Sujet 14Origine et âge de trois granites40 min
Liban, juin 2014
Le domaine continental et sa dynamique
Pratique du raisonnement scientifique (partie II.1)
3 ptsUn étudiant en géologie retrouve dans une collection de roches, trois échantillons de granites provenant de Norvège, de Bretagne et de Basse-Normandie. Il sait que l’échantillon le plus ancien est le granite norvégien. L’échantillon breton porte une étiquette « environ 300 millions d’années ».
Il dispose de documents permettant de les dater.
Vous devez l’aider à retrouver l’origine et l’âge des échantillons de granite.
Exploitez les données afin de répondre au QCM ci-après.
Doc. 1aPrincipe de datation d’une roche avec le couple d’éléments rubidium/strontium
On mesure sur différents minéraux de la roche étudiée la quantité de 87Rb, 86Sr, 87Sr.
En reportant sur un graphique en abscisse le rapport 87Rb/86Sr, et en ordonnée le rapport 87Sr/86Sr pour chaque minéral étudié, on obtient une droite isochrone dont l’équation est :
y = (eλt – 1)x + b avec y = 87Sr/86Sr et x = 87Rb/86Sr
(λ étant la constante de désintégration radioactive spécifique du couple rubidium/strontium. Sa valeur n’est pas donnée car elle n’est pas utile pour l’exercice).
Doc. 1bDétermination de t à partir de (eλt – 1)
Valeurs de (eλt – 1) | Âge approximatif | Valeurs | Âge approximatif |
0,0020 | 140 | 0,0151 | 1 050 |
0,0030 | 210 | 0,0161 | 1 120 |
0,0040 | 280 | 0,0171 | 1 200 |
0,0050 | 350 | 0,0182 | 1 270 |
0,0060 | 420 | 0,0192 | 1 340 |
0,0070 | 490 | 0,0202 | 1 400 |
0,0080 | 560 | 0,0212 | 1 480 |
0,0090 | 630 | 0,0222 | 1 550 |
0,0101 | 700 | 0,0233 | 1 620 |
0,0111 | 770 | 0,0243 | 1 690 |
0,0121 | 840 | 0,0253 | 1 760 |
0,0131 | 910 | 0,0263 | 1 830 |
0,0141 | 980 | 0,0274 | 1 900 |
Doc. 2Droites isochrones correspondant aux 3 échantillons
● Isochrone de l’échantillon A
● Isochrone de l’échantillon B
● Isochrone de l’échantillon C
D’après www.vio.no/for-ansatte/ et « Comprendre et enseigner la planète Terre » OPHRYS éditions.
Cochez la proposition exacte pour chaque question.
Question 1
La droite isochrone de l’échantillon C donne :
☐ a. (eλt – 1) = 0,0254 ce qui permet de déduire un âge d’environ 1 760 Ma ;
☐ b. (eλt – 1) = 0,00254 ce qui permet de déduire un âge d’environ 1 760 Ma ;
☐ c. (eλt – 1) = 0,0254 ce qui permet de déduire un âge d’environ 142 Ma ;
☐ d. (eλt – 1) = 0,00254 ce qui permet de déduire un âge d’environ 142 Ma.
Question 2
L’étude des droites isochrones a permis de déduire l’âge des échantillons. L’étudiant en a conclu que :
☐ a. l’échantillon A est plus ancien que l’échantillon B lui-même plus ancien que l’échantillon C ;
☐ b. l’échantillon C est plus ancien que l’échantillon B lui-même plus ancien que l’échantillon A ;
☐ c. l’échantillon B est plus ancien que l’échantillon A lui-même plus ancien que l’échantillon C ;
☐ d. l’échantillon C est plus ancien que l’échantillon A lui-même plus ancien que l’échantillon B.
Question 3
À partir de ces données il a pu retrouver les lieux d’origine des échantillons :
☐ a. l’échantillon A provient de Bretagne, B de Norvège, C de Basse-Normandie ;
☐ b. l’échantillon A provient de Basse-Normandie, B de Norvège, C de Bretagne ;
☐ c. l’échantillon A provient de Norvège, B de Basse-Normandie, C de Bretagne ;
☐ d. l’échantillon A provient de Basse-Normandie, B de Bretagne, C de Norvège.
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