Questions générales sur la géologie

[Floda200489]

Bonjour,

Faute d'avoir pu trouver un livre de vulgarisation pour m'initier à la géologie, j'ai pris un livre de cours. Seulement cet ouvrage part du principe que les connaissances pré-requises sont acquises chez moi, ce qui n'est pas toujours le cas. Donc, histoire de faire une mise à jour de mes connaissances, je souhaite trouver les réponses à mes interrogations. Je m'excuse d'avance si les questions vous semblent un peu bêtes ou si je ne comprends pas tout de suite, par conséquent je vais expliciter au mieux mes demandes, histoire que vous aussi me compreniez bien

Tout d'abord je ne comprends pas bien la distinction entre les croûtes continentales et océaniques... Je sais qu'elles sont différentes de part leur épaisseurs, mais comment expliquer la limite entre les unes et les autres ? Leur formation ? C'est sûrement expliqué dans les cours mais je pars de zéro donc une explication simple serait bienvenue
Ensuite, concernant la structure des croûtes océanique, puisqu'elles sont créées par de la remontée de magma à la surface au niveau des dorsales, peut-on en déduire que toutes les croûtes océaniques sont composées de roches volcaniques ?

J'ai lu que le cycle de convection dans le manteau terrestre était d'environ 200 millions d'années. Aussi ailleurs, j'entends que des vidéastes vulgarisateurs martèlent ce point : qu'il s'agit d'un cycle, que la boucle se ferme 200 MA après le commencement du cycle... Mais alors, comment expliquer que des roches terrestres sont (beaucoup) plus vieilles que cela ? S'agit-il là d'exceptions , de simples vestiges ? Ou alors il y a une explication concernant la distinction entre croûtes océaniques et continentales ?
Ce qui me fait me poser cette question c'est le mécanismes de subduction. Sur Terre, les zones de subduction n'ont pas l'air (à ma connaissance) de se dérouler en milieu continental, seulement en milieu océanique. Donc ai-je tort là-dessus ? Quelle est l'explication ?
Par extension à ce problème, peut-on dire que des couches entières de roches sont déjà redevenues magma et ainsi, de nombreux fossiles sont désormais inaccessibles ?

Autre question : On représente souvent la limite des quelques dizaines de plaques recouvrant la planète. Même si j'ai visualisé certaines animations montrant les processus qui mènent à la formation des continents actuels, je ne comprends pas comment certains processus peuvent advenir. Par exemple, la Corse et la Sardaigne, peut-on dire qu'il s'agit d'une seule plaque ? Et les îles grecques de la mer Égée, comment expliquer chacune de leurs formations ? L'une d'elle ne constitue pas à chaque fois une plaque tout de même ? La distinction se fait sûrement entre océan et terre et j'aurai probablement la même réponse pour toutes ces questions ^^.
Aussi, comment expliquer que certaines plaques aient fusionnées entres elles ? Je pense à l'Eurasie dont la jonction s'est faite et a occasionnée la chaîne de l'Oural, ou encore la plaque ibérique.

Et enfin, je m'intéresse aussi beaucoup à la paléogéographie. Mais beaucoup d'animations montre la dérive des continents depuis la formation du Gondwana, moi je m'intéresse à ce qui s'est passé avant. Certaines vidéos le montrent. Mais jamais dans aucune vidéo ni livre ou article, je n'ai vu une explication de la démarche. Pour ce qui est des fossiles, des traces de glaciation etc qui ont étayé cette théorie, je comprends que cela fonctionne, et surtout que ce n'est pas si loin dans le temps. Mais pour la formation des autres supercontinents et cratons, comment peut-on savoir où se trouvait chaque petite île à telle époque ? Et sur ces vidéos, on ne parle que des terres émergées, mais est-ce que cela n'est pas un peu réducteur ? Pourquoi ne voit-on pas le reste de la croûte ? Encore cette distinction entre croûte continentale et océanique ?

Voilà pour mes questions ! Je vous prie de m'excuser, je sais que c'est un peu dense et ça part dans tous les sens, mais j'aimerai vraiment savoir tout cela, pour avoir une idée du mécanisme global de la géologie Merci par avance pour vos réponses !
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[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Faute d'avoir pu trouver un livre de vulgarisation pour m'initier à la géologie, j'ai pris un livre de cours. Seulement cet ouvrage part du principe que les connaissances pré-requises sont acquises chez moi, ce qui n'est pas toujours le cas.

Idealement, il faudrait trouver un cours d'introduction a la geologie ou les seuls pre-requis sont des bases en mathematiques, physique, chimie et biologie.
Regarde toujours parmi ces liens s'ils fonctionnent toujours, tu trouveras peut etre beaucoup de reponses a tes questions:

https://forums.futura-sciences.com/g...ml#post3809333

Tout d'abord je ne comprends pas bien la distinction entre les croûtes continentales et océaniques... Je sais qu'elles sont différentes de part leur épaisseurs, mais comment expliquer la limite entre les unes et les autres ? Leur formation ? C'est sûrement expliqué dans les cours mais je pars de zéro donc une explication simple serait bienvenue

Grosso modo, la croute oceanique est basaltique/gabbroique (en composition chimique) alors que la croute continentale est andesitique/dioritique (en composition chimique).
Basaltique/gabbroique => pauvre en silice (~45%), pauvre en alcalins (Na, K), riche en fer, magnesium. Elle est tres homogene chimiquement.
andesitique/dioritique => un peu plus riche en silice (~55%), et beaucoup moins de magnesium. Elle est tres heterogene chimiquement (surtout la partie superieure) donc 'andesitique' n'est qu'une moyenne.

La limite entre les deux est soit une marge active (subduction) soit une marge passive qui est un ancien rift qui est maintenant inactif au niveau de la marge (l'activite etant situee au niveau de la dorsale).

Ensuite, concernant la structure des croûtes océanique, puisqu'elles sont créées par de la remontée de magma à la surface au niveau des dorsales, peut-on en déduire que toutes les croûtes océaniques sont composées de roches volcaniques ?

A l'exception des sediments (marins & fluviaux) qui s'accumulent sur la croute oceanique. Oui. On dira roches ignees car une bonne partie de la croute oceanique est formee de gabbro et de basaltes solidifies en profondeur. Seule les dernieres centaines de metres sont volcaniques dans le sens ou le magma atteint la surface (formant des laves en coussins).

J'ai lu que le cycle de convection dans le manteau terrestre était d'environ 200 millions d'années. Aussi ailleurs, j'entends que des vidéastes vulgarisateurs martèlent ce point : qu'il s'agit d'un cycle, que la boucle se ferme 200 MA après le commencement du cycle.

Le manteau prend en effet entre 50 et 200 millions d'annees pour faire une boucle de convection. Cela varie suivant la vitesse de la convection et la taille de la cellule de convection (et au final les modeles geophysiques qui fournissent ces informations).

.. Mais alors, comment expliquer que des roches terrestres sont (beaucoup) plus vieilles que cela ? S'agit-il là d'exceptions , de simples vestiges ? Ou alors il y a une explication concernant la distinction entre croûtes océaniques et continentales ?

Ce que le manteau fait et ce que la croute fait sont deux choses differentes. Le deplacement du manteau (ainsi que quelques phenomenes superficiels) regissent le deplacement des plaques. Les plaques oceaniques sont crees la ou les branches ascendantes de convection mantellique arrivent en surface. Lorsque la plaque oceanique mature, elle se refroidit, la lithosphere oceanique devient de plus en plus epaisse et dense et au bout d'un moment, plus rien ne la retient pour rester en surface (elle ne 'flotte' plus). Eventuellement elle s'enfonce dans le manteau au niveau d'une zone de subduction. L'age le plus ancien actuel pour une croute oceanique est 260-270 millions d'annees.


La croute continentale se forme progressivement depuis 4 milliards d'annees a partir d'arcs volcaniques (comme le Japon, l'Indonesie, les Andes, etc.) qui sont issus du processus de subduction. Beaucoup de processus geologiques ont lieu a partir des ces roches initiales (metamorphisme, erosion et sedimentation, fusion et recristallisation, etc.) donc elles ne sont plus volcaniques per se.
La croute continentale a une densite bien plus faible que le manteau. Il est donc tres rare qu'elle soit capable de s'enfoncer dans le manteau, et quand cela arrive, ca ne dure pas longtemps, et le morceau qui s'est enfonce remonte a la surface. Comme elle est incapable de couler dans le manteau, elle s'accumule en surface et le seul processus qui perment de recycler une partie de la croute continentale dans le manteau, c'est l'erosion et le transport de sediments dans les fosses oceaniques ou ce sediment s'enfoncera avec la plaque oceanique dans les zones de subduction.

Ce qui me fait me poser cette question c'est le mécanismes de subduction. Sur Terre, les zones de subduction n'ont pas l'air (à ma connaissance) de se dérouler en milieu continental, seulement en milieu océanique. Donc ai-je tort là-dessus ? Quelle est l'explication ?

Meme raison. 1. la plaque continentale est trop legere; elle flotte trop bien sur le manteau pour s'enfoncer et 2., la plaque continentale est trop epaisse et trop rigide pour participer a une subduction. Les analogues de la subduction en milieu continental sont:
- Les collisions continentales ou une plaque passe sous une autre (ex: l'Inde qui passe sous l'Asie). Comme elles ne coulent pas, cela entraine un doublement de l'epaisseur de croute continentale dont l'expression en surface sont les chaines de montagnes.
- Les obductions et subduction continentale sont de rares cas ou la croute oceanique passe au dessus de la croute continentale. A nouveau, ca ne coule pas, ca reste en surface et on retrouve de la croute oceanique sur le continent (ophiolite)
Dans les deux cas, ce sont des processus qui sont limites dans le temps alors que les subductions oceaniques classiques sont auto-entretenues.

Par extension à ce problème, peut-on dire que des couches entières de roches sont déjà redevenues magma et ainsi, de nombreux fossiles sont désormais inaccessibles ?

Plus on remonte dans le temps, plus il est probable que des roches sedimentaires (donc contenant potentiellement des fossiles) ont subit du metamorphisme ou de la fusion. Ainsi les roches sedimentaires de l'Archeen sont tres rarement dans un etat 'originel' et ont ete cuites a un moment ou a un autre. Ce n'est pas particulierement lie a la subduction mais a l'activite tectonique en general.

Autre question : On représente souvent la limite des quelques dizaines de plaques recouvrant la planète. Même si j'ai visualisé certaines animations montrant les processus qui mènent à la formation des continents actuels, je ne comprends pas comment certains processus peuvent advenir. Par exemple, la Corse et la Sardaigne, peut-on dire qu'il s'agit d'une seule plaque ?

Certaines plaques sont activement independantes les unes des autres, d'autres l'ont ete dans le passe mais sont maintenant figees les unes aux autres et certaines sont en cours de separation. Dans certains cas, des mouvements sont possibles affectant les bordures d'une plaque mais il s'agit de mouvement tectoniques mineurs et pour simplifier, on ne considere pas ces plaques comme independantes.
Dans le cas de Corse, Sardaigne et le continent, il faut prendre en compte les fonds marins egalement. La croute oceanique a une 'altitude negative' de plusieurs milliers de metres de profondeur. Les mers superficielles (jusqu'a ~500m) sont juste de la croute continentale recouvertes d'eau. Bien que du mouvement tectonique aient eu lieu (notamment la formation des Alpes), ce n'est pas toujours suffisant pour considerer cela comme une plaque a part entiere. Il peut s'agir juste de deformation de la marge continentale.

Et les îles grecques de la mer Égée, comment expliquer chacune de leurs formations ?

Pour la mer Egee, c'est un peu different car il s'agit d'un arc volcanique. Il y a une subduction au sud de la Crete (la fosse hellenique) qui produit du volcanisme en une serie d'iles allant du Pelopponese jusqu'a la Turquie. C'est une limite entre deux plaques et ces limites ne sont pas toujours bien tranchees.


Source: Nomikou et al., 2012
Sur cette carte, on voit la fosse hellenique (la ligne bleue au sud de la Crete) qui est la limite entre un morceau de croute oceanique residuelle (un morceau de l'ocean Tethys) qui est subducte sous la plaque europeene et la micro-plaque de la mer Egee. Cela forme une chaine de montagne juste derriere la subduction (Crete, Pelopponese, Rhodes,...), suivi d'un bassin d'avant-arc, ensuite l'arc volcanique des Cyclades lui-meme (Santorin, Methana, Nysiros, etc.), puis un bassin d'arriere-arc qui est essentiellement immerge mais dont les points les plus eleves forment les iles (La plaque de la mer Egee n'est pas vraiment un cas d'ecole et de maniere generale, cette region la du monde n'est pas facile pour debuter en geodynamique car beaucoup d'elements tectoniques viennent perturber la structure classique d'une zone de subduction.

Aussi, comment expliquer que certaines plaques aient fusionnées entres elles ? Je pense à l'Eurasie dont la jonction s'est faite et a occasionnée la chaîne de l'Oural, ou encore la plaque ibérique.

Lorsqu'une collision est achevee, les deux plaques sont collees les unes aux autres sur des milliers de kilometres et sur 100 ou 200km d'epaisseur. Avec le temps, les failles qui ont formes ces collisions et ces orogenes deviennent inactives et en profondeur, le tout devient tres rigide a un point tel qu'on ne peut plus parler de difference entre les deux plaques.

Et enfin, je m'intéresse aussi beaucoup à la paléogéographie. Mais beaucoup d'animations montre la dérive des continents depuis la formation du Gondwana, moi je m'intéresse à ce qui s'est passé avant. Certaines vidéos le montrent. Mais jamais dans aucune vidéo ni livre ou article, je n'ai vu une explication de la démarche. Pour ce qui est des fossiles, des traces de glaciation etc qui ont étayé cette théorie, je comprends que cela fonctionne, et surtout que ce n'est pas si loin dans le temps. Mais pour la formation des autres supercontinents et cratons, comment peut-on savoir où se trouvait chaque petite île à telle époque ? Et sur ces vidéos, on ne parle que des terres émergées, mais est-ce que cela n'est pas un peu réducteur ? Pourquoi ne voit-on pas le reste de la croûte ? Encore cette distinction entre croûte continentale et océanique ?

Les reconstructions paleogeographiques sont assez simples et robustes jusqu'a la Pangee (250 Ma). Au dela, il manque beaucoup de donnees et les details des videos qui montrent ce genre de deplacements continentaux ne sont pas a prendre en compte.
Au dela de Rodinia (800 Ma), les informations sont trop partielles pour faire une reconstruction globale. On a juste des preuves que tels ou tels paleo-continents etaient proches les uns des autres etc. mais l'essentiel du paleo-continent est maintenant innacessible sous des kilometres de roche des evenements qui ont eu lieu apres donc l'info disponible pour faire une reconstruction paleo-geographique devient tres limitee.

Pour les petites iles, c'est de l'extrapolation sur base des arcs volcaniques. On sait qu'il y a des roches volcaniques de ce type preservees sur la marge d'une continent ancien; on en deduit donc qu'il est possible qu'un arc oceanique soit present offshore de ce continent. Mais savoir par exemple les iles presentes au milieu de Panthalassa, leur taille et leur position, on en sait rien.

Les reconstructions paleogeographiques donnent generalement les limites des plaques continentales, pas les limites des terres emergees actuelles (car le niveau marin varie trop au cours du temps). Les plaques oceaniques ne sont pas preservees au dela de 200 millions d'annees et bien souvent bien moins que cela. On est donc a nouveau tres limite dans l'information disponible sur le nombre, la position de ces plaques, les dorsales, les subductions etc. Rien que le Pacifique actuel etait tres different il y a encore 60 millions d'annees et au dela de 100 millions d'annees, on a a peu pres aucune idee.

T-K

[Floda200489]

Merci beaucoup Tawahi-Kiwi ! J'ai relu plusieurs fois histoire de bien comprendre et que ça mûrisse un peu, d'où le délai de réponse ^^'

Mais entre temps et grâce à tes réponses, il m'est venu d'autres questions...

Maintenant que j'ai bien compris la distinction entre les plaques océaniques et continentales, j'aimerai savoir comment le renouvellement peut s'appliquer quand il s'agit d'une plaque océanique ancienne. Tu m'as dit qu'elle devenait plus denses et donc qu'elle entrait dans un processus de subduction. Mais en pratique, comment peut-on expliquer ce qu'il se passe par exemple, sur la plaque Amérique du Sud, pour la plaque océanique ? Puisqu'elle s'étend grâce à l'extension de l'océan, comment se renouvelle-t-elle au niveau de la croûte continentale, c'est-à-dire en gros les côtes du Brésil ? Un jour une subduction aura lieu ici ? Puisque 200 millions d'années est le délai maximum ...

Effectivement, j'ai vu aussi dans mes recherches de mon côté qu'environ 75% de la croûte continentale avait été formé durant (je ne me souviens plus de la période géologique) et n'était plus renouvelé depuis longtemps.

Et pour la paléogéographie, je me demande comment les scientifiques font pour savoir ? J'ai lu qu'ils utilisaient le géomagnétisme. Mais est-ce la seule méthode assez dominante ? Car j'ai aussi entendu parler de l'étude des sédiments, mais encore une fois j'ai du mal à imaginer comment cela se fait dans la pratique... Les zones sont tellement vastes et prendre tous les paramètres en compte (érosion, déplacement de plaques, fossiles, ...) me semble tellement compliqué pour simplement estimer quelque chose... Cela doit sans doute se faire sur de grandes formations géologiques, et peu sur des lieux trop petits, non ? Est-ce que je me fais bien comprendre ?
Et par extension, comment sait-on pour le futur ? Comment arrive-t-on a estimer les probables visages de la Terre dans les centaines de millions d'années qui vont suivre ?

Et puis, j'ai encore un problème intuitif que je n'arrive pas à cerner : comment expliquer la formation d'une couche géologique ? Un sédiment qui se dépose, je peux comprendre le processus, mais j'ai beaucoup de mal à imaginer qu'une couche représente parfois quelque dizaines de millions d'années... En fait, cette question peut être justifiée par celle qui l'a engendré : Comment sera le monde, géologiquement parlant, si du jour au lendemain, l'humanité disparaissait ? Quelle sera l'épaisseur de la couche géologique si des hypothétiques visiteurs ou descendants géologues observaient cela ? De la même manière qu'on ne retrouve qu'une fraction des fossiles des organismes ayant existé, j'imagine que la plupart de nos vestiges auront disparus. Mais seulement par érosion du coup ? Puisque ce qui se trouve sur les plaques continentales n'est que très peu renouvelé par la subduction ?

Je m'intéresse à l'impact de l'être humain sur la géologie, et justement j'aimerai savoir si les mêmes hypothétiques géologues du futur, pourront voir l'impact de l'exploitation de certaines couches géologiques (carrières, mines, forages...).
Et aussi, on sait que l'impact environnemental de l'être humain est irréversible pour beaucoup de choses. Justement, a-t-on assez de fossiles pour retracer une histoire assez claires du passé ? Si la réponse est non, quel est l'impact de l'exploitation du charbon sur la recherche ? Est-ce qu'une zone, avant d'être exploitée par une industrie minière fait l'objet de recherches sur sites pour y trouver des fossiles ou autres vestiges paléontologiques intéressants ? Pour aller plus loin, est-ce que l'exploitation de certaines ressources ne sabote pas significativement le gigantesque musée qui se trouve sous nos pieds ?
J'ai du mal à me représenter la connaissance paléontologique que nous avons... Trouver un fossile n'est peut-être pas important quand on en possède déjà des milliers de la même espèce ?


Merci pour les éventuelles futures réponses et j'espère être assez clair pour ne pas vous donner des nœuds au cerveau ... Sinon je m'en excuse !

[Tawahi-Kiwi]

Tu m'as dit qu'elle devenait plus denses et donc qu'elle entrait dans un processus de subduction. Mais en pratique, comment peut-on expliquer ce qu'il se passe par exemple, sur la plaque Amérique du Sud, pour la plaque océanique ? Puisqu'elle s'étend grâce à l'extension de l'océan, comment se renouvelle-t-elle au niveau de la croûte continentale, c'est-à-dire en gros les côtes du Brésil ? Un jour une subduction aura lieu ici ? Puisque 200 millions d'années est le délai maximum ...

Oui. 200 millions d'annees n'est pas le delai maximum* mais il n'y a vraiment plus grand chose qui retient la lithosphere oceanique en surface. Donc pour peu que la tectonique y mette du sien, une zone de subduction va s'installer.

*la croute oceanique au large des iles Mariannes et dans les zones cotieres de l'Atlantique nord est vieille d'environ 200 millions d'annees et ne va pas se mettre a subducter immediatement (meme si pour certaines regions, comme au large du Portugal, quelques doutes ont ete emis); le bassin d'Herodote entre Chypre et l'Egypte, est vieux de 340 millions d'annees. C'est un cas particulier.

Concernant la cote sud-americaine orientale, Christopher Scotese propose l'installation d'une subduction d'en moins de 50 millions d'annees. D'autres modeles existent, mais au final, le resultat sera le meme.


Source: Paleomap Project

Effectivement, j'ai vu aussi dans mes recherches de mon côté qu'environ 75% de la croûte continentale avait été formé durant (je ne me souviens plus de la période géologique) et n'était plus renouvelé depuis longtemps.

Il y a une croissance tres lente de la croute continentale (~1,6 km³/an); mais ce n'est rien compare a la croissance a l'Archeen et au debut du Proterozoique.


Source: Dhuime et al., 2018

Et pour la paléogéographie, je me demande comment les scientifiques font pour savoir ? J'ai lu qu'ils utilisaient le géomagnétisme.

Le paleomagnetisme est extrement efficace pour tout ce qui est post-Pangee. Les oceans enregistrent le champ magnetique de maniere continue, et on a donc une bonne reference a appliquer aux continents. Les donnees fournies sont utiles pour determiner la latitude d'une plaque et son orientation. Par contre les donnees sont difficiles a exploiter pour determiner la position en longitude (tu ne pourrais donc pas dire actuellement, sur base uniquement de cela, que l'Europe est attachee a l'Asie).

Avant la Pangee, on a encore une idee du champ magnetique jusqu'au milieu du Paleozoique, mais cela devient de plus en plus delicat a appliquer.

Mais est-ce la seule méthode assez dominante ? Car j'ai aussi entendu parler de l'étude des sédiments, mais encore une fois j'ai du mal à imaginer comment cela se fait dans la pratique... Les zones sont tellement vastes et prendre tous les paramètres en compte (érosion, déplacement de plaques, fossiles, ...) me semble tellement compliqué pour simplement estimer quelque chose... Cela doit sans doute se faire sur de grandes formations géologiques, et peu sur des lieux trop petits, non ? Est-ce que je me fais bien comprendre ?

Il y a plusieurs methodes qui s'appliquent en paleogeographie.
Quand il y a des fossiles, la similitude de faune et flore peut aider. La mise en evidence de la derive des continents (un demi-siecle avant la tectonique des plaques) repose essentiellement la dessus. Ca ne marche bien que pour le Phanerozoique.

Source: Wiki

Quand il y a des roches a des endroits cles, on peut mettre en evidence une continuite entre differents continents de phenomenes magmatiques, orogeniques, tectoniques etc.
Un exemple facile est la province magmatique du Parana (Amerique du Sud) et de l'Etendeka (Namibie) qui est un evenement initiateur de l'ouverture de l'Atlantique Sud.

Source: Lagorio et al., 2016

Quand il n'y a pas de continuite de roche entre continent, on utilise les sediments. L'idee est que les sediments erodent de larges zones continentales, et vont s'accumuler dans des bassins oceaniques ou sur les marges des continents. Ces sediments contiennent des tres nombreuses informations sur les roches a partir desquelles ils ont ete formes.
On peut donc soit deduire de certaines caracteristiques chimiques et mineralogiques des sediments qu'une roche sedimentaire contient un melange de deux sources continentales qui devaient etre proches (et plus on s'eloigne, moins le melange est prononce) ou alors on peut deduire que les caracteristiques d'une roche sedimentaire trouvee sur deux continents sont suffisamment identiques pour suggerer que ces deux continents de formaient qu'un seul.
C'est une methode qui fonctionne pour toutes les epoques.

Et par extension, comment sait-on pour le futur ? Comment arrive-t-on a estimer les probables visages de la Terre dans les centaines de millions d'années qui vont suivre ?

Pour les prochains 50-100 millions d'annees, on se base sur les mouvements actuels. Il en faut beaucoup pour modifier la trajectoire d'un continent (ex: ca fait 50 millions d'annees que l'Inde rentre dans le lard de l'Asie, et ce n'est toujours pas fini), donc on prend peu de risque pour certains aspects de la future geographie. Par contre, les zones de subduction, l'apparition de nouveaux rifts, etc. On peut supposer leur apparition mais on est beaucoup moins sur de la date future a laquelle ca va arriver.
Au dela de 100 millions d'annees, ca devient beaucoup plus hypothetique.

Et puis, j'ai encore un problème intuitif que je n'arrive pas à cerner : comment expliquer la formation d'une couche géologique ? Un sédiment qui se dépose, je peux comprendre le processus, mais j'ai beaucoup de mal à imaginer qu'une couche représente parfois quelque dizaines de millions d'années...

Tout depend du sediment. Au milieu des oceans, loin de tout continent, une strate sedimentaire peut faire des millions d'annees. Alors que dans une zone avec une riche producton organique (ex: calcaire) et/ou detritique (ex: gres), une strate peut representer 10000 ans voire moins.

En fait, cette question peut être justifiée par celle qui l'a engendré : Comment sera le monde, géologiquement parlant, si du jour au lendemain, l'humanité disparaissait ? Quelle sera l'épaisseur de la couche géologique si des hypothétiques visiteurs ou descendants géologues observaient cela ? De la même manière qu'on ne retrouve qu'une fraction des fossiles des organismes ayant existé, j'imagine que la plupart de nos vestiges auront disparus. Mais seulement par érosion du coup ? Puisque ce qui se trouve sur les plaques continentales n'est que très peu renouvelé par la subduction ?

Si on disparait du jour au lendemain, on laissera des traces sedimentaires qui par compaction et induration des roches (quelques millions d'annees) ne representera pas, en moyenne, une couche tres epaisse. Mais la ou dans certaines regions cette couche fera 5mm (voire rien du tout, un hiatus geologique); dans d'autres, elle pourrait faire 5m (ex: parmi les megatonnes de sediments qui sont transportes par le Gange chaque annee, il y a aussi des tonnes de detritus humains qui seront preserves dans des couches sedimentaires epaisses).

La fossilisation n'est pas seulement un probleme de preservation de la roche, c'est aussi un probleme de preservation de l'organisme entre sa mort et sa mineralisation. Meme dans les roches qui contiennent des fossiles, seul un infime pourcentage des organismes de l'epoque sont preserves. Les autres ont pourris, se sont fait manger, ont ete dissous, etc.

Je m'intéresse à l'impact de l'être humain sur la géologie, et justement j'aimerai savoir si les mêmes hypothétiques géologues du futur, pourront voir l'impact de l'exploitation de certaines couches géologiques (carrières, mines, forages...).

Autant une evidence directe de la presence humaine au dela de plusieurs dizaines de millions d'annees deviendra de plus en plus difficile (le plastique se degrade, les metaux s'oxydent, le ciment se carbonate, les organiques disparaissent) et deviendra similaire a la preservation des fossiles; autant geochimiquement, la couche "anthropique" ne laissera planer aucun doute. On a remobiliser tellement des metaux et de matieres premieres en quelques siecles en les redistribuant a des endroits geologiquement inattendus que des geologues du futur ne pourrait rater cette couche (un peu comme la couche d'iridium pour la fin du Cretace, mais un truc beaucoup plus evident).
Les carrieres et les mines ne seront pas preservees en tant que tels, mais l'extraction de ressources et leur transport a l'autre cote de la Terre donnera des indices que quelques chose d'un peu anormal s'est passe au niveau des gisements metalliques a notre epoque.

Et aussi, on sait que l'impact environnemental de l'être humain est irréversible pour beaucoup de choses. Justement, a-t-on assez de fossiles pour retracer une histoire assez claires du passé ? Si la réponse est non, quel est l'impact de l'exploitation du charbon sur la recherche ? Est-ce qu'une zone, avant d'être exploitée par une industrie minière fait l'objet de recherches sur sites pour y trouver des fossiles ou autres vestiges paléontologiques intéressants ? Pour aller plus loin, est-ce que l'exploitation de certaines ressources ne sabote pas significativement le gigantesque musée qui se trouve sous nos pieds ?

Oui. On fait des recherches des fossiles etc. pour des raisons d'exploitation (pour le petrole par exemple, l'etude des microfossiles est extrement important); les compagnies minieres ne font pas cela gratuitement, c'est parce qu'elle ont quelque chose a y gagner.
Neanmoins, au dela de cette partie de recherche; une fois en phase d'exploitation, non. Tout passe a la casse, et j'ai connaissance de cas de mosasaures qui ont du etre sauves in extremis le weekend lorsque la mine etait fermee parce que lundi tout partait au concasseur (et il semblerait que ce n'etait pas une exception, donc que d'autres mosasaures ont fini en granulat). Meme chose pour des echantillons mineralogiques exceptionels.
La meme chose a lieu pour les sites de construction et la mise en evidence de vestiges archeologique, mais c'est souvent mieux controle car plus visible par le public.

J'ai du mal à me représenter la connaissance paléontologique que nous avons... Trouver un fossile n'est peut-être pas important quand on en possède déjà des milliers de la même espèce ?

Oui. Autant il y a l'aspect esthetique, autant pour certains fossiles, ils sont sans importance car on en trouve des milliers, des millions pour les fossiles-marqueurs (voire des milliards si on parle de microfossiles).
Les carrieres et mines sont rarement dans des sites paleontologiquement exceptionels. Sauf exception ou la carriere est alors ouverte pour l'exploitation paleontologique (ex: Walcott Quarry qui est la source des fossiles du Burgess Shale) ou des exploitations tres particulieres ou les fossiles sont un sous-produit sans influence sur l'activite miniere avec potentiellement un interet economique (carrieres de Solnhofen) et les quelques rares cas ou l'exploitation a ete arretee, modifiee ou controlee dans une certaine zone pour preserver un site (Pilar de Jaravia, Mine de Naica)

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[Floda200489]

Merci beaucoup pour ces réponses très précises, cela va beaucoup m'aider ��

[Floda200489]

Bonjour,

J'aimerai revenir sur cette phrase, pour moi c'est pas encore clair, désolé... :

Le manteau prend en effet entre 50 et 200 millions d'annees pour faire une boucle de convection. Cela varie suivant la vitesse de la convection et la taille de la cellule de convection (et au final les modeles geophysiques qui fournissent ces informations).


Ce que le manteau fait et ce que la croute fait sont deux choses differentes. Le deplacement du manteau (ainsi que quelques phenomenes superficiels) regissent le deplacement des plaques. Les plaques oceaniques sont crees la ou les branches ascendantes de convection mantellique arrivent en surface. Lorsque la plaque oceanique mature, elle se refroidit, la lithosphere oceanique devient de plus en plus epaisse et dense et au bout d'un moment, plus rien ne la retient pour rester en surface (elle ne 'flotte' plus). Eventuellement elle s'enfonce dans le manteau au niveau d'une zone de subduction. L'age le plus ancien actuel pour une croute oceanique est 260-270 millions d'annees.

Cela veut-il bien dire que les mouvements de convection du manteau et le mouvement des plaques, créées à l'endroit des dorsales et replongeant dans une zone de subduction, ce sont deux choses différentes ? Avant j'avais l'impression que tout était lié, qu'en fait le manteau qui refroidit en s'élevant se refroidit suffisamment pour être solide en surface et devenir une croûte, qui replongera par la suite, se réchauffant et bouclant ainsi le cycle de la convection. Effectivement j'avais un doute là-dessus et il semble bien s'agir de deux choses différentes, si j'ai bien compris ce que tu m'as dit ? Ma première intuition était mauvaise du coup ?

Ce qui m'a relancé dans l'interrogation c'est cette vidéo, à partir de 2:43 :

https://www.youtube.com/watch?v=DI6S...index=4&t=163s

Cette représentation est-elle donc fausse ? La croûte et le manteau sont bien séparés mais la convection du manteau semble entraîner la croûte puisque les deux vont à la même vitesse...

Merci pour l'éclaircissement !

[Tawahi-Kiwi]

Cela veut-il bien dire que les mouvements de convection du manteau et le mouvement des plaques, créées à l'endroit des dorsales et replongeant dans une zone de subduction, ce sont deux choses différentes ?

Non, quand j'ai fait cette remarque, je répondais a ton commentaire sur la présence de roches tres vieilles a la surface de la Terre, incompatible avec un "cycle" de 200 millions d'années. Ces roches tres vieilles sont uniquement continentales. Le contraste de densité entre manteau et croute continentale est trop important pour que ces dernieres soient recyclées de manirere efficace; elles flottent trop bien pour couler. Par contre pour la croute oceanique, le lien entre les mouvements du manteau et le deplacement des plaques (horizontal et vertical) est assez solide.

Avant j'avais l'impression que tout était lié, qu'en fait le manteau qui refroidit en s'élevant se refroidit suffisamment pour être solide en surface et devenir une croûte, qui replongera par la suite, se réchauffant et bouclant ainsi le cycle de la convection.

Attention aux mots le manteau est toujours solide. Ce qui le fait fondre dans les branches ascendantes sous les rides médio-oceaniques, c'est la détente adiabatique. La baisse de pression sans diminution importante de temperature. (a 100km de profondeur et 1300ºC, le manteau est solide, mais a 50km et 1300ºC, quelques pourcents de ce meme manteau a fondu).

Effectivement j'avais un doute là-dessus et il semble bien s'agir de deux choses différentes, si j'ai bien compris ce que tu m'as dit ? Ma première intuition était mauvaise du coup ?

Non, je pense qu'elle est correcte, mais seulement pour la lithosphere océanique (créé dans les branches ascendantes de manteau, se déplacant selon les branches horizontales, et subductant dans les branches descendantes). La lithosphere continentale n'est affectée (sans entrer dans le detail) que par les branches horizontales de convection.

Cette représentation est-elle donc fausse ? La croûte et le manteau sont bien séparés mais la convection du manteau semble entraîner la croûte puisque les deux vont à la même vitesse...

Elle n'est pas fausse mais tres simplifiée (c'est un modele ou il n'y a pas de croute continentale)

T-K

[Floda200489]

Je savais bien que le manteau était toujours solide, et là je me suis encore fait avoir par la fausse représentation du manteau avec une convection dans un liquide :/ Mea culpa !

Merci pour ta réponse en tout cas, c'est bien plus clair maintenant, ça répond bien à ma question !

[Tawahi-Kiwi]

Je savais bien que le manteau était toujours solide, et là je me suis encore fait avoir par la fausse représentation du manteau avec une convection dans un liquide :/ Mea culpa !

C'est facile de faire l'erreur (au moins de language) et moins intuitif de parler de manteau rigide ou plastique.

Mais l'abus de language devient problematique quand on va plus loin, car le manteau qui fond n'est plus du manteau. C'est par exemple: lherzolite (manteau enrichi) => harzburgite (manteau appauvri) + basalte (liquide). Et le basalte n'est pas du tout la meme chose que le manteau.

T-K

[Floda200489]

Merci pour cette précision

[Floda200489]

Bonjour,

Je n'ai toujours pas suffisamment de recul pour comprendre comment les géologues arrivent à lire l'histoire dans les roches, je ne parviens toujours pas à visualiser en 3D j'ai envie de dire, comment tout cela se passe. Je tatonne par petits pas et aujourd'hui j'ai une question sur les roches sédimentaires. Comment arrivent-on à determiner l'origine d'une roche sédimentaire ? (Est-ce qu'on le fait seulement ?) Par exemple, je me trouve devant des couches de sédiments, on s'intéresse au moment de leur formation, mais est-ce que l'on comprend d'où l'érosion a démarré pour en arriver jusque là ? Si oui, la pertinence de laa datation de cette couche est-elle pertinente au delà du moment de sa formation (érosion, transport, dépôt) ?

Ensuite autre question, la chaîne Hercynienne, comment le sait-on ? Que voit-on dans les roches qui nous explique qu'il y avait une montagne qui coupait en deux la Pangée ?

Merci d'avance

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Je tatonne par petits pas

Pour tout te dire, les questions que tu te poses sont exactement les questions qu'on devrait se poser lorsque l'on aborde certains sujets. La réponse n'est pas toujours évidente ou n'est pas donnée pour ne pas ajouter trop de complexité a l'apprentissage

Comment arrivent-on à determiner l'origine d'une roche sédimentaire ? (Est-ce qu'on le fait seulement ?) Par exemple, je me trouve devant des couches de sédiments, on s'intéresse au moment de leur formation, mais est-ce que l'on comprend d'où l'érosion a démarré pour en arriver jusque là ? Si oui, la pertinence de laa datation de cette couche est-elle pertinente au delà du moment de sa formation (érosion, transport, dépôt) ?

Certains criteres des roches sédimentaires permet de determiner (moyennant l'influence climatique) le type de roche qui leur a donner naissance. Les conglomérats, les arkoses par exemple, sont des roches dont le transport n'a pas été tres tres important (les conglomérats par la taille de leurs éléments; les arkoses, par la présence de feldspaths qui aurait été altérés s'ils étaient restes trop longtemps a l'état meuble). A l'inverse, les gres fins, les siltites et argilites sont souvent (pas toujours, ca depend de la roche mere evidemment) des roches qui se sont formées apres un déplacement important.

Ensuite la composition de la roche peut aider. Certaines roches du Dévonien Européen par exemple, sont qualifiées comme appartenant au 'continent des vieux gres rouges' de part la nature rougeatre (=oxydes de fer) quasi-systématique des sédiments qui forment ces roches. Elles sont diachroniques (pas toutes le meme age) mais elles ont la meme source, la chaine calédonienne issu de l'assemblage de Laurussia (Avalonia+Laurasia+Baltica).

Jusqu'a il y a encore quelques décennies, ces conjectures paléogéographiques & lithologiques étaient la source principale d'interpretation de l'origine de ces roches.

Vient ensuite la généralisation de la geochronologie sur de micro-échantillons qui permet de dater certains grains (zircons, apatites, titanites, epidotes) qui composent une tres petit partie de ces roches sédimentaires. Cette approche permet d'etre beaucoup plus fin dans l'estimation de l'origine.

L'age obtenu (idéalement, il faut analyser des centaines de grains par échantillon) n'est pas un seul age, mais plutot une distribution d'ages qui donne une sorte de code-barre pour la roche.
L'age du sédiment lui-meme ne peut etre qu'approché mais ils contient differentes populations de grains qui témoignent de differentes sources sédimentaires.
Pour les bassins sedimentaires "recents" (=les dernieres 300 millions d'annees), les relations avec les potentielles roches sources sont relativement faciles a établir; quand on remonte plus loin dans le temps, certaines connexions sont parfois surprenantes et on retrouve des sédiments d'origine américaine en australie, ce genre de chose; ce sont des informations essentielles lorsque l'on essaie de reconstruire la paleogeographie des temps tres anciens (notamment les paléo-bassins océaniques qui ne sont pas préservés).


Source: Guo et al., 2018
Un exemple pris au hasard dans le craton nord-chinois - C'est 4 roches sédimentaires jurassique ou la source de sediment a varier. Le pic au Trias (250-300Ma) est lié a un evenement tectonique, les pics plus anciens sont liés aux sources sedimentaires (rose, jaune et bleue) dont la proportion peut varier du tout au tout suivant toutes sortes d'evenements.

Si oui, la pertinence de laa datation de cette couche est-elle pertinente au delà du moment de sa formation (érosion, transport, dépôt) ?

Si une roche-mere est d'un age tres proche du sédiment (par exemple, du volcanisme recemment érodé), alors l'age le plus jeune trouvé dans ce sediment est tres proche de l'age réel de la roche sedimentaire. Dans certaines régions, c'est une technique tres efficace (par exemple, le rift africain ou le volcanisme est régulier depuis des millions d'années, on peut dater les couches de sédiments contenant les hominidés de maniere assez précise)
Mais si le sédiment est issu d'une tres ancienne chaine de montagnes, sans 'contamination' plus récente, il peut y avoir plusieurs centaines de millions d'années entre l'age (isotopique) trouvé dans la roche et l'age réel du sédiment.

Ensuite autre question, la chaîne Hercynienne, comment le sait-on ? Que voit-on dans les roches qui nous explique qu'il y avait une montagne qui coupait en deux la Pangée ?

D'un coté, on a les informations lithologiques. Magmatisme, métamorphisme ne surgissent pas de nulle part, il faut quelque chose pour les causer et une collision continentale est souvent un tres bon moyen. En Europe, ces traces se trouvent au Portugal, Cornouailles, Massif Central, Ardennes, Vosges, Corse & Sardaigne, et ca continue vers l'est (Schwarzwald, Harz, Boheme, etc.) et des Appalaches aux USA, jusqu'en Mandchourie. Les roches sédimentaires (ou leurs absences) sont aussi un témoin que quelques chose se passe a une époque (entre une large pénéplaine avec delta et méandres et des bassins entourant les chaines de montagnes, les sédiments sont differents. Il faut évidemment une forme ou une autre de géochronologie pour montrer que tout cela a lieu a la meme époque evidemment.

De l'autre coté, il y a les informations structurales. Meme sans metamorphisme poussé, les plissements de roches, les failles, etc. indiquent que les roches ont été sous des contraintes importantes les deformants jusqu'a la rupture. Lorsque l'on cartographie toutes ces informations structurales, on obtient une bonne idée de la distribution de la chaine de montagne de l'époque.


Source: wiki
Tout ce qui est vert dans cette carte est metamorphise ou presente du magmatisme d'age fin Paleozoique.
Toutes les lignes rouges (sauf Iapetus & Tornquist tout au nord) sont les failles majeures qui se sont formees a la fin du Paleozoique (il y a une flopée de failles mineures, d'axes de déformations etc. qui ne sont pas représentés ici)

T-K

[Floda200489]

Salut,


Pour tout te dire, les questions que tu te poses sont exactement les questions qu'on devrait se poser lorsque l'on aborde certains sujets. La réponse n'est pas toujours évidente ou n'est pas donnée pour ne pas ajouter trop de complexité a l'apprentissage





T-K

Ça me permet de développer un peu mon problème, je ne souhaite pas que ça parte trop loin pour être hors sujet, mais si ça peut me permettre d'avoir des réponses éclairantes pour mon esprit torturé, alors je tente.
J'essaye d'apprendre de manière objective le monde qui m'entoure. Qu'entends-je par objective ? Et bien c'est de manière chronologique, du plus simple vers le plus complexe. Je pars du Big Bang jusqu'à tout ce qu'il se passe sur Terre, de plus en plus détaillé. Et dans les grands pilliers de la science que j'étudie, donc astronomie, géologie, climatologie, biologie... je souhaite comprendre les choses générales en premier et les détails ensuite. Pour l'astronomie j'ai les idées très claires, je sais ou nous sommes, comment les particules interragissent entre elles, que ce soit à l'échelle microscopique ou macroscopique. Pour le climat pareil, j'arrive à avoir le recul nécessaire pour comprendre ce qui cause ses variations ... Idem pour la biologie et toutes les autres sciences que je considère comme fondamentales. Il n'y a qu'avec la géologie que j'ai beaucoup de mal. M'informant principalement avec de la vulgarisation, cela explique sûrement mes lacunes, car la géologie n'est pas aussi vulgarisée que le reste. Et j'ai l'impression que quand j'en entends parler, on commence toujours par des détails, par la fin quoi ! Sur les questions de bases de la géologie j'entends souvent parler de basaltes, de mica... Trop détaillé pour moi pour l'instant. Je dois m'assurer d'avoir bien saisi les mouvements généraux, la structure interne de la Terre, la tectonique des plaques, le volcanisme, l'érosion, tous les grands mécanismes. Bref, la géologie je rame un peu. Et sachant que j'aimerai faire des études scientifiques dans ces différents domaines, je pense que la géologie pourrait éventuellement me servir à répondre à mes questions qui m'empêchent de dormir ^^' Je ne sais pas si c'est ce que tu évoquais dans ta réponse, mais je tenais à préciser tout cela !

Bref, je ne vais pas étendre plus ici la description de mon problème, ça serait trop long et sans doute inintéressant, mais je suis preneur pour toutes sortes de conseils !

Et évidemment merci pour toutes tes réponses complètes, je les relis régulièrement pour que ça finisse par rentrer ^^'

[Tawahi-Kiwi]

Je ne sais pas si c'est ce que tu évoquais dans ta réponse, mais je tenais à préciser tout cela !

Ce que je voulais dire, c'est que les questions que tu te poses sont les bonnes questions a se poser. C'est un compliment .

T-K

[Floda200489]

Ah d'accord, et bien c'est gentil merci ^^'

[Floda200489]

Bonjour,

Deux nouvelles questions :

Comment se fait-il qu'on trouve des métaux dans la croûte terrestre alors que lors de sa formation, ces éléments ont coulé vers le centre ?

Ensuite une nouvelle question sur un problème de compréhension. Les toutes premières cartes géologiques ayant été établies il y a quelques siècles, j'aimerai savoir comment ces géologues ont pu extrapoler les données d'un sous sol à en endroit particulier. Quand on regarde la carte geologique, on peut voir que les frontières entre certaines roches ne sont pas droites. Donc comment peut-on connaître le sous sol absolument partout sachant que des carrotages n'ont pas été effectué absolument partout ?

[Tawahi-Kiwi]

Comment se fait-il qu'on trouve des métaux dans la croûte terrestre alors que lors de sa formation, ces éléments ont coulé vers le centre ?

La simplification que l'on fait souvent, c'est de dire que le fer a coule au centre.
C'est vrai, mais seulement pour le Fe⁰ (metallique), pas pour le Fe²⁺ et Fe³⁺

Meme chose pour les autres elements (nickel, cobalt, manganese, cuivre) qui sont en concentration plus ou moins importante dans le noyau mais aussi ailleurs.
Les platinoides (platine, palladium, iridium, etc.) sont le plus souvent sous forme native, rarement sous des formes oxydees. Du coup la majeure partie de ces elements a fini dans le noyau et ils sont tres rares en surface (et du coup tres cher )
D'autres metaux comme l'or ou l'argent ont des comportements plus complexes.

Ensuite une nouvelle question sur un problème de compréhension. Les toutes premières cartes géologiques ayant été établies il y a quelques siècles, j'aimerai savoir comment ces géologues ont pu extrapoler les données d'un sous sol à en endroit particulier. Quand on regarde la carte geologique, on peut voir que les frontières entre certaines roches ne sont pas droites. Donc comment peut-on connaître le sous sol absolument partout sachant que des carrotages n'ont pas été effectué absolument partout ?

On interpole entre les differents affleurements de roches. En prenant la direction de l'orientation des couches et leur pendage, on peut recalculer leur projection sur la topographie et en deduire les limites entre les formations de roche. La limite (en 3 dimensions) peut etre un plan mais son intersection avec la topographie peut donner une ligne tres convolutee. De maniere generale, plus il y a d'affleurements, plus la carte est precise, quand il n'y en n'a pas beaucoup et que la region est complexe, on a souvent des pointilles pour les limites.

Il y a egalement des donnees disponibles au niveau du sol sur la nature du sous-sol. Le type de plantes, le type de sol, des cailloux qui ont ramenes a la surface ou dans des arbres deracines, etc. tout cela peut donner dans certains cas des indications sous la roche sous-jacente.

T-K

[Floda200489]

Ah, il faudra que je reparle un jour de la rareté qui fait le prix ^^' là aussi j'ai des petits soucis de compréhension, je n'arrive pas à concilier des idées qui me semblent divergentes ^^'

En tout cas merci Tawahi-Kiwi !

[Tawahi-Kiwi]

Ah, il faudra que je reparle un jour de la rareté qui fait le prix ^^'

J'ai vu que tu avais ouvert une discussion sur ce point, malheureusement, c'est le genre de sujet qui évolue tres rapidement hors des thématiques du forum.

Ici, j'ai mentionné les platinoides, juste pour te donner une idée:

Pour obtenir 1 kg de fer des gisements les plus riches, il faut extraire entre 1,4 kg de minerai de fer hors du sol. Pour les gisements les plus pauvres, il faut 3kg

Pour obtenir 1 kg de platine de la zone la plus riche du gisement le plus riche au monde (ici), il faut 300000 kg de minerai de platine (300 tonnes).

Pour obtenir 1kg d'iridium dans ce meme gisement, il faut 15000000kg de minerai d'iridium (soit 15000 tonnes).

Je suppose que tu concois assez facilement qu'entre l'extraction de 1,5kg de minerai de fer et l'extraction de 15000 tonnes de minerai d'iridium, une difference de travail existe, et donc forcement une difference de cout (et on ne parle meme pas du raffinage pour obtenir le metal....).

T-K

[Floda200489]

Oui, j'ai eu une discussion avec un membre du forum en privé qui m'a bien remis les idées en place ^^'

En fait, j'avais bon pour tout ce qui concernait le taux de retour énergétique. Ça c'est quelque chose que j'ai bien saisi, en effet il faut bien investir de l'énergie pour aller chercher quelque chose.

Ce qui fait que j'étais perdu c'était le fait de confondre élasticité de court terme (que je comprends) et celle de long terme. Donc non il n'y en a pas sur le long terme, basiquement le pétrole ne sera pas indéfiniment cher à mesure qu'il y en a moins, et c'est ce que je voulais comprendre, à savoir si mes deux idées étaient incompatibles.

Mais pour ne pas parler d'économie et pour rester dans le champ de la science (bien que ce genre de concept humain peut aussi être expliqué grâce à la science donc a peu près tout est scientifique quelque part, mais bref), le coût énergétique qui se traduit en euros, est bien réel, il faut investir de l'énergie, là dessus j'ai bien compris ^^'

Merci en tout cas pour ta réponse ^^'

[Floda200489]

Et si on regarde les autres métaux, bien plus lourds, comme l'uranium par exemple, comment expliquer que tout n'a pas coulé au centre ?
Par ailleurs, si on dit que le noyau est composé principalement de fer et de nickel, sachant que des éléments sont plus lourds, pourquoi ne donne-t-on pas les noms des autres ? Je me doute qu'il doit y avoir plus de fer et de nickel, mais comment expliquer ces abondances ?

J'ai relu tes messages concernant l'échelle des temps géologiques et les critiques qu'on pouvait lui faire, et en fait je me rends compte qu'il s'agit surtout d'une échelle des temps biologiques, est-ce qu'on peut dire ça ? ^^'

[Tawahi-Kiwi]

Et si on regarde les autres métaux, bien plus lourds, comme l'uranium par exemple, comment expliquer que tout n'a pas coulé au centre ?

La densité du compose pur n'est qu'un parametre, la nature chimique de l'élément en question est tout aussi importante. Si un élément n'est pas present sous sa forme native (métal), il ne va pas couler car il a des liaisons chimiques avec d'autres éléments. L'uranium entre typiquement dans cette catégorie. C'est un élément qui est toujours oxydé sous forme U⁴⁺ ou U⁶⁺.
Pour expliquer les comportements généraux des éléments en géochimie, une des moyens de simplifier le probleme est la classification de Goldschmidt. Il y a de nombreuses exceptions et subtilités mais cela donne une idée.

Ce qui fini dans le noyau sont les sidérophiles (éléments qui aiment le fer). Les autres grands groupes sont chalcophiles, lithophiles et atmophile.

Par ailleurs, si on dit que le noyau est composé principalement de fer et de nickel, sachant que des éléments sont plus lourds, pourquoi ne donne-t-on pas les noms des autres ? Je me doute qu'il doit y avoir plus de fer et de nickel, mais comment expliquer ces abondances ?

Les autres phases lourdes sont insignifiantes. Le noyau, c'est (moyennant toute une serie de calculs et d'erreurs de mesure et d'interpretation) 85% de fer - 5% de nickel - 5% de silicium - 2% de soufre - 1% de carbone - <1% d'oxygene - 0,9% de chrome - 0,32% de phosphore - 0,25% de cobalt...et on continue a chuter, (V, Cl, Cu, N, H) sont en dessous de 0,1% - (Mn, Ge, As, Se, Mo) sont en dessous de 0,01% - les metaux du groupe du platine sont entre (0,0004 et 0.00026%).... 0.00057% de platine par exemple.

Leurs abondances dans le noyau reflete leur proprietes chimiques, certaines proprietes physiques et les abondances cosmologiques. Fer et Nickel sont des elements tres abondants car ce sont les produits les plus stables de la fission et fusion nucleaire. Les platinoides sont des éléments rares a toutes les echelles. Ils ont beau etre 1000 a 10000X plus enrichis dans le noyau qu'a la surface de la Terre, c'est toujours pas grand chose.

J'ai relu tes messages concernant l'échelle des temps géologiques et les critiques qu'on pouvait lui faire, et en fait je me rends compte qu'il s'agit surtout d'une échelle des temps biologiques, est-ce qu'on peut dire ça ? ^^'

Oui, ce n'est pas une echelle qui correspond a des changements geologiques mais plus souvent biologiques (au moins pour le Phanerozoique). Mais les deux peuvent coincider. On pourrait considerer que le 'pic' de la Pangee correspond a la limite Paleozoique-Mesozoique; la couche d'iridium de l'astrobleme du Yucatan (donc une limite geologique) correspond a l'extinction Mesozoique-Cenozoique.

T-K

[Floda200489]

D'accord, j'avais oublié l'importance des liaisons chimiques effectivement, merci

[Floda200489]

Salut !

Je commence enfin à comprendre les bases de la géologie, rien de tel que l'expérimentation sur le terrain ! Mais j'aimerai éclaircir quelques points qui sont un peu flous pour moi encore :

J'habite personnellement sur des roches Crétacé, et je voulais simplement comprendre le lien qui existait avec l'érosion. Comment se fait-il que le Bassin Parisien, non loin de chez moi, ou le Pays de Bray, non loin également, soit à peu près à la même altitude sachant que ce ne sont pas les mêmes périodes ? En fait je comprends que la tectonique des plaques façonne le paysage et que l'érosion met à jour des couches inférieures, mais j'aimerai comprendre cette différence d'altitude. Si on regarde une coupe géologique de la France en tranches, on dirait que le bassin parisien a enfoncé les couches sous lui, mais où sont passés les roches Paléogène au dessus des roches Crétacé par exemple ? Autant d'épaisseur ont été emportées par l'érosion ?

Ensuite, j'ai un petit problème concernant l'érosion et les couches qui se déposent. Comment concilier les deux ? Le taux d'érosion étant assez élevé, comment peut-on imaginer que des couches actuelles se formeront par dessus ? Pour reprendre mon exemple de la question précédente : comment imaginer qu'une couche de notre période actuelle va se déposer sur une roche Crétacé, sachant que déjà il n'y a même plus les roches Paléogène !? Est-ce que cela a avoir avec le taux de sédimentation dû au milieu (marin, terrestre) ?

Pour aller plus loin, comment les géologues font-ils pour s'y retrouver dans tout ça ? L'érosion des roches Crétacé de chez moi va vers la mer et se redépose sur une nouvelle couche, donc comment dater ces couches, et surtout comment s'y retrouver puisque l'érosion peut amener des couches anciennes vers des niveaux supérieurs ?
Et puis j'entends souvent un argument qui me semble un peu étrange : "Pour établir l'âge d'une couche géologique, on regarde quels sont les fossiles de cette roche, pour pouvoir la relacer dans son contexte." ... Alors très bien, mais la première fois comment cela a été fait ? Moi je commence à comprendre tout ça grâce aux cartes géologiques qui m'aident beaucoup ! Mais la première fois que l'on vient sur le terrain, sans carte, on n'a aucun recul sur ce qui s'est passé donc comment parvenir à un tel niveau de compréhension ?

Une fois encore, c'est un peu tortueux, je m'en excuse ��

Merci ��

[Almandin]

Comment se fait-il que le Bassin Parisien, non loin de chez moi, ou le Pays de Bray, non loin également, soit à peu près à la même altitude sachant que ce ne sont pas les mêmes périodes ? En fait je comprends que la tectonique des plaques façonne le paysage et que l'érosion met à jour des couches inférieures, mais j'aimerai comprendre cette différence d'altitude. Si on regarde une coupe géologique de la France en tranches, on dirait que le bassin parisien a enfoncé les couches sous lui, mais où sont passés les roches Paléogène au dessus des roches Crétacé par exemple ? Autant d'épaisseur ont été emportées par l'érosion ?

Le centre du Bassin parisien est plus épais en son centre (voir la coupe ci-dessous, échelle verticale exagérée) et forme une cuvette concave, ce qui a favorisé la préservation des dépôts les plus récents au centre, tandis que ceux situés à la bordure ont été surélevés, et donc soumis à une plus forte érosion.
Mais également, la sédimentation dans le Bassin parisien n'a pas été continu. A partir de la fin du Crétacé, il y a une phase d'émersion qui dure une quinzaine de millions d'années, donc autant de dépôts qui ne se sont pas faits. C'est pendant cette phase que tu as une première grosse incurvation du Bassin parisien. Puis arrive une nouvelle phase d'émersion et dépôt à partir de l'Eocène qui se fait en discordance sur les roches du Mésozoïque, et comme le bassin était déjà incurvé en son centre, les dépôts ont été plus importants et continu dans cette zone, l'incursion marine ayant pu durer plus longtemps qu'aux bordures.


Association des Géologues du Bassin de Paris / Wikimedia Commons

Ensuite, j'ai un petit problème concernant l'érosion et les couches qui se déposent. Comment concilier les deux ? Le taux d'érosion étant assez élevé, comment peut-on imaginer que des couches actuelles se formeront par dessus ? Pour reprendre mon exemple de la question précédente : comment imaginer qu'une couche de notre période actuelle va se déposer sur une roche Crétacé, sachant que déjà il n'y a même plus les roches Paléogène !? Est-ce que cela a avoir avec le taux de sédimentation dû au milieu (marin, terrestre) ?

La sédimentation, tout comme l'érosion, n'est pas un processus continu à échelle régionale et dépend grandement des variations du niveau marin. L'absence d'une couche ne signifie pas qu'elle a été érodée, elle a aussi pu ne jamais se déposer si elle était en milieu continental pendant un temps assez long. Pour appliquer ton exemple, rien n'empêchera une couche actuelle de se déposer sur les craies du Bassin parisien si le niveau de la mer le permet. En revanche, quant à espérer sa conservation pour plusieurs millions d'années, il faut espérer qu'il y ait un processus de dépôt assez long pour qu'elle soit recouverte par des couches ultérieures qui la préserveront de l'érosion assez longtemps pour que les géologues du futur puissent l'étudier.

Pour aller plus loin, comment les géologues font-ils pour s'y retrouver dans tout ça ? L'érosion des roches Crétacé de chez moi va vers la mer et se redépose sur une nouvelle couche, donc comment dater ces couches, et surtout comment s'y retrouver puisque l'érosion peut amener des couches anciennes vers des niveaux supérieurs ?

Les fragments de couches anciennes érodées forment les sédiments des couches nouvellement déposées. Pour établir des datations dans les couches sédimentaires, ce sont encore les dépôts fossiles qui sont privilégiés, donc contemporains du dépôt de ces couches, mais aussi les processus de sédimentation et de diagenèse amènent à la formation de nouveaux minéraux qui peuvent être datés directement. La nature des grains déposés peut en revanche offrir des informations très utiles sur la couche d'origine érodée (et donc probablement disparue), mais peu aussi offrir certains minéraux détritiques comme les zircons qui peuvent offrir des âges sur la roche d'origine, mais aussi des âges sur le dépôt. Enfin, les géologues peuvent utiliser également les isotopes cosmogéniques pour dater l'âge d'un dépôt sédimentaire, le recouvrement des grains déposés fermant le système de certains éléments soumis au bombardement solaire.

Et puis j'entends souvent un argument qui me semble un peu étrange : "Pour établir l'âge d'une couche géologique, on regarde quels sont les fossiles de cette roche, pour pouvoir la relacer dans son contexte." ... Alors très bien, mais la première fois comment cela a été fait ? Moi je commence à comprendre tout ça grâce aux cartes géologiques qui m'aident beaucoup ! Mais la première fois que l'on vient sur le terrain, sans carte, on n'a aucun recul sur ce qui s'est passé donc comment parvenir à un tel niveau de compréhension ?

Pour ce point, la stratigraphie s'appuie sur un ensemble d'arguments basés sur les variations de faciès dans les roches sédimentaires, les fossiles ne sont qu'un de ces arguments. Si tu étudies une région sans connaissance aucune, la première approche est tout d'abord d'observer les grandes tendances de faciès à l'échelle régionale, puis d'affiner le processus par tendance. Par exemple, tout d'abord voir des variations lithologiques (calcaire, grès, marne...), puis au sein de ces ensembles lithologiques, observer les lithofaciès et biofaciès dans le détail pour réaliser des découpages de plus en plus fins en répertoriant les points communs et les différences.
Et pour finir, comment parvenir au niveau de compréhension décrit dans la carte géologique ? Y passer énormément de temps ! Les connaissances dans les cartes géologiques ne sont que la synthèse d'études réalisées par des générations de géologues. Aucun géologue ne peut prétendre avoir compris le détail d'une région géologique du premier coup d’œil, même avec 40 ans de carrière.

[Floda200489]

Merci beaucoup Almandin pour ces réponses, je comprends bien mieux désormais !
Mais pour être sûr, je vais demander confirmation ^^'

Donc si je t'ai bien suivi, cela veut dire qu'atour du bassin parisien, tous les terrains Crétacé n'ont jamais eu de couches au dessus d'elles c'est bien ça ? Si elles ne se sont jamais érodées, c'est parce qu'elles n'existaient tout simplement pas, car elles étaient déjà au dessus du niveau de la mer ?

Et quand tu dis "si le niveau de la mer le permet" pour le dépôt de couches actuelles sur des craies, tu veux bien entendu dire que ça arriverait si tout cela était recouvert par la mer ? Si jamais tout reste dans l'état actuel des choses, il ne peut y avoir que de l'érosion et pas de dépôt si ?

[Almandin]

Donc si je t'ai bien suivi, cela veut dire qu'atour du bassin parisien, tous les terrains Crétacé n'ont jamais eu de couches au dessus d'elles c'est bien ça ? Si elles ne se sont jamais érodées, c'est parce qu'elles n'existaient tout simplement pas, car elles étaient déjà au dessus du niveau de la mer ?

En partie oui, c'est principalement la zone centrale du bassin qui a connue des transgressions marines durant le Cénozoïque. Les bordures étaient déjà soulevées et émergées. Mais la plus forte épaisseur du bassin s'explique également par la persistance d'un grand lac sur la Beauce et la Sologne après le retrait de la mer, ce qui a permis d'accumuler davantage de sédiments à cet endroit.

quand tu dis "si le niveau de la mer le permet" pour le dépôt de couches actuelles sur des craies, tu veux bien entendu dire que ça arriverait si tout cela était recouvert par la mer ? Si jamais tout reste dans l'état actuel des choses, il ne peut y avoir que de l'érosion et pas de dépôt si ?

Oui, c'est si la mer se met à recouvrir à nouveau les strates du Crétacé. Cela peut intervenir soit parce que le niveau global des océans monte, soit parce le niveau du bassin parisien s'abaisse (et souvent, ce sont les deux phénomènes en même temps). En revanche, le milieu continental peut également former des dépôts sédimentaires, que ce soient des dépôts fluviatiles au niveau de cours d'eau comme la Seine ou la Loire, ou des dépôts apportés par le vent, qui recouvrent une bonne partie du bassin. Et ces dépôts peuvent potentiellement être conservés.

[Floda200489]

Merci beaucoup pour tes réponses, c'est bien plus clair maintenant

[Floda200489]

J'ai encore deux petites questions concernant l'érosion ^^'

Où puis-je trouver des données sur le taux d'érosion en milieu continental ? Quelles sont les chiffres si vous en avez ?

J'ai entendu une conférence de Pierre Thomas où il explique que si on est bon géologue on peut prédire l'endroit où il serait propice de fossiliser facilement. Et par rapport à ce que je connais, j'aimerai juste savoir si une mare dans laquelle s'accumule de la vase, c'est un endroit propice à la fossilisation ou non. J'ai l'impression que l'érosion sur plusieurs millions d'années représente beaucoup plus qu'une simple mare, qui est une trop petite structure, je me trompe ?

Ensuite pour continuer sur mes dernières interrogations, au delà de la sédimentation, les couches qui se déposent en milieu continental, je pense notamment aux vestiges archéologiques, et bien comment on les explique ? Cela n'est pas compensé par l'érosion ? Ou alors ce sont des exceptions ?

Merci !

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Où puis-je trouver des données sur le taux d'érosion en milieu continental ? Quelles sont les chiffres si vous en avez ?

Ca va de plusieurs dizaines de metres (zones montagneuses) a moins quelques centaines de microns (roches particulierement resistantes en zone aride) par million d'annees.
Globalement, ca donne ceci:

Hergaten & Kenkmann, 2019

Evidemment, localement, tu peux avoir une berge de riviere qui s'effondre dans une plaine alluviale ou le bilan est positif (sedimentation) et retirer 100m de sol en quelques heures

J'ai entendu une conférence de Pierre Thomas où il explique que si on est bon géologue on peut prédire l'endroit où il serait propice de fossiliser facilement. Et par rapport à ce que je connais, j'aimerai juste savoir si une mare dans laquelle s'accumule de la vase, c'est un endroit propice à la fossilisation ou non. J'ai l'impression que l'érosion sur plusieurs millions d'années représente beaucoup plus qu'une simple mare, qui est une trop petite structure, je me trompe ?

D'un point de vue local, il faut que l'environnement (bio-)chimique de la mare soit compatible. Si c'est oxygéné, la fossilisation a moins de chance de se faire car tout sera consommé par des bactéries bien avant. Idealement, il faut aussi un certain taux de sedimentation pour couvrir et proteger les restes eventuels (sauf pour les organismes fouisseurs qui meurent directement in-situ). Finalement, il faut un certaine stabilite geologique pour que les conditions restent compatibles avec la fossilisation pour que le processus arrive a terme. Si les conditions chimiques changent et dissolvent le proto-fossile, si les conditions physiques changent que la sedimentation s'arrete et que l'erosion prend le dessus, etc.

Apres, on arrive dans le flou de ce qui constitue un fossile ou pas, particulierement, le nombre d'annees necessaire pour que le processus de fossilisation soit 'complet'. Dans certains milieu, cela prend quelques dizaines d'annees; dans d'autres plusieurs centaines de milliers.

Pour faire une estimation des chances de fossilisation, il faut prendre en compte ces conditions locales et regionales. Si on veut faire une estimation de la preservation du fossile (donc pas seulement la fossilisation) sur X millions d'annees, il faut voir plus large et considerer l'environnement geodynamique de la region pour estimer sa stabilite sur le long terme.

Ensuite pour continuer sur mes dernières interrogations, au delà de la sédimentation, les couches qui se déposent en milieu continental, je pense notamment aux vestiges archéologiques, et bien comment on les explique ? Cela n'est pas compensé par l'érosion ? Ou alors ce sont des exceptions ?

De nombreux vestiges archéologiques (la plupart?) sont dans des plaines alluviales, et plus sujet a la sédimentation et l'enfouissement qu'a l'érosion. C'est d'autant plus vrai en sortie de période glacaire avec la montée du niveau marin (qui couvre les vestiges cotiers d'eau, mais qui recouvrent également les vestiges ripuaires de sédiment).
L'érosion des monuments exposés est variable. Cela depend de l'endroit ou cela se trouve (exposition, conditions météo, conditions anthropiques), de la qualité du materiau de construction (pierre de sable, gres, granite,, fractures, porosité,...), de la qualité de construction elle-meme, etc. Ca va sans doute de quelques centimetres par siecle pour les roches les plus meubles en conditions meteorologiques adéquates,a vraiment pas grand chose (mm/million d'années) pour les objets en roche tenace en zones arides calmes.

T-K