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L’Australie, autrefois sur la terre du Canada, comment est-ce possible ?

Georgetown en Australie

Georgetown en Australie (www.gondwananet.com, Wikimedia Commons)

Georgetown en Australie

Georgetown en Australie (www.gondwananet.com, Wikimedia Commons)

Audrey le Pioufle
Lisibilité
8.98

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Découvrez comment les géologues ont utilisé la datation radioactive pour dévoiler la géologie commune du Canada et de l'Australie.

Savais-tu qu’une partie de l’Australie faisait autrefois partie du Canada? Surprenant, n’est-ce pas?

Ceci a été découvert en 2018 par une équipe de géologues. Les géologues sont souvent reconnus comme les historiens de la Terre. Ils développent des outils et techniques pour révéler les secrets de l’histoire de la Terre.

Dans cet article, nous parlerons des supercontinents. Nous apprendrons comment les géologues les étudient grâce à une technique appelée la datation radioactive. Ainsi, tu comprendras comment, à partir de cette technique, a été découvert que l'Australie était autrefois une partie du Canada.

Qu’est-ce qu’un supercontinent?

Un supercontinent est un rassemblement de la totalité (ou de la plupart) des masses continentales en un très grand continent. La lithosphère est l’enveloppe extérieure de la Terre. Les supercontinents se créent lorsque des morceaux de la lithosphère se déplacent au-dessus du manteau terrestre et forment ainsi un immense territoire. Cela est dû à la tectonique des plaques.

Au cours des temps géologiques, il y a eu plusieurs supercontinents sur Terre. Le dernier en date était la Pangée qui a existé il y a environ 300 millions d’années. Un autre supercontinent était Nuna, également connu sous le nom de Columbia, qui s’est formé il y a environ 1 600 millions d’années pendant l’ère précambrienne

Idée fausse 

La Pangée n’est donc pas le seul supercontinent à avoir jamais existé! Mais c’est probablement le plus connu.

Qu’est-ce que la datation radioactive?

Les scientifiques utilisent la géochronologie pour étudier les supercontinents. La géochronologie est l’étude de l’âge des roches. Une technique de géochronologie est la datation radioactive ou radiométrique. Ceci signifie examiner les éléments radioactifs dans les roches. Par exemple, les géologues utilisant la datation radioactive pourraient étudier l’uranium, le thorium, le potassium ou le carbone.

Certains éléments peuvent avoir différents nombres de neutrons. Ce sont les isotopes. Les isotopes peuvent être stables ou instables. Un isotope stable ne se décompose pas en d’autres éléments. Un exemple d’isotope stable est le 13C (carbone 13), qui a 6 protons et 7 neutrons.

En revanche, les isotopes instables se décomposent naturellement dans l’environnement. Ils changent de structure atomique. Cela signifie qu’ils peuvent gagner ou perdre des protons ou des neutrons. L’isotope d’origine s’appelle l’isotope parent. Il se décompose en isotope fille. Par exemple, un isotope parent pourrait être le 14C, le carbone 14, qui a 6 protons et 8 neutrons. Il peut se décomposer en 14N, azote 14, composé de 7 protons et 7 neutrons. Tu peux en apprendre plus sur ce lien.

Tous les éléments radioactifs se désintègrent à un taux constant. Ce taux s’appelle leur demi-vie. La demi-vie d’un isotope est le temps nécessaire pour que la moitié de l’isotope parent se décompose en isotopes filles.

 

Carbone-12

Carbone-13

Carbone-14

Nombre de protons

6

6

6

Nombre d’électrons

6

6

6

Nombre de neutrons

6

7

9

Masse atomique

12.00000

13.00335

14.0

Stabilité

Stable

Stable

Unstable 

(radioactive)

Demi-vie

-

-

5 730 années

Quantité dans la nature

98.80%

1.109%

<0.0001%

 

Ce taux constant de dégradation agit comme une horloge. Les géologues peuvent utiliser ces horloges pour calculer l’âge d’une roche. Ils mesurent combien d’isotopes filles ont été générés et le nombre d’isotopes parents restants.

Des spectromètres de masse comme celui du Lawrence Livermore National Laboratory aux États-Unis sont maintenant utilisés pour séparer les éléments des substances afin de déterminer leur âge.
Des spectromètres de masse comme celui du Lawrence Livermore National Laboratory aux États-Unis sont maintenant utilisés pour séparer les éléments des substances afin de déterminer leur âge. © Wikimedia Commons (Public Domain).

 

Les scientifiques peuvent utiliser des isotopes à demi-vie encore plus longue pour dater des roches très anciennes, comme par exemple, les isotopes de l’uranium (U-235 et U-238).

Comment les géologues ont-ils utilisé cette technique pour l’Australie?

Les géologues ont étudié les roches sédimentaires à Georgetown Inlier, au nord-est de l’Australie. Ils ont mesuré de petites quantités de plomb et d’uranium à l’intérieur de ces roches. Ensuite, ils ont utilisé les mesures pour dater les roches. C’est ainsi qu’ils ont fait une découverte fascinante! Ces roches ont le même âge que le Supergroupe de Wernecke, un groupe de roches sédimentaires trouvées au Yukon et dans le bassin d’Athabasca au Canada! Elles ont été formées à partir du supercontinent Laurentia qui existait il y a 1,7 à 1,6 milliard d’années.

A : le bassin d'Athabasca, dans le nord de la Saskatchewan; et B : la ville de Georgetown Inlier, dans le Queensland, en Australie
A : le bassin d'Athabasca, dans le nord de la Saskatchewan; et B : la ville de Georgetown Inlier, dans le Queensland, en Australie (©Parlons sciences utilise des images du domaine public du Canada et de I' Australie provenant de Wikimedia Commons).

 

Les roches de Georgetown Inlier ne peuvent être reliées à aucune autre en Australie. Les géologues pensent que ces roches se sont formées sur le continent Laurentia et se sont séparées l’une de l’autre il y a environ 1 680 millions d’années. Les terres dérivantes ont peut-être heurté l’Australie lorsque Nuna s’est formé. Beaucoup plus tard, lorsque la Pangée s’est fragmentée, le Georgetown Inlier resta en Australie.

 

Le Laurentia constitue le noyau géologique du continent nord-américain
Le Laurentia constitue le noyau géologique du continent nord-américain (©Parlons sciences utilise des images du domaine public provenant de Wikimedia Commons).

Le métier de géologue

Quand les scientifiques font une découverte comme celle-ci, ils doivent encore utiliser d’autres méthodes de datation pour vérifier les résultats. Reconstruire l’histoire des supercontinents n’est pas si facile. Les historiens de la Terre travaillent dur pour y parvenir et la géochronologie est un outil bien utile pour cela.

Cette découverte m’a rappelé mon diplôme de premier cycle en sciences de la Terre. J’ai travaillé dans un laboratoire de géochronologie. Tu peux aussi suivre ce domaine d’étude fascinant!

Points de départ

  • As-tu déjà traversé ou conduit à travers des formations rocheuses en te demandant quel âge elles pouvaient avoir?
  • Quels changements dans ton environnement as-tu observés ou expérimentés qui indiquerait le passage du temps ou de l’âge d’un objet? Explique.
  •  
  • Comment la recherche sur la tectonique des plaques peut-elle nous aider dans le monde actuel?
  • Quelles sont les différentes sciences utiles pour explorer et comprendre l’histoire géologique de la Terre?
  • Comment les nouvelles technologies nous ont-elles aidées à calculer l’âge des roches?
  • Comment pourrais-tu expliquer le concept de demi-vie à un autre étudiant?
  • Recherche et défini le terme géochronologie.
  • Pourquoi les géochronologues ont-ils utilisé le ratio 206Pb/238U pour dater les roches plutôt que la datation au radiocarbone?
  • Cet article, ainsi que les ressources associées, peuvent être utilisés pour présenter les concepts liés à la tectonique des plaques et les outils et techniques impliqués dans la datation de formations géologiques.
  • Commencez la leçon avec la stratégie d’apprentissage Billet d’entrée pour tester les connaissances de base des étudiants sur la théorie de la tectonique des plaques et sur l’utilisation de cette théorie pour expliquer la position et la forme actuelles des continents sur Terre. Téléchargez des documents reproductibles prêts à l’emploi à ce sujet, en formats [Google doc] et [.pdf].
  • À la place, ou en plus d’utiliser la stratégie d’apprentissage Billet d’entrée, les enseignants pourraient mener une discussion sur les observations qui aideraient à déterminer l’âge de la Terre, comment se forment les masses continentales actuelles, etc. On pourrait montrer aux élèves un globe terrestre ou une carte du monde et leur demander s’il existerait des indices suggérant que les continents n’auraient peut-être pas toujours été là où ils sont aujourd’hui.
  • Après avoir lu l’article, les enseignants pourraient demander aux élèves de compléter la stratégie d’apprentissage de la définition de concept (individuellement ou à plusieurs) pour les aider à approfondir leur compréhension des techniques de datation géologique.
  • Téléchargez des fichiers BLM prêts à l’emploi à l’aide de la stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour cet article, en formats [Google doc] et [.pdf].
  • Les enseignants peuvent demander aux élèves de se référer à un globe terrestre ou à une carte du monde pour localiser les positions du bassin d’Athabasca au Canada et de Georgetown Inlier en Australie. On pourrait demander aux élèves de mesurer les distances et de déterminer comment de telles roches auraient pu se trouver au même endroit. Alors qu’ils abordent le sujet de la tectonique des plaques, les enseignants peuvent revenir à cet exemple pour aider les élèves à se faire une idée des changements survenus au cours des millénaires, des forces en présence et du temps considérable qui a dû s’écouler avant que nos masses continentales actuelles n’atteignent leurs emplacements actuels.

Connecter et Relier

  • As-tu déjà traversé ou conduit à travers des formations rocheuses en te demandant quel âge elles pouvaient avoir?
  • Quels changements dans ton environnement as-tu observés ou expérimentés qui indiquerait le passage du temps ou de l’âge d’un objet? Explique.
  •  

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Comment la recherche sur la tectonique des plaques peut-elle nous aider dans le monde actuel?
  • Quelles sont les différentes sciences utiles pour explorer et comprendre l’histoire géologique de la Terre?
  • Comment les nouvelles technologies nous ont-elles aidées à calculer l’âge des roches?

Explorer les Concepts

  • Comment pourrais-tu expliquer le concept de demi-vie à un autre étudiant?
  • Recherche et défini le terme géochronologie.
  • Pourquoi les géochronologues ont-ils utilisé le ratio 206Pb/238U pour dater les roches plutôt que la datation au radiocarbone?

Suggestions d'enseignement

  • Cet article, ainsi que les ressources associées, peuvent être utilisés pour présenter les concepts liés à la tectonique des plaques et les outils et techniques impliqués dans la datation de formations géologiques.
  • Commencez la leçon avec la stratégie d’apprentissage Billet d’entrée pour tester les connaissances de base des étudiants sur la théorie de la tectonique des plaques et sur l’utilisation de cette théorie pour expliquer la position et la forme actuelles des continents sur Terre. Téléchargez des documents reproductibles prêts à l’emploi à ce sujet, en formats [Google doc] et [.pdf].
  • À la place, ou en plus d’utiliser la stratégie d’apprentissage Billet d’entrée, les enseignants pourraient mener une discussion sur les observations qui aideraient à déterminer l’âge de la Terre, comment se forment les masses continentales actuelles, etc. On pourrait montrer aux élèves un globe terrestre ou une carte du monde et leur demander s’il existerait des indices suggérant que les continents n’auraient peut-être pas toujours été là où ils sont aujourd’hui.
  • Après avoir lu l’article, les enseignants pourraient demander aux élèves de compléter la stratégie d’apprentissage de la définition de concept (individuellement ou à plusieurs) pour les aider à approfondir leur compréhension des techniques de datation géologique.
  • Téléchargez des fichiers BLM prêts à l’emploi à l’aide de la stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour cet article, en formats [Google doc] et [.pdf].
  • Les enseignants peuvent demander aux élèves de se référer à un globe terrestre ou à une carte du monde pour localiser les positions du bassin d’Athabasca au Canada et de Georgetown Inlier en Australie. On pourrait demander aux élèves de mesurer les distances et de déterminer comment de telles roches auraient pu se trouver au même endroit. Alors qu’ils abordent le sujet de la tectonique des plaques, les enseignants peuvent revenir à cet exemple pour aider les élèves à se faire une idée des changements survenus au cours des millénaires, des forces en présence et du temps considérable qui a dû s’écouler avant que nos masses continentales actuelles n’atteignent leurs emplacements actuels.

En savoir plus

Un morceau du canada collé à l'australie depuis 1,7 milliard d'années (2018) CNEWS -- Cet article explique la découverte de la relation géologique entre le Canada et l’Australie.

Datations La radioactivité.com -- Cette page explique brièvement comment l’on peut utiliser les isotopes radioactifs afin d’estimer l’âge de fossiles, roches et même le vin.

La séparation de la pangée (2015) Maryse Dagenais -- Cette animation vidéo permet de visualiser la dérive des continents et mieux comprendre comment s’est formée la Terre telle que nous la connaissons d’aujourd’hui. (1 min 16 s)

Références

Nordsvan, A., Collins, W., Li, Z., Spencer, C., Pourteau, A., & Withnall, I. et al. (2018). Laurentian crust in northeast Australia: Implications for the assembly of the supercontinent Nuna. Geology, 46(3), 251-254. DOI: 10.1130/g39980.1