Cours de Géologie - SVT Lycée

1. Introduction : La Terre, un livre ouvert sur le passé et le futur

La géologie est bien plus que l'étude des "cailloux". C'est la science qui déchiffre l'histoire de notre planète, une histoire tumultueuse de 4,6 milliards d'années écrite dans les roches, les fossiles et les paysages. Pourquoi est-ce crucial ? Parce que comprendre le fonctionnement interne et externe de la Terre, c'est comprendre les ressources dont nous dépendons (eau, énergie, métaux), les risques auxquels nous sommes exposés (séismes, volcans, glissements de terrain), et les grands défis environnementaux comme le changement climatique. En géologie, chaque affleurement rocheux est une page d'archives, chaque fossile un témoin, et chaque minéral un indice. Préparez-vous à un voyage dans le temps et en profondeur !

2. Sections principales

2.1. La structure interne de la Terre : Un moteur thermique géant

La Terre n'est pas une boule homogène. Sa structure est concentrique, comme un oignon, mais avec des couches aux propriétés physiques très différentes.

• La croûte terrestre : C'est l'enveloppe superficielle, rigide et très fine (5 à 70 km). On distingue la croûte continentale (moins dense, riche en silice et aluminium, très ancienne) et la croûte océanique (plus dense, riche en fer et magnésium, plus jeune).
• Le manteau : Situé sous la croûte, il s'étend jusqu'à 2900 km de profondeur. Il est solide, mais ductile : il se déforme très lentement sur des échelles de temps géologiques. Sa partie supérieure, avec la croûte, forme la lithosphère, rigide et fragmentée en plaques. En dessous, l'asthénosphère est plus ductile et permet le mouvement de ces plaques.
• Le noyau : Composé principalement de fer et de nickel. Le noyau externe est liquide et ses mouvements de convection génèrent le champ magnétique terrestre, notre bouclier contre les rayonnements solaires. Le noyau interne est solide en raison des pressions colossales.

Exemple concret : Les volcans des îles Hawaii ne sont pas situés à une frontière de plaque. Leur origine est un point chaud, un panache de matériel chaud remontant du manteau profond qui perce la plaque pacifique qui défile au-dessus. C'est une preuve directe de la dynamique interne du manteau.

2.2. La tectonique des plaques : La danse des continents

C'est le modèle unificateur de la géologie moderne. La lithosphère est fragmentée en une quinzaine de plaques rigides qui se déplacent les unes par rapport aux autres (de 1 à 10 cm/an) sur l'asthénosphère ductile. Cette dynamique est le moteur de la plupart des phénomènes géologiques.

• Divergence : Aux dorsales océaniques, les plaques s'écartent. Le magma remonte, se solidifie et crée de la nouvelle croûte océanique. Exemple : la dorsale médio-atlantique.
• Convergence : Lorsque deux plaques se rapprochent, plusieurs scénarios sont possibles :
• Subduction : Une plaque océanique (dense) plonge sous une autre plaque (océanique ou continentale). Cela crée des fosses océaniques profondes, des séismes profonds, et des volcans explosifs en arc insulaire (Japon) ou en cordillère (Andes).
• Collision continentale : Lorsque deux continents entrent en collision, aucun ne pouvant plonger, ils se déforment et s'épaississent pour former des chaînes de montagnes (les Alpes, l'Himalaya).
• Couissage : Les plaques glissent horizontalement l'une contre l'autre le long de failles transformantes, comme la célèbre faille de San Andreas en Californie, source de séismes majeurs.

2.3. Le cycle des roches : Les trois visages de la matière terrestre

Les roches ne sont pas éternelles. Elles se transforment en un cycle perpétuel piloté par la tectonique des plaques et l'érosion.

• Les roches magmatiques : Elles naissent de la solidification d'un magma.
• Roches volcaniques (ou extrusives) : Le magma refroidit vite en surface (lave), donnant des roches à cristaux microscopiques (ex: basalte, sombre, formant les fonds océaniques).
• Roches plutoniques (ou intrusives) : Le magma refroidit lentement en profondeur, permettant la croissance de gros cristaux visibles (ex: granite, clair, formant le socle continental).
• Les roches sédimentaires : Elles sont les archives de la surface. Issues de l'érosion des autres roches, les particules (sédiments) sont transportées, déposées, puis compactées et cimentées (diagenèse). Elles forment souvent des strates et peuvent contenir des fossiles (ex: calcaire, grès, charbon).
• Les roches métamorphiques : Ce sont des roches transformées "à l'état solide" par une augmentation de température et/ou de pression, sans fusion. Cela se produit en profondeur, lors de la subduction ou de la collision. Exemple : l'argile devient schiste, le granite devient gneiss, le calcaire devient marbre.

Application : En étudiant la séquence de roches dans une région (une coupe géologique), on peut reconstituer son histoire : une période de sédimentation marine (calcaire), suivie d'un enfouissement et d'une collision (métamorphisme), puis d'une remontée et d'une érosion qui met à jour les granites du socle.

3. Points clés à retenir

• La Terre est une machine thermique avec une structure interne dynamique (noyau, manteau, croûte).
• La tectonique des plaques est le modèle clé expliquant la répartition des séismes, volcans et montagnes.
• Les trois familles de roches (magmatiques, sédimentaires, métamorphiques) sont liées par un cycle alimenté par la tectonique et l'érosion.
• Les roches sédimentaires et leurs fossiles sont les archives stratigraphiques permettant de reconstituer les paysages anciens et l'évolution de la vie.
• La géologie a des applications directes dans la gestion des ressources (eau, pétrole, minerais) et des risques naturels.

4. Conseils pour le bac

• Maîtrisez les schémas : Savoir dessiner et légender proprement une dorsale, une zone de subduction, un cycle des roches simplifié ou une coupe géologique est souvent très valorisé.
• Lieez les notions : Ne présentez pas les roches, la tectonique et les phénomènes de surface comme des chapitres séparés. Montrez leur interaction (ex : "La subduction entraîne la formation de magma qui, en remontant, crée un volcan andésitique. Ses cendres, une fois érodées, pourront donner une roche sédimentaire.").
• Utilisez un vocabulaire précis : Évitez "plaque qui entre en dessous", dites "plaque qui plonge en subduction". Utilisez les termes techniques (lithosphère, strate, métamorphisme, divergence...).
• Entraînez-vous sur des études de documents : C'est l'exercice type du bac. Apprenez à extraire l'information d'un texte, d'un schéma, d'une carte ou d'une photo, et à l'utiliser pour construire un raisonnement argumenté.
• Pensez "échelles de temps" : Les processus géologiques sont longs (millions d'années). Cette notion est fondamentale pour comprendre l'évolution des paysages et le principe de l'actualisme ("Le Présent est la clé du Passé").

La géologie est une science de terrain, mais aussi de déduction et de synthèse. En comprenant ses principes, vous portez un regard nouveau et éclairé sur le monde qui vous entoure. Bonne exploration !