Registre géologique

En stratigraphie , paléontologie et autres sciences naturelles, les archives géologiques désignent l'ensemble des couches de roches . Il s'agit de dépôts déposés par le volcanisme ou par le dépôt de sédiments provenant de l'érosion ( argiles , sables , etc.). Cela comprend tout son contenu fossile et les informations qu'il fournit sur l'histoire de la Terre : son climat passé , sa géographie, sa géologie et l' évolution de la vie à sa surface. Selon la loi de superposition , les couches de roches sédimentaires et volcaniques se déposent les unes sur les autres. Elles durcissent au fil du temps pour devenir une colonne de roche solidifiée ( compétente ), qui peut être envahie par des roches ignées et perturbée par des événements tectoniques .

À un certain endroit de la surface de la Terre, la colonne rocheuse fournit une coupe transversale de l' histoire naturelle de la région pendant la période couverte par l'âge des roches. C'est ce que l'on appelle parfois l' histoire des roches et qui donne un aperçu de l'histoire naturelle de l'endroit qui couvre de nombreuses unités de temps géologiques telles que les âges, les époques ou, dans certains cas, même plusieurs périodes géologiques majeures - pour la ou les régions géographiques particulières . Le registre géologique n'est à aucun endroit entièrement complet car là où les forces géologiques d'un âge ont donné naissance à une région de basse altitude accumulant des dépôts à la manière d'un gâteau à étages, l'âge suivant a pu soulever la région, et la même zone est au contraire une zone qui s'altère et est détruite par la chimie, le vent, la température et l'eau. Cela signifie qu'à un endroit donné, le registre géologique peut être et est assez souvent interrompu lorsque l'ancien environnement local a été transformé par les forces géologiques en de nouvelles formes de relief et caractéristiques. Les données sur les carottes de sédiments aux embouchures des grands bassins hydrographiques fluviaux , dont certains atteignent 11 km de profondeur, corroborent pleinement la loi de superposition.

Cependant, en utilisant des couches déposées largement répandues emprisonnées dans des colonnes rocheuses situées à des endroits différents, les géologues ont reconstitué un système d'unités couvrant la majeure partie de l' échelle des temps géologiques en utilisant la loi de superposition, car là où les forces tectoniques ont soulevé une crête nouvellement soumise à l'érosion et à l'altération en plissant et en faillant les strates, elles ont également créé une région de cuvette ou de bassin structural à proximité qui se trouve à une altitude relativement plus basse et qui peut accumuler des dépôts supplémentaires. En comparant les formations globales, les structures géologiques et les strates locales, calibrées par les couches qui sont répandues, un enregistrement géologique presque complet a été construit depuis le 17e siècle.

La correction des discordances peut être effectuée de différentes manières et en utilisant un certain nombre de technologies ou de résultats de recherches sur le terrain provenant d’études dans d’autres disciplines.

Dans cet exemple, l'étude des roches stratifiées et des fossiles qu'elles contiennent est appelée biostratigraphie et utilise les connaissances accumulées en géobiologie et en paléobiologie . Les fossiles peuvent être utilisés pour reconnaître des couches rocheuses d' âges géologiques identiques ou différents , coordonnant ainsi les étapes géologiques locales à la chronologie géologique globale .

Les images des fossiles d'algues monocellulaires de cette figure de l'USGS ont été prises avec un microscope électronique à balayage et ont été agrandies 250 fois.

Dans l'État américain de Caroline du Sud, trois espèces marquantes d'algues fossiles sont trouvées dans un noyau rocheux alors qu'en Virginie, seules deux des trois espèces sont trouvées dans la série éocène de couches rocheuses couvrant trois étapes et les âges géologiques de 37,2 à 55,8 MA .

La comparaison des données sur la discordance entre les enregistrements et la colonne rocheuse complète montre que l'espèce manquante n'est pas présente et qu'une partie des enregistrements rocheux locaux , datant du début de l'Éocène moyen, manque à cet endroit. Il s'agit d'une forme de discordance et du moyen utilisé par les géologues pour compenser les variations locales dans les enregistrements rocheux. Avec les deux espèces marqueurs restantes, il est possible de corréler des couches rocheuses du même âge (début de l'Éocène et dernière partie de l'Éocène moyen) en Caroline du Sud et en Virginie, et ainsi de « calibrer » la colonne rocheuse locale à sa place appropriée dans les enregistrements géologiques généraux.

Par conséquent, à mesure que l'image de l'enregistrement global des roches émergeait et que les discontinuités et les similitudes à un endroit étaient corrélées à celles d'autres endroits, il est devenu utile de subdiviser l'enregistrement géologique global en une série de sous-sections composantes représentant des groupes de couches de différentes tailles dans des temps géologiques connus, depuis l' étage de la période la plus courte jusqu'aux strates les plus épaisses (eonothème) et les périodes de temps (eon) . Des travaux simultanés dans d'autres domaines des sciences naturelles ont nécessité la définition d'un continuum temporel, et les géologues ont décidé de coordonner le système de couches rocheuses et leurs critères d'identification avec celui de l'échelle des temps géologiques. Cela donne le couplage entre les couches physiques de la colonne de gauche et les unités de temps de la colonne centrale dans le tableau de droite.

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  Les formations sédimentaires bien stratifiées et entièrement exposées du parc provincial Dinosaur, en Alberta , au Canada , s'étendent sur de vastes zones, exposant des éons d'histoire rocheuse à travers de nombreuses couches de strates exposées au vent et à l'eau.
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  La Nouvelle-Orléans après l'ouragan Katrina : couches de sédiments non lithifiés déposées à l'époque historique. Cette coupe était une tentative de trouver le substrat rocheux près d'une rue résidentielle près de la brèche inférieure du canal de London Avenue après la restauration des digues qui ont été labourées/excavées par le Corps des ingénieurs de l'armée, montrant une stratigraphie naissante dans les grands dépôts de limon déposés par les inondations dans l'histoire récente de la terre.
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  Trois périodes de dépôt et deux discordances sont visibles dans cette tranchée d'autoroute aux Pays-Bas. Notez la couleur et le léger changement angulaire entre la stratification inférieure du lit rouge et les strates intermédiaires. Les strates supérieures sont à nouveau inclinées par rapport aux strates inférieures, ce qui démontre bien les cycles que cette formation terrestre a traversés en tant que partie du fond marin.
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  Sédiments cycliques de l'Oxfordien (Jurassique supérieur) à Péry-Reuchenette, près de Tavannes, canton de Berne, Suisse. Les couches alternées sont calcaires (légères, plus compétentes) et marnes / argiles ; le cycle dominant est celui de 200 000 ans.
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  Un ancien éboulement qui a protégé les traces de roches sous son site d'impact d'une nouvelle érosion à grande échelle. Photo prise le long du Burr Trail, Grand Staircase–Escalante National Monument , Utah, États-Unis.
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  Carotte sédimentaire, prélevée avec un carottier gravitaire par le navire de recherche POLARSTERN dans l'Atlantique Sud ; les changements de couleur claire/foncée sont dus aux variations climatiques du Quaternaire ; l'âge de base de la carotte est d'environ 1 million d'années.