L'utilisation des fossiles stratigraphiques pour dater des terrains géologiques - Maxicours

L'utilisation des fossiles stratigraphiques pour dater des terrains géologiques

Objectifs
  • Définir un fossile stratigraphique.
  • Comprendre l’association entre les fossiles et la datation d’une couche.
Points clés
  • Un fossile stratigraphique est un fossile abondant ayant une durée de vie courte et une répartition mondiale.
  • La présence de fossiles stratigraphiques permet de statuer sur l’âge d’une couche géologique.
Pour bien comprendre
  • Connaitre les principes de la datation relative.
  • Lier l'âge d’un fossile et la datation d’un terrain.
1. Qu’est-ce qu’un fossile stratigraphique ?

La géologie a évolué au cours des siècles. Ce n'est qu'à la fin du XVIIIe siècle que les fossiles ont été utilisés pour la datation relative.

Pour permettre une datation correcte, il est nécessaire d'utiliser des fossiles stratigraphiques.

Pour pouvoir être utilisés, les fossiles stratigraphiques doivent regrouper plusieurs caractéristiques indispensables :

  • Avoir une courte répartition temporelle, c'est-à-dire qu'ils doivent avoir une présence sur la Terre la plus faible possible.
  • Avoir une aire de répartition très grande, voire mondiale.
  • Être présents en un très grand nombre de spécimens, c'est-à-dire que l’on doit les retrouver en grande quantité.
2. La diversité des fossiles stratigraphiques

Il existe deux grands types de fossiles stratigraphiques, les macrofossiles (quelques centimètres) et les microfossiles (quelques millimètres). À l’intérieur de ces deux catégories, il est nécessaire de distinguer les fossiles afin d’utiliser les fossiles appropriés à la période que l’on veut étudier.

En effet, ayant une durée de vie courte, les fossiles stratigraphiques sont spécifiques d’une période donnée.

Pour les macrofossiles, on utilisera :

  • les trilobites pour l’ère paléozoïque ou primaire ;
  • les brachiopodes pour la jonction entre l’ère paléozoïque et l'ère mésozoïque ou secondaire ;
  • pour l'ère mésozoïque, il sera nécessaire d’utiliser différents types d'ammonites, ces dernières ayant disparu lors de la crise Crétacé/Tertiaire, c'est-à-dire au début du Cénozoïque.

Pour les microfossiles, qui permettent un découpage temporel beaucoup plus fin, il est possible d'utiliser :

  • les graptolites du Cambrien au Carbonifère ;
  • les différents foraminifères sur une période plus large, du Paléozoïque à la période actuelle ;
  • nous pouvons aussi citer les calpionelles, utiles dans la datation de la formation des Alpes.

Afin d'affiner la datation, il est nécessaire d'utiliser plusieurs fossiles stratigraphiques.

Grâce à l’utilisation des fossiles stratigraphiques, les scientifiques ont pu énoncer le principe d'identité paléontologique.

Ce principe indique que deux couches qui ont la même composition en fossiles stratigraphiques sont du même âge.

3. La datation avec des fossiles stratigraphiques

L’utilisation des ammonites permet de dater des terrains du Mésozoïque. Nous allons nous intéresser au Jurassique.


Photographie d’ammonites

Une ammonite est un mollusque céphalopode qui a disparu à la fin du Mésozoïque, lors de la crise Crétacé/Tertiaire (K/T). Il existe un très grand nombre d’ammonites qui ont évolué très rapidement, les ornements de la coquille nous permettant de les différencier. Il est de ce fait possible, grâce à l'étude fine de la coquille des ammonites fossilisées, de définir le groupe auquel elles appartiennent.

Connaissant précisément la période de vie de ces dernières, il est possible de donner une date au fossile, et au terrain.

Nous allons nous intéresser à une couche présentant des ammonites. La couche à étudier est la couche A de cette coupe stratigraphique.


Dans cette couche, les scientifiques retrouvent deux types d'ammonites. Elles appartiennent à deux groupes qui sont Dactylioceyras et Harpoceras.

Afin de dater le terrain, il est nécessaire de connaitre la période de vie de ces deux ammonites. L’étude du graphique suivant va permettre de répondre à cette interrogation.


Nous observons que Dactylioceras a vécu pendant la période –185 millions d'années à –182 millions d'années. Harpoceras a vécu pendant la période –182,5 millions d'années à –179 millions d'années. Les ammonites que nous avons à disposition couvrent la période de –185 millions d'années à –177 millions d'années. Mais ces deux périodes ne se recoupent que sur 500 000 ans. La datation du terrain est donc comprise entre –182,5 millions d'années et –182 millions d'années. L'utilisation des fossiles stratigraphiques permet donc une datation assez fine des différents terrains.

4. L’échelle des temps géologiques ou échelle chronostratigraphique

Aujourd’hui, avec les connaissances actuelles, nous pouvons conclure que ce terrain a été formé au Toarcien. Le Toarcien est le dernier étage du Jurassique inférieur.

Grâce à l'utilisation des fossiles stratigraphiques, les scientifiques ont pu créer une superposition d'intervalles de temps et former une échelle chronostratigraphique. Cette échelle représente un empilement de couches géologiques. Ces différentes couches, que les scientifiques ont pu dater, portent la plupart du temps les noms des villes où elles ont été découvertes. Ces différents noms permettent de différencier les étages.

Pour passer d’une couche à une autre, c'est-à-dire d'une période à une autre, les scientifiques ont étudié la composition de la faune et de la flore grâce à l'étude de leurs fossiles.


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