee.


Source: Billi et al., 2015

[Floda200489]

Merci pour ces premières réponses, j'ai encore deux questions :

Je suis quasiment certain d'avoir déjà posé la question mais je n'ai jamais pu retrouver le message : Géologiquement parlant, je trouve très intéressant le fait que les humains, de part leur exploitation des ressources de la Terre, accélèrent les processus érosifs, et plus particulièrement les fossiles que l'on place dans des musées par exemple. Un des effets étonnants de l'Anthropocène serait de pouvoir retrouver sédimentés, si les conditions le permettent, des fossiles anciens, que nous auront remobilisé en surface, et qui se retrouveraient incorporés dans des sédiments récents. Ou alors, si rien de tout cela ne peut survivre à l'érosion de surface, peut-on aller plus loin et dire que l'humanité accélère la destruction des fossiles ? C'est peut-être dérisoire comparé à ce qui est contenu sur Terre ? Un fossile dans un musée voit sa durée de conservation considérablement réduite du fait de l'érosion de surface mais aussi des facteurs humains. Alors que s'il avait été laissé dans sa roche mère, il aurait pu y subsister encore plusieurs millions d'années (potentiellement, ça dépend des endroits), avant d'être à son tour érodé. Je n'ai pas de questions précise, c'est juste une réflexion que je me fais, mais je serais très content de recueillir des avis ou des compléments sur ce point, et peut-être relativiser l'importance du phénomène et donc mon enthousiasme, s'il se trouve que c'est marginal

Et concernant l’érosion sur des millions d’années d’une mine à ciel ouvert, comment cela peut-il bien se passer ? L’érosion des endroits environnants ne va pas créer une sédimentation dans la mine avant que tout ne soit érodé ?

[Tawahi-Kiwi]

Un des effets étonnants de l'Anthropocène serait de pouvoir retrouver sédimentés, si les conditions le permettent, des fossiles anciens, que nous auront remobilisé en surface, et qui se retrouveraient incorporés dans des sédiments récents.

C'est un phenomene naturel tres commun pour les microfossiles (et des fossiles de petites tailles dans des conditions adequates) de retrouver des fossiles anciens qui ont survecu a l'erosion et au transport jusque dans un bassin sedimentaire plus recent.
Le caractere particulier de l'Anthropocene serait d'avoir beaucoup de fossiles d'ages divers dans une couche sedimentaire; mais la masse reelle de fossiles disponibles est sans doute tres negligable.

C'est peut-être dérisoire comparé à ce qui est contenu sur Terre ? Un fossile dans un musée voit sa durée de conservation considérablement réduite du fait de l'érosion de surface mais aussi des facteurs humains.

Oui, c'est sans doute non significatif.
A l'exception de fossiles trouves profondement dans des mines ou des carrieres profondes, tout les fossiles collectes en surface et sub-surface ont une duree de vie sans doute inferieure a leur conservation dans un musee.

Et concernant l’érosion sur des millions d’années d’une mine à ciel ouvert, comment cela peut-il bien se passer ? L’érosion des endroits environnants ne va pas créer une sédimentation dans la mine avant que tout ne soit érodé ?

Ca dependrait entierement de l'endroit ou se trouve la mine, du type de roche exploite, et les inertes presents au dessus, du type d'exploitation et des conditions locales dans la maniere ou l'exploitation est faite.

[Floda200489]

Ca dependrait entierement de l'endroit ou se trouve la mine, du type de roche exploite, et les inertes presents au dessus, du type d'exploitation et des conditions locales dans la maniere ou l'exploitation est faite.

J'imagine oui. Mais les situations extrêmes sont possibles : de l'érosion complète sans sédimentation significative et donc disparition de toutes traces de la mine en quelques millions d'années, jusqu'à une sédimentation plus ou moins importante avec éventuellement une conservation de la mine en tant que "fossile" ?

[Tawahi-Kiwi]

J'imagine oui. Mais les situations extrêmes sont possibles : de l'érosion complète sans sédimentation significative et donc disparition de toutes traces de la mine en quelques millions d'années, jusqu'à une sédimentation plus ou moins importante avec éventuellement une conservation de la mine en tant que "fossile" ?

Oui, une mine qui exploite le sommet d'une montagne de maniere horizontale en palier va etre soumis a une erosion assez intense. Suivant la roche et les conditions climatiques, il ne faut parfois meme pas quelques decennies pour que la mine ne soit pas reconnaissable (autre que par la vegetation absente ou plus jeune que les environs).
J'ai vu des mines en Caledonie, abandonnee depuis 50 ans; l'absence de protection par la cuirasse lateritique (enlevee pour commencer l'exploitation) laissant a nu des roches saprolitiques (friables, meubles) soumis aux intemperies tropicales. Ca ne ressemble plus a rien tres rapidement et pourrait facilement etre interpreter comme un glissement de terrain.

De l'autre cote, des mines a ciel ouvert 'a topo negative' consistant de trous de centaines de metres de profondeur ne peuvent que s'effondrer sur elle-meme (ex: Bingham Canyon regulierement), se remplir d'eau (mine de Kimberley), et si les conditions le permettent, se remplir de sediments.

Des trous comme les exploitations de diamants dans les kimberlites sont dans des zones tectoniquement tres stables, ce sont des roches relativement dures et dans bien des endroits (Siberie polaire, Canada, Afrique australe, Australie), l'erosion n'y est pas tres intense. Il est donc possible que de tels trous subsistent tres longtemps (remplis d'eau et/ou de sediments).

T-K

[Floda200489]

D'accord, merci pour les réponses

[Floda200489]

Bonjour,

Ma nouvelle question va sembler un peu bête mais j'aimerai savoir si ma réflexion est la bonne.

On trouve sur Terre de nombreuses roches d'origines biologiques, je pense surtout aux calcaires. Et je me demande à quoi pourrait ressembler la Terre s'il n'y avait jamais eu la vie mais que l'activité tectonique aurait été la même. A première vue, on pourrait croire naïvement que ces roches ne seraient tout simplement pas présentes, donc je me demande s'il devrait réellement y avoir "moins" de roches ? Ou alors non, puisque cette matière organique qui forme la vie vient bien de quelque part. Donc cette roche seraient juste sous une autre forme, est-ce bien cela ? Cela doit, j'imagine, changer significativement les répartitions, puisqu'il n'y aurait pas les mêmes milieux de dépôts etc...


Ensuite, je me demande si l'impact des activités humaines est visibles sur les dépôts des cendres volcaniques en milieu terrestre. Bien sûr sur le long terme, les terres émergées s'érodent, mais sur le court terme, notamment en matière d'archéologie, lorsque l'on étudie les dépôts de cendres historiques, je me demande comment nos activités actuelles impactent les couches nouvellement déposées, sachant que maintenant on déblaye les routes etc, je ne sais pas du tout me représenter l'impact réel de ces activités, s'il est mesurable ou non ?

Merci pour les réponses

[MissJenny]

Sans la vie la planète serais sans-doute assez différente. L'atmosphère ne serait pas la même, il n'est pas certain qu'il y ait autant d'eau dans l'océan. L'eau joue un rôle de lubrifiant dans les mouvements tectoniques, qui donc pourraient être différents. Cela dit je ne sais pas si on est capable de dire des choses précises à ce sujet.

[Tawahi-Kiwi]

On trouve sur Terre de nombreuses roches d'origines biologiques, je pense surtout aux calcaires. Et je me demande à quoi pourrait ressembler la Terre s'il n'y avait jamais eu la vie mais que l'activité tectonique aurait été la même. A première vue, on pourrait croire naïvement que ces roches ne seraient tout simplement pas présentes, donc je me demande s'il devrait réellement y avoir "moins" de roches ? Ou alors non, puisque cette matière organique qui forme la vie vient bien de quelque part. Donc cette roche seraient juste sous une autre forme, est-ce bien cela ? Cela doit, j'imagine, changer significativement les répartitions, puisqu'il n'y aurait pas les mêmes milieux de dépôts etc...

Les calcaires ne sont pas uniquement biogeniques (ex: karsts, quelques micrites, les dolomies primaires, etc. pour les roches sedimentaires). Sur une Terre sans vie, les mers seraient sursaturees en carbonate de calcium et du calcaire d'origine minerale forme par precipitation directe serait abondant. Il y a d'ailleurs des interpretations qu'une partie importante du calcaire precambrien est d'origine minerale.

Pour le carbone biologique, c'est significatif mais pas gigantesque; la biomasse actuelle est 10¹⁵kg donc negligeable; la masse de kerogene sur Terre est plusieurs ordres de grandeurs plus elevées (10²⁰kg).
La masse de carbonates de la croute terrestre est 5.10²⁰kg.

Sans vie, le carbone disponible pour la formation de carbonate ne serait que 20% superieur au carbone stocke actuellement sous forme de CO₃⁼.

Sans vie, il faut aussi considerer l'absence de milieu oxydes abondants a la surface de la Terre. Une reference interessante est la mineralogie evolutive exposee dans plusieurs papiers de Hazen et al..


Sans vie, la Terre en serait restee au stade [6] de ce diagramme. Le saut de [6] a [7] en terme de diversite mineralogique est du a l'oxydation de surface et la possibilite d'avoir des especes minerales contenant du fer, du manganese, du cuivre, de l'uranium, etc. sous des formes essentiellement oxydees.

Ensuite, je me demande si l'impact des activités humaines est visibles sur les dépôts des cendres volcaniques en milieu terrestre. Bien sûr sur le long terme, les terres émergées s'érodent, mais sur le court terme, notamment en matière d'archéologie, lorsque l'on étudie les dépôts de cendres historiques, je me demande comment nos activités actuelles impactent les couches nouvellement déposées, sachant que maintenant on déblaye les routes etc, je ne sais pas du tout me représenter l'impact réel de ces activités, s'il est mesurable ou non ?

Dans les zones habitees et considerablement urbanisees, l'effet doit etre significatif - ailleurs, pas beaucoup, sauf lorsque l'on modifie le systeme hydrographique (barage, canalisation des cours d'eau, draguage, etc.) ou les effets en aval peuvent etre importants. C'est une situation tant qu'a present tres temporaire a l'echelle de la Terre.

T-K

[Floda200489]

Parfait, merci beaucoup pour vos réponses !

[Geb]

Bonsoir,

Sans vie, il faut aussi considerer l'absence de milieu oxydes abondants a la surface de la Terre. Une reference interessante est la mineralogie evolutive exposee dans plusieurs papiers de Hazen et al..

J'aime beaucoup la petite anecdote mentionnée dans l'article, sur le rôle d'Harold Morowitz (1927-2016) dans les débuts de la quête de Bob Hazen et de ses collaborateurs quant à leur tentative d'introduire un système évolutif, ou au moins, une perspective historique en minéralogie, mais j'aimerais mentionner quand même la contribution de Gustaf Arrhenius (1922-2019), le petit-fils du célèbre Prix Nobel de chimie.

J'ignore si on peut la qualifier véritablement d' "argile" stricto sensu, mais déjà à la fin des années 1980, Gustaf Arrhenius et ses collègues faisaient l'hypothèse qu'à l'Archéen, on aurait pu trouver dans des silicates, de la "rouille verte" (plus tard appelée fougérite), un minéral de type "hydroxydes ferrosiques" (ferroferric hydroxide en anglais) adoptant comme les argiles une structure en couches successives.

Outre la diversité minérale très différente étudiée par Bob Hazen, j'aime aussi les travaux de Gustaf Arrhenius en chimie prébiotique, puisqu'il est un des premiers à ma connaissance à insister dans ses publications sur la couleur vert olive de l'eau des océans à une époque si reculée, due à la forte concentration en hydroxydes ferreux.

Comme le ciel rouge rosé (riche en dioxyde de carbone), recouvert d'une couche nuageuse très dense, percée relativement fréquemment par des météores, le Soleil plus faible et la Lune plus proche, la rotation terrestre plus rapide, une surface essentiellement aqueuse, parsemée d'un chapelet d'innombrables îles volcaniques, elles-mêmes érodées rapidement dès qu'elles atteignent la surface par des marées gigantesques, etc. Je trouve que tout cela donne du crédit à la remarque formulée il y a un peu plus de dix ans par le géologue Michael Russell, à propos de la jeune Terre à l'époque où la vie apparaît : « This is a different planet. Don't think this planet, think another planet. It's a third of the age of the Universe to go ».

Cordialement.

[Floda200489]

Bonjour,

Concernant l'épisode pluvieux du Carnien, j'aimerai bien comprendre quels types de preuves on peut avoir pour dire qu'il a plu sans arrêt durant 1 ou 2 million d'années. Ce qui m'intéresse surtout c'est le "sans arrêt" en fait, est-ce qu'on simplifie en disant que c'est sans arrêt en ne prenant pas en compte des éventuelles accalmies de quelques siècles ou millénaires ? Par exemple, sachant qu'il pleut relativement souvent sous nos latitudes à l'heure actuelle, est-ce qu'on ne dira pas avec beaucoup de recul que nous nous trouvons également dans un épisode pluvieux ?

Merci

[Almandin]

Bonjour.

Personne ne dit qu'il n'a fait que pleuvoir sans discontinuer pendant l'épisode pluvieux du Carnien. Le terme indique que le globe était alors climatiquement bien plus humide que celui qui caractérisait les époques précédentes du Trias qui était relativement aride.
Pour avoir une liste des traces témoignant de l'événement, tu en as une ici dans les grandes lignes : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...ial_du_Carnien

[Floda200489]

Merci pour ta réponse, j'avais bien lu la page wikipédia, mais merci ça me permet de voir que c'est fiable. J'ai été mis au courant de cet épisode avec de la vulgarisation et oui j'ai bien entendu plusieurs fois qu'il a plu sans arrêt, voilà pourquoi j'ai quand même posé ma question ^^

[Almandin]

Pour juger de la fiabilité du contenu d'un article sur Wikipédia, il te suffit de voir si l'information est reliée à une source référencée dans l'article et consulter la-dite source si tu veux avoir confirmation. En l'occurrence, je suis allé voir les références de l'article de Wikipédia qui sont des articles scientifiques pour la plupart et aucun n'indique que cet épisode fut un déluge continu sur la planète. Mais il existe encore trop de contenu de vulgarisation qui raconte n'imp', soit par volonté très mal placée de simplifier parce que leurs concepteurs considèrent les gens comme des neuneus, soit par méconnaissance du sujet ou incompétence.

[Tawahi-Kiwi]

...et aucun n'indique que cet épisode fut un déluge continu sur la planète.

Je serais d'ailleurs curieux de savoir quel proxy ou modele serieux pourrait aboutir a une estimation de l'intensite et la distribution spatiale et temporelle des precipitations pour conclure qu'il pleut globalement et "sans arrêt".

A titre de comparaison, les episodes pluvieux recents du Sahara au Mousterien et au neolithique transforme un desert aride (pluvio de 10 a 100 mm/an) en une savane/prairie mais n'implique pas du tout des precipitations tres abondantes (un minimum de 300 mm/an; Nicholson et al., 2020). Je n'ai pas trop de mal a imaginer une telle augmentation drastique des precipitations au Carnien pour une partie de l'interieur de la Pangee normalement tres aride sans invoquer des superlatifs.

A l'oppose, aussi pour la comparaison, les zones avec les plus grosses precipitations sont en Inde (>10000mm d'eau) pour seulement 100 jours de pluie alors qu'il existe une multitude d'endroits avec plus de 250 jours de precipitations par an mais des totaux annuels variant de 5000 a 500 mm/an. Pleuvoir sans discontinuer ne veut donc pas forcement dire pleuvoir beaucoup.


Precipitations annuelles totales (climate-charts.com)


Jours de pluie par an (IPCC)

T-K