Géologie régionale & géophysique

Description

L’UE a pour objectif d’amener à construire des modèles structuraux et des scénarios de formation des structures terrestres majeurs (de l’enveloppe à la frontière de plaque). Pour ce faire, on utilisera les méthodes d’études les plus diverses possibles : géophysiques, pétrologiques, géochimiques, tectoniques, sismiques, cartographiques, sédimentologiques….

Ainsi on s’appuiera sur les UE de Licence et de M1 S1 pour la majorité des méthodes d’études et d’arguments (pétrologie, sédimentologie, géochimie, tectonique, sédimentologie).

Les méthodes et arguments géophysiques seont développés au cours de l’UE :
1)Les méthodes sismologiques : Les ondes sismiques, propagation d’ondes, imagerie d’interfaces, structure 1D de la Terre, tomographie sismique (dont introduction aux méthodes inverses), les méthodes sismiques actives (réfraction, réflexion).
2) Les méthodes potentielles : - Gravimétrie : loi de la gravitation, champ de gravité, forme de la Terre, Géoïde, anomalies gravimétriques, modèles de compensation isostatique, variabilités spatiales et temporelles, prospection gravimétrique.
- Magnétisme terrestre : dipôle magnétique, champ magnétique, champ magnétique d’origine interne et externe, origines du champ magnétique, variabilités spatiales et temporelles, prospection magnétique.
3) Apport de la géophysique à la connaissance de la structure interne et la dynamique de la Terre : évolution historique de la connaissance de la Terre interne, connaissances actuelles de la structure, de la composition et de la dynamique de la lithosphère, du manteau profond et du noyau, ainsi que des interfaces majeures.

Ces différents arguments permettront de construire des scénarios de formation des grands ensembles géologiques à l’échelle de l’Europe et de la France métropolitaine :
- Géologie de l'Europe et de la France métropolitaine.
- Les grands cycles orogéniques ayant affecté le domaine ouest-européen depuis la fin du Protérozoïque sont abordés dans cette UE. La géologie de la France est plus particulièrement étudiée au travers de ses orogenèses principales :
- le cycle cadomien dans le domaine nord-armoricain
- le cycle hercynien dans le Massif central, le Massif armoricain et les Vosges.
- le cycle alpin dans les Alpes occidentales et dans les Pyrénées.
- formation et évolution des bassins mésozoïques de France métropolitaine (bassin de Paris, bassin aquitain, bassin du Sud-Est)
- formation et évolution des bassins oligocènes (fossé rhénan, limagnes, fossé bressan)

Compétences requises

Cette UE s’appuie sur les contenus enseignés en sciences de la Terre en cycle Licence et en M1 S1, en particulier :
- l’organisation de la Terre en enveloppes
- la lithosphère et les plaques lithosphériques
- la pétrologie magmatique et métamorphique
- la géochimie
- la sédimentologie
- la datation des roches
- les déformations 
- la composition et la dynamique des enveloppes fluides
- les bases du calcul mathématique et de la physique
- la géométrie eulérienne

Ces contenus sont enseignés en Licence SVT dans les UE suivantes :
L2 S3 – Géosciences
L2 S4 – Cartographie géologique
L3 S5 – Pétrologie générale
L3 S5 – Sédimentologie et bassins sédimentaires
L3 S6 – Tectonique et sismologie
L3 S6 – Géochronologie
M1 S1 – Géodynamique et histoire de la Terre et de la vie

Compétences visées

Établir la chronologie et la paléogéographie des grands épisodes orogéniques à l’échelle mondiale
Utiliser des arguments de terrain pour déterminer les étapes et les mécanismes de formation d’une chaîne de montagnes
Maîtriser les étapes et mécanismes de formation des bassins sédimentaires du territoire français métropolitain.

Connaître et savoir utiliser les méthodes géophysiques classiques :
Comprendre la propagation des ondes sismiques dans un modèle de Terre ; l’utiliser pour comprendre la mise en évidence historique des principales interfaces de la Terre; Comprendre le principe de la tomographie sismique
Comprendre la forme de la Terre et la notion de géoïde ; comprendre les mesures gravimétriques, connaître les corrections à leur apporter, comprendre les anomalies gravimétriques et leur signification, comprendre et appliquer le principe d’isostasie
Comprendre l’origine du champ magnétique terrestre, sa mesure, les mécanismes d’aimantation des roches, les anomalies magnétiques et leur signification
Utiliser les connaissances et modèles issus de la géophysique (et d’autres disciplines) pour proposer un schéma cohérent de la dynamique des différentes enveloppes terrestres

Compétences travaillées en Travaux pratiques et dirigés :
- Lire et interpréter des documents et des données géographiques et géophysiques usuels (cartes topographiques et bathymétriques, cartes d’anomalies magnétiques et gravimétriques, cartes d’altimétrie satellitaire, sismogrammes, images de tomographie sismique). L’accent sera mis sur l’approche multidisciplinaire, la problématique de non unicité des inversions et interprétation, l’état actuel des connaissances et les grands débats en cours.
- Déterminer la profondeur du Moho sous la France et construire un modèle de Terre à partir des phases sismiques observées sur les sismogrammes
- Effectuer les corrections nécessaires pour calculer une anomalie gravimétrique et en déduire sa signification, appliquer l’isostasie locale à l’évolution d’un bassin sédimentaire
- Estimer les taux d’ouverture d’une dorsale océanique en utilisant la magnétostratigraphie, déterminer la paléolatitude d’une roche à partir de son aimantation
- Interpréter l'histoire géologique d'une région à partir de documents synthétiques et de la carte géologique de la France au 1.000.000ème.
- produire des schémas synthétiques de grandes structures classiques (bassins sédimentaires, chaînes de montagnes)
- mettre en relation et exploiter des documents scientifiques

Discipline(s)

• Structure et évolution de la Terre et des autres planètes
• Terre solide : géodynamique des enveloppes supérieure, paléobiosphère

Informations complémentaires

Bibliographie
Carte géologique de l'Europe
Carte tectonique de l'Europe
Carte géologique de la France au 1/1.000.000°
Collectif BRGM (2009) - La France sous nos pieds. Atlas en 50 géocartes. BRGM éd
Dercourt J. (1997 et 2002). - Géologie et géodynamique de la France. Dunod éd.
Agard P. & Lemoine M. (2003). - Visage des Alpes : structure et évolution géodynamique (Fascicule  + CD). CGMW.
Debelmas J. (1974). - Géologie de la France,  tomes 1 & 2. Doin éd.

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