Dans un Univers en constante expansion, retournons aux origines de notre Planète bleue. Entamons un voyage jusqu’aux profondeurs de notre Terre pour comprendre les processus qui ont mené à son organisation actuelle. Explorons les différentes couches terrestres et les dynamiques qui les transforment. Comprenons les méthodes utilisées par les géologues et les roches sur lesquelles nous marchons.
La formation de la Terre remonte à 4,6 milliards d’années, et s’inscrit dans le processus de formation du système solaire.
Sous l’effet de la gravité, des nuages de gaz et de poussières formant un disque en rotation ont commencé à se coller les uns aux autres, formant des corps rocheux. Au fil du temps, ces corps ont fusionné les uns aux autres, formant ainsi des astéroïdes, des comètes et des planètes, y compris la Terre.
Quand la Terre s’est formée, à la surface, il faisait près de 2 000°C. La Terre était recouverte d’un océan de magma. Encore en proie à de nombreux impacts de météorites et de comètes, des collisions ont libéré de grandes quantités d’énergie, favorisant la fonte des éléments lourds, comme le fer et le nickel, qui ont plongé vers le centre de la planète pour former son noyau.
Il y a environ 4,5 milliards d’années, un corps céleste de la taille de Mars, que l’on nomme Théia, heurte la Terre à une vitesse d’environ 15 km/s. Les débris issus de cet impact forment la Lune. Suite à cet impact, la Terre a commencé à se refroidir et se solidifier en surface, tandis que l’atmosphère primitive, constituée principalement de gaz volcaniques, se forme progressivement. Il y a 3,9 milliards d’années, des débris issus de la formation du système solaire s’écrasent sur Terre. Ces débris contiennent des traces d’eau et celle-ci finit par s’accumuler sur le sol. En parallèle, la structure de la Terre continue d’évoluer : la tectonique des plaques commence à remodeler la surface, donnant naissance aux continents et à un climat plus stable. Vers 3,8 milliards d’années, les conditions deviennent propices à l’émergence de la vie et des micro-organismes se manifestent dans les océans. Ces organismes vont favoriser l’apparition de formes de vie de plus en plus complexes, jusqu’à la diversité telle qu’on la connaît aujourd’hui.
La surface de notre planète Terre est délimitée de plaques tectoniques. Sous cette surface se cache une multitude de couches géologiques, comparable à celle d’un mille-feuille.
La première couche terrestre est comparable à une pâte feuilletée. On distingue deux sortes de couches en fonction de la composition. Tout d’abord, la croûte continentale sur laquelle reposent nos continents, puis la croûte océanique, celle qui tapisse le fond de nos océans. La croûte continentale, plus épaisse, est principalement composée de roches riches en silice, comme le granite ou des roches métamorphiques comme le gneiss. La croûte océanique, plus fine, est constituée de roches d’origine volcanique, essentiellement du basalte et du gabbro, formées par le refroidissement rapide ou lent du magma.
Le pendage est un autre outil indispensable à l’étude des couches sédimentaires. En mesurant l’inclinaison du plan de la couche de roche par rapport à l’horizontal, il renseigne sur la présence de plissements de la zone. Ces informations permettent d’émettre des hypothèses sur les processus géologiques ayant mené à l’évolution de la couche superficielle de la croûte. Les données récupérées sur le terrain contribuent à l’élaboration d’une carte géologique. Cette carte fournit des informations synthétiques sous forme de couleurs et de symboles cartographiques. Elle représente les types de roches affleurantes et les dynamiques structurelles ayant donné lieu au type de couche présente. Les cartes géologiques indiquent aussi en légende la datation de ces roches, constituant un excellent outil pour l’histoire géologique des régions.
La surface de la Terre est ainsi composée de multiples couches. La dynamique de ces couches a évolué au fil des années et ont mené à la composition que l’on connaît aujourd’hui. Quels outils ont permis d’étudier ces processus complexes ? Quelles méthodes ont permis de dresser les cartes géologiques ? Le marteau du géologue lui permet de fendre la roche de manière nette. Le sens de la cassure révèle déjà de nombreuses informations sur cette roche et les minéraux qui la composent. On appelle cela le débit de la roche : son sens de cassure privilégié. En analysant en profondeur le morceau détaché au laboratoire, le géologue peut ensuite déterminer la nature de l’affleurement.
Un calcaire est une roche sédimentaire. Elle est due à la consolidation des sédiments via diverses transformations (déshydratation, compaction, cimentation, précipitation). Les sédiments sont formés par l’accumulation dans les fonds marins de morceaux de roches, de minéraux, de tout ou partie d’animaux comme les coquilles. Un calcaire est composé principalement de calcite (carbonate de calcium) : CaCO3. Ce minéral n’a pas de goût. Il réagit chimiquement avec l’acide chlorhydrique : de petites bulles se forment à la surface du minéral. Il a une faible dureté, de 3 sur l’échelle de Mohs (échelle faite par comparaison de 1 pour le talc, friable dans les mains à 10 pour le diamant, matériau inrayable sauf par un autre diamant). Il est connu pour sa biréfringence : un objet observé au travers de ce minéral se dédouble.
Le Palais Gallien, amphithéâtre gallo-romain situé à Bordeaux, date du IIème siècle après JC. Une partie de la construction est faite à partir de calcaires tendres, provenant de Gironde, appelés pierre de Bordeaux ou calcaire à astéries.
La pierre de Bordeaux est un calcaire biodétritique : son origine provient essentiellement de squelettes d’animaux et de coquilles. C’est à Joseph Delbos (1824-1882, géologue et minéralogiste français) que l’on doit l’appellation de calcaire à astéries. Lors de ses observations, il avait constaté de nombreux osselets d’astéries (squelette d’étoiles de mer) dans le calcaire. C’est une pierre blanche à jaune, suivant sa composition et les impuretés qu’elle contient. Ses propriétés physiques et chimiques varient suivant cette composition, rendant son utilisation peu commune en dehors de la Gironde.
Pour découvrir comment le bassin aquitain s’est formé, voici une vidéo (16 minutes) créée par © ANDRA / BRGM
Cité des Sciences et de l’Industrie, brgmTV. (2012, 01). Le métier de géologue [Vidéo]. Youtube.
Institut géologique et minier d’Espagne, Paleoceno. (2019, 06). LA CARTE GÉOLOGIQUE : Dessinant la peau de la Terre [Vidéo]. Youtube.
« En quoi consiste le métier de géologue ? », Géosciences. (2023, 06).
« Géologue – Géologie – Sciences de la Terre », ESTWING – FRANCE.
Document du BRGM sur les calcaires à astéries
Biographie de Joseph Delbos
Site d’un amateur passionné de la ville de Bordeaux, Cyril Martinez
Une fiche résumant l’histoire du bassin aquitain avec photos © DREAL Nouvelle-Aquitaine
Une chaîne Youtube Terra Adventum avec de nombreuses vidéos sur la géologie