FICHE 12 — Stratigraphie et principes de datation (NS4)
Niveau : NS4 — Sciences de la Vie et de la Terre
I. Qu’est-ce que la stratigraphie ?
La stratigraphie est la branche de la géologie qui étudie la superposition des couches de roches sédimentaires, appelées strates, ainsi que leur âge relatif.
Elle permet de reconstituer l’histoire géologique d’une région (dépôts, érosions, mouvements tectoniques…).
II. Principes fondamentaux de la stratigraphie
1. Principe de superposition
Dans une série sédimentaire non bouleversée, chaque couche est plus récente que celle qu’elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre.
- Strate du bas → plus ancienne.
- Strate du haut → plus récente.
2. Principe de continuité
Une même couche sédimentaire (une même strate) s’étend horizontalement sur une grande distance tant que les conditions de dépôt restent les mêmes.
3. Principe d’horizontalité originelle
Les couches de sédiments se déposent à l’origine de façon horizontale. Si on observe des couches inclinées ou plissées, c’est qu’il y a eu des déformations tectoniques après leur dépôt.
4. Principe de recoupement
Toute structure (faille, filon magmatique…) qui recoupe une série de couches est plus récente que les couches qu’elle recoupe.
III. Datation relative
La datation relative permet d’ordonner des événements géologiques dans le temps, sans donner leur âge en années. On cherche à répondre à la question : « Qu’est-ce qui est plus ancien ? plus récent ? »
1. Utilisation des principes stratigraphiques
- Superposition → ordonner les couches.
- Recoupement → positionner failles, filons, discordances.
- Continuité → relier des couches de même âge dans des régions différentes.
IV. Datation par les fossiles (biostratigraphie)
1. Fossiles et temps géologique
Un fossile est le reste ou la trace d’un être vivant conservé dans une roche. Certaines espèces ont vécu pendant des périodes géologiques limitées et sont retrouvées dans de nombreuses régions.
2. Fossiles stratigraphiques (ou fossiles guides)
Un fossile stratigraphique est caractérisé par :
- une large répartition géographique ;
- une existence dans un intervalle de temps court ;
- une bonne conservation.
Si deux couches éloignées contiennent le même fossile guide, elles ont à peu près le même âge.
V. Datation absolue (notion simple)
La datation absolue vise à déterminer l’âge d’une roche ou d’un événement en années. Elle utilise la radioactivité de certains éléments (ex : carbone 14, potassium-argon…).
- Mesure de la quantité d’élément radioactif restant.
- Connaissance de la période radioactive → calcul de l’âge.
VI. Discordances et interruptions dans la sédimentation
Dans certains affleurements, les couches ne sont pas simplement superposées : on observe des discordances :
- Couches inclinées recouvertes par des couches horizontales.
- Absence de certaines couches (lacunes de sédimentation ou érosion).
Une discordance traduit une période de déformation, d’érosion ou de non dépôt entre deux séries de strates.
VII. Utilité de la stratigraphie et de la datation
- Reconstituer l’histoire géologique d’un bassin sédimentaire.
- Retrouver les anciennes positions des mers et des continents.
- Comprendre la succession des environnements (marins, continentaux…).
- Localiser des ressources (eau, pétrole, gaz, minerais).
VIII. Synthèse (À retenir)
- La stratigraphie étudie la superposition des couches sédimentaires.
- Les principes de superposition, continuité, horizontalité et recoupement permettent d’établir une chronologie relative.
- Les fossiles stratigraphiques sont des repères importants pour comparer des couches de régions différentes.
- La datation relative classe les événements dans l’ordre ; la datation absolue donne un âge chiffré.
- Les discordances indiquent des périodes de déformation, d’érosion ou d’interruption de la sédimentation.