1.1 • Le temps et l’espace géologiques
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
dimensions de cet espace sont inégalement accessibles. La surface des
continents a été la première à être explorée par les géologues, avant le
fond des mers et des océans, accessibles depuis peu grâce aux progrès de la
technologie sous-marine. Ainsi peut-on comparer aujourd’hui la profondeur des plus grands fonds océaniques (11 000 m dans la fosse des îles
Mariannes) à l’altitude des plus hauts sommets (l’Everest culmine à
8 850 m). Mais la difficulté principale reste dans l’accès à la troisième
dimension. Comment connaître la nature et la structure de terrains
enfouis à plusieurs dizaines, centaines ou milliers de kilomètres, jusqu’au
centre de la Terre? Sur les continents, le forage le plus profond jamais
réalisé, et à très grands frais, n’a pas dépassé 14 km, et dans le tréfonds des
océans, 3 km seulement.
Pour contourner l’obstacle, les géologues ont d’abord usé de méthodes
indirectes. En observant en surface les roches à l’affleurement, l’inclinaison des couches, la forme des plis et des failles, ils ont cherché à
reconstituer la nature et la structure des terrains enfouis. Ainsi ont-ils pu
dessiner des coupes géologiques, qui décrivent l’arrangement (la structure) du sous-sol. La méthode a permis de démontrer que, dans les chaînes
plissées, les terrains constituant les «nappes de charriage» ont subi des
déplacements relatifs de plusieurs dizaines de kilomètres. Mais imaginer ce
qui se passe en profondeur à partir de la surface n’est pas un exercice
facile, et les coupes établies de cette manière comportent, par nature, une
part d’interprétation et d’hypothèse. De plus, elles sont forcément limitées à la couche superficielle du globe.
Pour aller plus loin, il a fallu faire appel aux méthodes indirectes de la
géophysique. Les terrains, en ce cas, sont caractérisés non par le prélèvement d’échantillons, mais par l’acquisition d’images, ou par la mesure,
depuis la surface terrestre, de leurs propriétés physiques (densité, température, aimantation, etc.). La sismique, comme l’échographie en médecine,
produit des images des terrains enfouis, tandis que la mesure des vitesses de
propagation des ondes acoustiques dans les roches, la gravimétrie (la
mesure du champ de pesanteur), et la magnétométrie (la mesure du champ
magnétique terrestre) permettent de caractériser ces terrains par des paramètres physiques. Mais cette auscultation du globe, quels que soient ses
succès, laisse subsister une inconnue: parce que les mêmes paramètres
physiques sont communs à plusieurs sortes de roches, la nature des terrains
en présence demeure souvent un objet de spéculation et de discussion.
C’est la géochimie, encore elle, qui permet un retour aux «cailloux».
Puisque les géologues ne peuvent aller eux-mêmes recueillir des échan-
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
dimensions de cet espace sont inégalement accessibles. La surface des
continents a été la première à être explorée par les géologues, avant le
fond des mers et des océans, accessibles depuis peu grâce aux progrès de la
technologie sous-marine. Ainsi peut-on comparer aujourd’hui la profondeur des plus grands fonds océaniques (11 000 m dans la fosse des îles
Mariannes) à l’altitude des plus hauts sommets (l’Everest culmine à
8 850 m). Mais la difficulté principale reste dans l’accès à la troisième
dimension. Comment connaître la nature et la structure de terrains
enfouis à plusieurs dizaines, centaines ou milliers de kilomètres, jusqu’au
centre de la Terre? Sur les continents, le forage le plus profond jamais
réalisé, et à très grands frais, n’a pas dépassé 14 km, et dans le tréfonds des
océans, 3 km seulement.
Pour contourner l’obstacle, les géologues ont d’abord usé de méthodes
indirectes. En observant en surface les roches à l’affleurement, l’inclinaison des couches, la forme des plis et des failles, ils ont cherché à
reconstituer la nature et la structure des terrains enfouis. Ainsi ont-ils pu
dessiner des coupes géologiques, qui décrivent l’arrangement (la structure) du sous-sol. La méthode a permis de démontrer que, dans les chaînes
plissées, les terrains constituant les «nappes de charriage» ont subi des
déplacements relatifs de plusieurs dizaines de kilomètres. Mais imaginer ce
qui se passe en profondeur à partir de la surface n’est pas un exercice
facile, et les coupes établies de cette manière comportent, par nature, une
part d’interprétation et d’hypothèse. De plus, elles sont forcément limitées à la couche superficielle du globe.
Pour aller plus loin, il a fallu faire appel aux méthodes indirectes de la
géophysique. Les terrains, en ce cas, sont caractérisés non par le prélèvement d’échantillons, mais par l’acquisition d’images, ou par la mesure,
depuis la surface terrestre, de leurs propriétés physiques (densité, température, aimantation, etc.). La sismique, comme l’échographie en médecine,
produit des images des terrains enfouis, tandis que la mesure des vitesses de
propagation des ondes acoustiques dans les roches, la gravimétrie (la
mesure du champ de pesanteur), et la magnétométrie (la mesure du champ
magnétique terrestre) permettent de caractériser ces terrains par des paramètres physiques. Mais cette auscultation du globe, quels que soient ses
succès, laisse subsister une inconnue: parce que les mêmes paramètres
physiques sont communs à plusieurs sortes de roches, la nature des terrains
en présence demeure souvent un objet de spéculation et de discussion.
C’est la géochimie, encore elle, qui permet un retour aux «cailloux».
Puisque les géologues ne peuvent aller eux-mêmes recueillir des échan-