Datation relative au collège
Niveau: 4ème
Partie: Activité interne du globe
Introduction
En traitant les différents types de volcanisme ainsi que les différences de fluidité des laves (coulées plus ou moins longues) on peut introduire des notions de datation relative (et même évoquer la datation absolue) grâce à l'étude de la carte du volcanisme de la chaîne des puys au 1/25 000ème.
De manière simplifiée, en classe de quatrième,on peut considérer qu'il existe deux grands types de dynamismes éruptifs:
- le dynamisme effusif,
- le dynamisme explosif.
Lors de sa remontée vers la surface, le magma voit sa pression diminuer ce qui entraîne la séparation de la phase gazeuse et de la phase liquide.
Si les gaz s'échappent facilement, le dynamisme est de type effusif. Le magma est à l'origine de coulées de lave fluide et il y aura peu d'explosions.
Si au contraire, le magma est très visqueux et que les gaz s'échappent difficilement,les gaz vont fragmenter le magma et provoquer de violentes explosions, le magma donnera une lave visqueuse qui formera des structures en dôme ou en aiguille.
Contexte géologique
Sur la carte volcanique de la chaîne des puys au 1/25 000ème , on distingue deux grandes zones séparées par une grande faille:
- à l'ouest, le horst cristallin du Plateau des Dômes, sur lequel les volcans de la chaîne des puys forment une traînée NNE-SSW d'une trentaine de kilomètres de longueur sur trois ou quatre de largeur,
- à l'est, le fossé de la Limagne.
Le horst culmine à 1030m alors que la surface de la Limagne se tient vers 300m (au dessus du niveau de la mer).
Cette structure en horst (plateau) et graben (fossé) est antérieure au volcanisme de la chaîne des puys. De l'Éocène supérieur à l'Aquitanien (Miocène inférieur), des mouvements divergents, précurseurs de l'ouverture de la Méditerranée occidentale, disloquèrent la pénéplaine (surface d'érosion de la chaîne hercynienne). Des failles hercyniennes reprises par une tectonique nord-sud furent à l'origine de la subsidence du graben de la Limagne. Au Miocène, le horst du Plateau des Dômes fut de nouveau soulevé et sa marge fut découpée en gradins (cf coupe ci-dessus).
A la suite de la création de ces reliefs, de nouvelles modalités d'érosion se mirent en place et permirent le déblaiement des sédiments Oligocènes.L'érosion s"intensifia à la fin du Pliocène ce qui se traduisit par un enfoncement important des cours d'eau.
Plusieurs coulées de lave ont été influencées par cette topographie pré-volcanique. Elles ont suivi les vallées.
Exemples:
- coulée de trachy-andésite émise par le Puy Pariou,
- coulées de basalte émises par les Puys de la Vache et de Lassolas.
Remarque: Le point de départ des coulées n'est pas toujours facile à identifier. Beaucoup de coulées émergent à la base des cônes et il n'est pas toujours facile d'établir une relation certaine entre elles et l'appareil le plus voisin.
Sensibilisation à la datation relative (et à la datation absolue)
En appliquant le principe de recoupement, il est assez facile, pour les élèves, de conclure que les coulées sont postérieures à la faille et à la création de la structure en gradins. Cette conclusion se fait de manière intuitive juste en visualisant la carte.
En appliquant le principe de superposition, les élèves peuvent conclure que telle coulée est antérieure à telle autre. Cette conclusion peut être vérifiée par les datations absolues indiquées sur la carte.
Par exemple, la coulée de trachy-andésite émise par le Puy de la Nugère (à l'origine de la pierre de Volvic) recouvre une coulée basaltique. La coulée basaltique est donc antérieure à la coulée de trachy-andésite. En datation absolue, la coulée de trachy-andésite est datée à 10 900 ans BP (Before Present) par la méthode de thermoluminescence sur phénocristaux de quartz alors que la coulée basaltique est datée à 63 400 ans BP.
Remarque: on peut obtenir la carte du brgm avec le visualiseur infoterre (cf ci-dessous), pour savoir comment faire: cliquez ici.
Il vous suffira en suite d'inscrire "Puy de la Nugère" dans le menu Localisation et de cliquer sur "Aller à"...
Remarque: Les datations absolues de la carte ont été obtenues par les méthodes suivantes:
- Thermoluminescence sur phénocristaux de quartz,
- Carbone 14,
- Potassium-Argon,
- Uranium-Thorium.
Activités
Pour en savoir plus sur les activités citées ci-dessous, cliquez ici.
- Visualisation de la chaîne des puys grâce à Google Earth (les élèves peuvent visualiser une portion de la faille de la Limagne juste en dessous de Volvic; ils peuvent aussi bien observer les différents puys ainsi que certaines coulées),
- Calcul de la longueur d'une coulée (utilisation d'une échelle ou utilisation de l'outil "règle" de google earth),
- Influence d'un relief préexistent sur la mise en place d'une coulée de lave, exemple la coulée émise par le Puy Pariou,
- Évolution du type de volcanisme au sein du complexe de la Nugère (Comparaison de la longueur des coulées de basalte et de trachy-andésite pour conclure à une différence de fluidité des laves) télécharger le fichier kmz: activité4.
- Comparaison de l'aspect en carte d'une coulée (dynamisme effusif) et d'un dôme de trachyte (dynamisme explosif-extrusif), exemple du grand et du petit Sarcouy. Remarque: en sortant du cadre de la carte, on peut évoquer la Roche Tuilière et son aiguille de phonolite,
Roche Tuilière (Décembre 1978 - Maurice et Katia Kraftt)
Orgues de la roche Tuilière(Décembre 1978 - Maurice et Katia Kraftt)
- Etude de la formation d'un lac de barrage: le barrage de la Veyre par les coulées de lave émises par les Puys de la Vache et de Lassolas a donné naissance aux lacs d'Aydat et de la Cassière.
Bibliographie
- Livret accompagnant la carte géologique au 1/25 000ème de la chaîne des puys,
- Dépèche scientifique du parc des volcans d'Auvergne (mars 1995).
Liens