1.1 Une poche miarolitique
Les minéraux sont qualifiés de gemmes en fonction de leur beauté et de leur valeur marchande. Ils incluent les pierres précieuses (diamant, saphir, rubis, émeraude), les pierres fines ou semi-précieuses (quartz, jade, malachite, etc.), ainsi que d’autres comme l’opale, la nacre et l’ambre.
Les pegmatites granitiques, principalement composées de quartz, de feldspaths et de micas, constituent des sources de gemmes. Ces minéraux de qualité se trouvent généralement dans des poches miarolitiques, qui sont des cavités renfermant un liquide résiduel contenant des composés volatils et des éléments rares, essentiels à la formation des gemmes. Lorsque ce liquide refroidit, les cristaux se forment au contact de la roche mère, suivant un sens de croissance préférentiel qui va généralement vers le centre de la cavité.
Références 1 à 4.
1.2 L’origine de la Vie selon Alexander Oparine
1.2.a Les théories majeures sur l’apparition de la Vie
1.2.b L’expérience de Miller
L’origine de la Vie a toujours suscité la curiosité de l’Homme, à travers les mythes, les croyances, les religions et la Science. Depuis l’Antiquité, de nombreuses théories ont émergé, la plus récente étant celle formulée par le scientifique soviétique Alexander Oparine en 1924. Selon lui, les premières molécules “vivantes” sont apparues dans la soupe prébiotique, ou océans primitifs, de manière abiogénique, c’est-à-dire sans matière organique préalable. L’expérience de Miller, réalisée en 1953, a permis de valider cette théorie, qui reste reconnue aujourd’hui.
Stanley Miller a recréé en 1953 les conditions postulées par Oparine pour l’apparition de la Vie. Dans un montage fermé et stérile, il a fait le vide, puis introduit du méthane, de l’ammoniac, de l’hydrogène et de l’eau pour simuler les océans. En portant ce mélange à ébullition, il a libéré un mélange gazeux dans le système, représentant l’atmosphère primitive d’Oparine. Des éclairs ont été simulés pour reproduire les violents orages de l’époque, car, selon la théorie, cette énergie aurait permis de rompre les molécules de l’atmosphère pour en former d’autres, plus complexes et plus lourdes, composées de carbone, hydrogène, oxygène et azote. Ensuite, un réfrigérant a condensé la vapeur d’eau, et la “pluie” a entraîné avec elle les nouvelles molécules organiques qui se sont accumulées à la base du montage, dans les “océans primitifs”, là où se sont formées les premières molécules complexes.
Références 5 et 6.
1.3 Coupe géologique du Fossé rhénan
Une coupe géologique est une représentation verticale qui montre les différentes couches de roches et structures géologiques en profondeur. Elle peut être produite à partir d’une carte géologique. La première carte géologique de l’histoire a été tracée en 1746 par Jean-Étienne Guettard, un géologue et botaniste français. Le Fossé rhénan, ou graben du Rhin, est un bassin sédimentaire situé à la frontière entre la France et l’Allemagne, à la bordure est du Bassin parisien. Il s’agit d’un rift qualifié “d’avorté”. Ces structures géologiques se forment par extension de la croûte terrestre ; cependant, contrairement à l’ouverture complète de l’Océan Atlantique, ce rift a été stoppé en raison de la compression alpine, qui a commencé vers la fin du Crétacé.
Référence 7.
1.4 Schéma interprétatif de la déformation de la Montagne noire (Massif central, Occitanie)
Ce dessin a été réalisé dans le cadre d’un compte rendu de stage de terrain. Ces stages sont très enrichissants, car ils permettent de mettre en pratique les connaissances théoriques. Bien équipé, le géologue explore une zone et observe les lithologies, structures, morphologies, fossiles et autres indices pour atteindre un objectif prédéfini.
Ce stage avait pour but de comprendre les différentes étapes et mécanismes de formation de la “Montagne Noire” en Occitanie. Les observations réalisées au fil des jours ont permis de dessiner des coupes géologiques interprétatives, comme celle présentée ci-contre. Les coupes et leurs légendes sont organisées en ordre chronologique croissant, de bas en haut, chaque lithologie étant associée à une période géologique correspondante. La formation de l’orogène a commencé au Carbonifère inférieur, marquée par des événements tectoniques d’extension. Au cours de son existence, la zone a subi des phénomènes de métamorphisme, et après la disparition de l’orogène (système de montagnes), un bassin sédimentaire s’est constitué.
Référence 8.
1.5 Log stratigraphique et Principes de géologie
Un log stratigraphique, également appelé colonne géologique, est un outil qui représente les différentes caractéristiques d’un affleurement, c’est-à-dire les roches et structures visibles sur le terrain. Lors de ses observations, un géologue doit tenir compte de plusieurs principes fondamentaux de la géologie.
Le Principe de superposition, formulé par Nicolas Sténon au XVIIe siècle, stipule qu’en l’absence de déformations, une couche est plus récente que celle qu’elle recouvre et plus ancienne que celle qui la surmonte.
L’Actualisme, défini par Charles Lyell au XIXe siècle, énonce que les processus géologiques passés peuvent être compris à travers les phénomènes observables aujourd’hui ; ainsi, Lyell affirmait que « le présent est la clé du passé ».
Le Principe de continuité indique qu’une couche de sédiments a le même âge sur toute son étendue.
Le Principe d’identité paléontologique suggère que deux couches contenant les mêmes fossiles sont contemporaines.
Le Principe d’horizontalité et le Principe de recoupement sont relativement liés. Ils affirment que les déformations, telles que les failles et les plissements, sont plus récentes que les couches sédimentaires qu’elles affectent. En effet, les processus de dépôt se produisent généralement à l’horizontale. Si les couches sont observées comme obliques ou pliées, cela indique qu’il y a eu des changements structurels postérieurs au dépôt, dont les failles et recoupements sont les conséquences. Ainsi, les roches déformées sont plus anciennes que les indices de déformation.
Le Principe d’inclusion précise qu’une roche sédimentaire est toujours plus récente que les fragments de roche qu’elle contient, car ces derniers existaient déjà lors du dépôt des sédiments qui la composent.
Le log stratigraphique adjacent se lit comme suit : à gauche, les ères géologiques présentes sur le terrain sont représentées de bas en haut, de la plus ancienne à la plus récente. Les couches géologiques sont corrélées horizontalement avec leur époque géologique. Les lithologies associées sont indiquées en noir, tandis que les conditions environnementales de dépôt sont notées en bleu. À droite, une courbe de bathymétrie interprétée illustre l’environnement marin et la hauteur du niveau moyen de la mer à l’époque correspondante.
Références 9 à 11.
- Bariand, P & Poirot, J-P. (2004) Larousse des pierres précieuses – Larousse.
- Schumann, W. (1992) Guide des pierres précieuses, pierres fines et pierres ornementales – Delachaux et Niestlé.
- Simmons, W., Pezzotta, F., Shigley, J. & Beurlen, H. (2013) Granitic Pegmatites as Sources of Colored Gemstones – Elements, Vol 8, p 281 – 287. https://doi.org/10.2113/gselements.8.4.281
- Emmanuel, L., De Rafélis, M. & Pasco, A. (2018) Géologie Maxi fiches – Dunod.
- Alexandre Oparine (1924) L’Origine de la Vie – 1ère Édition (1924) et 3ème Édition (l’oeuvre définitive en 1957).
- Site internet (visité en 03/2021) Les premiers pas de la Vie sur Terre. http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/origine.vie.html
- Debelmas, J., Mascle G. & Basile, C. (2008) Les grandes structures géologiques – Sciences Sup, Dunod (5ème édition).
- Université de Montpellier (sept. 2019) Stage de terrain: Étude thématique de la Montagne noire (Occitanie): naissance, vie et mort d’un orogène – Encadrants: Lopez, M. & Oliot, E.
- Université de Montpellier (sept. 2019) Stage de terrain: Étude thématique de la Montagne noire (Occitanie): naissance, vie et mort d’un orogène – Encadrants: Lopez, M. & Oliot, E.
- Lyell, C. (1843-1848) Principes de Géologie – Langlois et Leclerc (quatre volumes).
- Peschard, H. (2016) Colonne stratigraphique – École normale supérieure de Lyon, Institut français de l’Éducation. http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/limites/ecoles/parcours/chartreuse/licence-de-sciences-de-la-terre-1/deroulement-materiel/colonne-stratigraphique