Fiche de révision · S1

Résumé — Géologie générale

Tout le module en une page : les chapitres condensés en points essentiels, le vocabulaire et les pièges d'examen. Pour la veille de l'épreuve.

Introduction aux sciences de la Terre

Terre : 3e planète du Système solaire, la plus grande des 4 telluriques, rayon ≈ 6 371 km ; composition en masse Fe 32 % > O 30 % > Si 15 % > Mg 14 %.
Quatre enveloppes externes : lithosphère (rocheuse) · hydrosphère (eau liquide, solide, vapeur) · atmosphère · biosphère (vie depuis ≈ 4 Ga).
Géodynamique interne (tectonique, magmatisme, orogenèse) vs géodynamique externe (altération, érosion, sédimentation) ; cycle géologique = orogenèse → aplanissement.
Disciplines fondamentales (minéralogie, pétrographie, paléontologie, stratigraphie, sédimentologie, tectonique) vs appliquées (géophysique, géotechnique, hydrogéologie).
Ressources non renouvelables (pétrole, charbon, minerais) vs renouvelables (biomasse, solaire, éolien), qui ne sont pas inépuisables.

La Terre dans l'Univers : cosmologie et système solaire

Unités : 1 UA ≈ 150 millions de km (Terre–Soleil) · 1 al ≈ 9,46 × 10¹² km · 1 pc = 3,26 al = 206 265 UA ; lumière : 300 000 km/s.
Repères : Terre–Lune ≈ 1 s-lumière · Terre–Soleil ≈ 8 min-lumière · Proxima du Centaure ≈ 4,2 al ; voir loin = voir dans le passé.
Architecture : Terre–Lune → Système solaire → Voie lactée → Amas local → Superamas de la Vierge ; principe cosmologique : Univers homogène et isotrope.
Loi de Hubble (décalage vers le rouge, expansion) → Big Bang ≈ 13,8 Ga ; éléments lourds forgés dans les étoiles et dispersés par les supernovae.
Système solaire : Soleil (99,8 % de la masse) + 4 telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars) + 4 géantes ; formation par nébuleuse → accrétion ; âge ≈ 4,6 Ga (météorites).

Notions de sismologie : séismes, ondes et magnitude

Séisme = rupture brutale d'une faille libérant l'énergie élastique accumulée ; foyer (hypocentre) en profondeur, épicentre à sa verticale.
Failles : normale (extension, affaissement) · inverse (compression, chevauchement) · décrochement (horizontal) ; foyers superficiels ≤ 100 km, intermédiaires 100–300, profonds 300–700 km.
Intensité = effets observés en un lieu, I à XII (Mercalli, MSK, EMS 98), cartes d'isoséistes ; magnitude = énergie au foyer (Richter 1935, log de l'amplitude), unique par séisme.
Ondes P (compression, les plus rapides, tous milieux) vs S (cisaillement, plus lentes, pas dans les liquides) vs L (surface, les plus destructrices).
T_S − T_P → distance épicentrale ; 3 stations → épicentre ; log E = 4,8 + 1,5 M → +1 magnitude ≈ ×30 d'énergie.

Structure interne de la Terre

Rais sismiques courbés (lois de Snell-Descartes, vitesse croissante avec la profondeur) ; discontinuité = saut brutal de vitesse.
Moho (Mohorovičić) : 30–40 km sous les continents, 5–10 km sous les océans, croûte → manteau ; Gutenberg : 2 900 km, manteau → noyau ; Lehmann : 5 150 km, noyau externe → graine.
Ondes S absentes au-delà de 103° et zone d'ombre des P de 103° à 143° → noyau externe liquide (Fe-Ni, champ magnétique) ; graine solide.
Croûte continentale granitique (d ≈ 2,7) vs océanique basaltique (d ≈ 3) ; manteau de péridotites (≈ 82 % du volume) ; noyau Fe-Ni (d 10–13) ; densité moyenne 5,5.
Lithosphère rigide (croûte + manteau supérieur, ≈ 100 km) sur asthénosphère ductile (LVZ vers 100–250 km) : découpage mécanique, base de la tectonique des plaques.

Stratigraphie et chronologie relative

Strate = couche limitée par un mur et un toit ; litho-, bio- (biozone) et chronostratigraphie ; actualisme : mêmes lois hier et aujourd'hui.
Six principes : horizontalité · superposition (Sténon 1669) · continuité · identité paléontologique · recoupement (le recoupant est postérieur) · inclusion (l'inclus est antérieur).
Limites de la superposition : terrasses alluviales, intrusions, séries renversées ; critères de polarité : granoclassement (grossier en bas), fossiles en position de vie, fentes de dessiccation.
Concordance = série continue ; discordance de ravinement = arrêt + érosion ; discordance angulaire = arrêt + plissement + érosion.
Fossile stratigraphique = courte durée + grande extension (ammonites, trilobites) vs fossile de faciès = milieu ; méthodes des fossiles pilotes, des assemblages, des lignées.

Datation absolue et échelle des temps géologiques

Relative = ordre des événements (terrain, rapide, approximatif) vs absolue = âge en années (radiochronologie, depuis la radioactivité, 1896).
Période T = temps pour désintégrer la moitié des pères : 1 T → 50 %, 2 T → 25 %, 3 T → 12,5 % ; chronomètre lancé à la fermeture du système (cristallisation ou mort).
¹⁴C : T = 5 730 ans, matière organique, < 50 000 ans · K-Ar : laves · Rb-Sr et U-Pb : roches magmatiques et métamorphiques anciennes, zircons, météorites.
Échelle : éons > ères > périodes > époques > étages (Holmes 1937) ; Précambrien = Hadéen (4,6–4,0 Ga) + Archéen (4,0–2,5 Ga) + Protérozoïque (2,5 Ga–541 Ma) ≈ 88 % du temps.
Phanérozoïque : Paléozoïque 541–252 Ma · Mésozoïque 252–66 Ma · Cénozoïque 66 Ma–aujourd'hui (Quaternaire depuis 2,58 Ma).

Histoire de la Terre : du Précambrien à nos jours

Hadéen : accrétion 4,57 Ga → différenciation par gravité (noyau Fe-Ni, manteau, croûte primitive), Lune par impact géant, atmosphère sans O₂, premiers océans ; aucun témoin stratigraphique.
Archéen : plus vieilles roches ≈ 4 Ga, cratons, stromatolites ≈ 3,5 Ga · Protérozoïque : Grande Oxydation ≈ 2,4 Ga (fer rubané), eucaryotes, Rodinia, faune d'Édiacara.
Paléozoïque : explosion cambrienne (trilobites), sortie des eaux au Silurien-Dévonien, charbon carbonifère, orogenèse hercynienne, Pangée, crise permo-triasique 252 Ma.
Mésozoïque : rifts du Trias, ouverture de l'Atlantique, Téthys, ammonites et dinosaures, crise Crétacé-Paléogène 66 Ma (Chicxulub, Deccan).
Cénozoïque : chaînes alpines (Rif, Atlas), mammifères, glaciations quaternaires, Homo ; Maroc : Anti-Atlas précambrien, Meseta hercynienne, phosphates, Jebel Irhoud (≈ 300 000 ans).

Roches, cycle géologique et tectonique des plaques

Magmatiques : plutoniques (refroidissement lent, texture grenue, granite, gabbro) vs volcaniques (rapide, microlitique, basalte, andésite) ; acides riches en SiO₂ vs basiques.
Sédimentaires : altération → érosion → transport → sédimentation (détritique, chimique, biologique) → diagenèse (compaction + cimentation) ; stratifiées, seules à fossiles.
Métamorphiques : transformation à l'état solide par T et P, foliation ; argile → schiste → micaschiste → gneiss ; calcaire → marbre ; fusion = retour au magma (cycle des roches).
Plis : anticlinal (couches anciennes au cœur) vs synclinal (récentes au cœur) ; failles normale, inverse, décrochante ; niveaux structuraux : cassant en surface, souple en profondeur.
Plaques (Wegener 1912, Hess années 1960) : divergence aux dorsales · convergence par subduction (fosse, Wadati-Benioff) ou collision · transformantes ; moteur = convection du manteau.

Vocabulaire à connaître par cœur

Unité astronomique: distance Terre–Soleil ≈ 150 millions de km
Année-lumière: distance parcourue par la lumière en un an
Accrétion: agglomération de planétésimaux en planètes
Hypocentre: foyer du séisme, point de rupture en profondeur
Magnitude: énergie libérée au foyer, échelle logarithmique
Moho: discontinuité croûte–manteau
Asthénosphère: manteau ductile sous la lithosphère
Discordance: lacune : arrêt de sédimentation + érosion
Granoclassement: grains grossiers en bas, fins en haut
Période radioactive: temps de désintégration de la moitié des atomes
Craton: noyau continental ancien et stable
Diagenèse: sédiment meuble → roche cohérente