الأحقاب الجيولوجية
الحقبة الجيولوجية geologic era أحد أقسام الزمن الجيولوجي geologic time و هو عبارة عن تصنيف مستقل يعمل على تقسيم الأمد البانيروزي Phanerozoic Eon إلى ثلاثة فترات زمنية , نطلق عليها اسم : الباليوزي , الميزوزي , السينوزي و تمثل المراحل الثلاث للسجل المستحاثي المجهري fossil record . يضاف إليها أحيانا حقية ما قبل الباليوزي أو ما قبل الكامبري .
I- ما قبل الباليوزي (ماقبل الكمبري ) منذ 3200-600 مليون سنة
ويعتبر عصر الحياة المبكرة الأولي البدائية حيث ظهر ت به الطحالب والفطريات البدائية والرخويات بالبحر. وكانت الأرض تتعرض أثناء هذه الحقبة لبراكين مدوية حيث فاضت فوقها أنهار الحمم . ثم بدأت الحياة كنقط هلامية ميكروسكوبية في البحار العذبة الدافئة . وكانت تندثر بالبلايين مع موجات البحر . وإندمجت هذه النقاط الهلامية معا مكونة كائنات حية دقيقة مختلفة الأشكال كالرخويات . ولقد هبط بعضها للقيعان مكونا نباتات. وبعض الرخويات كونت أصدافا ومحارات حولها . ومن هنا كانت البداية العظمي لنشوء الحياة فوق الأرض.
II- حقبة الباليوزي (حقبة الحياة القديمة)
ظهرت منذ 543 –280 مليون سنة
وتتميز بصلابة صخورها التي أشد من الرسوبيات بعدها وحفرياته واضحة المعالم . . وتضم 6عصور هي:
• 1 - العصر الكمبري : منذ 600-500 مليون سنة .
ويطلق عليه عصر التريلوبيتات التي كانت تشبه سوسة الخشب وكان ظهرها مصفحا ولها بطن رخوة وناعمة . وعند الخطر كانت تتكوم كالكرة . وقد عاشت حتي حقبة الميزوني ( الميزوسي).وفي الكمبري ظهرت أيضا ..اللافقاريات البحرية كالمفصليات البدائية والرخويات المبكرة والأسفنج وديدان البحر.كما ظهرت به أسماك فقارية . وفي أواخره إنقرض 50%من الأحياء بسبب الجليد.ومن أحافيره التريلوبيتات .
• 2 - العصر الأودوفيني: منذ 500-425 مليون سنة.
ظهرت فيه النباتات الأولية و الأشجار الفضية آكلة اللحوم فوق اليابسة , كما ظهرت الشعاب المرجانية ونجوم وجراد البحر والأسماك البدائية والحشائش المائية والفطريات الأولية .ومنذ 430 مليون سنة ظهرت قنافذ ونجوم البحر بين حدائق الزنابق المائية الملونة . وبينها ظهرت كائنات بحرية لها أصداف وأذناب تحمي بها أنفسها. وكان بعضها يطلق تيارا كهربائيا صاعقا.
• 3 - العصرالسيلوري : منذ 425-405مليون سنة.
. وكان فيه بداية الحيوانات فوق اليابسة كالعقارب والعناكب وحشرة القرادة المائية و أم أربعة وأربعين رجل وبعض النباتات الفطرية الحمراء التي كانت تلقي بها الأمواج للشاطىء لتعيش فوق الصخور وفيه أيضا.. ظهرت منذ 400 مليون سنة الأسماك ذات الفكوك بالبحر والنباتات الوعائية فوق اليابسة.وأهم أحافيره العقارب المائية .
• 4 -العصر الديفوني: منذ 405-345 مليون سنة.
وفيه ظهرت منذ 400 مليون سنة بعض الأسماك البرمائية وكان لها رئات وخياشيم و زعانف قوية. كما ظهرت الرأسقدميات كالحبار والأشجار الكبيرة .ومن أحافيره الأسماك والمرجانيات الرباعية والسرخسيات.
• 5 - العصرالكربوني :منذ 345-280 مليون سنة .
كان فيه بداية ظهور الزواحف وزيادة عدد الأسماك حيث ظهر 200 نوع من القروش. ثم ظهرت الحشرات المجنحة العملاقة وأشجار السرخس الكبيرة .وفي طبقته الصخرية ظهر الفحم الحجري و بقايا النباتات الزهرية بالغابات الشاسعة التي كانت أشجارها غارقة بالمياه التي كانت تغطي أراضيها . فظهرت أشجار السرخس الطويلة وبعض الطحالب كانت كأشجار تعلو . وكانت حشرة اليعسوب عملاقة وكان لها أربعة أجنحة طول كل منها مترا . وكانت الضفادع في حجم العجل وبعضها له 3عيون وكانت العين الثالثة فوق قمة الرأس وتظل مفتوحة للحراسة .
• 6 -العصر البرمي : منذ 280- 230مليون سنة .
وفيه زادت أعداد الففاريات والزواحف وظهرت فيه البرمائيات .وانقرضت فيه معظم الأحياء التي كانت تعيش من قبله . وفيه ترسبت الأملاح بسبب إرتفاع حرارة الجو .
III - حقبةالميزوزيني(الميزوسي)(حقبة الحياة الوسطي)
وفيها عصر الزواحف الكبري( منذ 248-65مليون سنة ).وظهر فيه عصر الإنسان (منذ 65مليون سنة وحتي الآن). وهذه الحقبة تضم 3عصور . وهي:
• 1 - العصرالترياسي :منذ 230 – 180 مليون سنة.
وفيه ظهرالديناصور الأول والثدييات والقواقع وبعض الزواحف كالسلحفاة والقواقع والذباب والنباتات الزهرية . وقد إنتهي هذا العصر بإنقراض صغيرقضي علي 35% من الحيوانات منذ 213 مليون سنة بما فيها بعض البرمائيات والزواحف البحرية مما جعل الديناصورات تسود في عدة جهات فوق الأرض .
• 2 -العصرالجوراسي: (عصر الديناصورات العملاقة ) منذ 181-135 مليون سنة. وفيه
ظهرت حيوانات الدم الحار وبعض الثدييات والنباتات الزهرية . مع بداية ظهور الطيور والزواحف العملاقة بالبر والبحر . ومنذ 170 – 70مليون سنة كانت توجد طيور لها أسنان وكانت تنقنق وتصدر فحيحا.كما ظهرت في هذه الفترة الدبلودوكس أكبر الزواحف التي ظهرت وكانت تعيش في المستنقعات . وكان له رقبة ثعبانية طويلة ورأس صغيرتعلو بها فوق الأشجار العملاقة .وظهرت الزواحف الطائرة ذات الشعر والأجنحة وكانت في حجم الصقر .وظهر طائر الإركيوبتركس وهو أقدم طائر وكان في حجم الحمامة . وكانت أشجار السرخس ضخمة ولها أوراق متدلية فوق الماه وأشجار الصنوبركان لها أوراق عريضة وجلدية (حاليا أوراقها إبرية) . ومنذ 139 مليون سنة ظهرت الفراشات وحشرات النمل والنحل البدائية. وقد حدث به إنقراض صغير منذ 190 – 160مليون سنة .
• 3 - العصر الطباشيري( الكريتاسي) : منذ 135 – 23مليون سنة .
وفيه تم إنقراض الديناصورات بعد أن عاشت فوق الأرض 100 مليون سنة . وزادت فيه أنواع وأعداد الثدييات الصغيرة البدائية كالكنغر والنباتات الزهرية التي إنتشرت. وظهرت أشجار البلوط والدردار والأشنات .كما ظهرت الديناصورات ذات الريش والتماسيح .ومنذ 120 مليون سنة عاشت سمكة البكنودونت الرعاشة وطيور الهيسبرنيس بدون أجنحة و النورس ذو الأسنان. وكان له أزيز وفحيح . وكانت الزواحف البحرية لها أعناق كالثعابين . ومنذ 100 مليون سنة ظهرن سلحفاة الأركلون البحرية وكان لها زعانف تجدف بها بسرعة لتبتعد عن القروش وقناديل البحر . ومنذ 80 مليون سنة كان يوجد بط السورولونس العملاق الذي كان يعيش بالماء وكان إرتفاعه 6متر وله عرف فوق رأسه. وفي هذه الفترة عاش ديناصور اليرانصور المتعطش للدماء وكان له ذراعان قصيرتان وقويتان ليسير بهمافوق اليابسة . وكانت أسنانه لامعة وذيله لحمي طويل وغليظ ومخالبه قوية . وكان يصدر فحيحا . وكان يوجد حيوان الإنكلوصور الضخم وهو من الزواحف العملاقة وكان مقوس الظهر وجسمه مسلح بحراشيف عظمية . وشهد هذا العصر نشاط الإزاحات لقشرة الأرض وأنشطة بركانية. وفيه وقع إنقراض أودي بحياة الديناصورات منذ 65مليون سنة. وقضي علي 50% من أنواع اللا فقاريات البحرية. ويقال أن سببه مذنب هوي وارتطم بالأرض والبراكين المحتدمة التي تفجرت فوقها. ومنذ 70مليون ستة ظهرت حيوانات صغيرة لها أنوف طويلة . وكانت تمضغ الطعام بأسنانها الحادة وتعتبر الأجداد الأوائل للفيلة والخرتيت وأفراس البحر والحيتان المعاصرة.
IV - حقبة السينوزوي ( حقبة الحياة الحديثة)
وتضم فترتين هما الزمن الثلاثي ويضم خمسة عصور والزمن الرباعي ويضم عصرين.
أ-الزمن الثلاثي:منذ 65-8, 1مليون سنة.وفيه إنتشرت الزواحف. ويضم:
1- العصر البليوسيني:منذ 65-54مليون سنة . وفيه ظهرت الثدييات الكبيرة الكيسية المشيمة كحيوان البرنتوثيريا الذي كان له صوت مرعب وأسنانه في فمه الذي كان يطلق ضوءا مخيفا . وكان يكسو جسمه شعر غزير . كما ظهرت الرئيسيات الأولية ومن بينها الفئران الصغيرة وقنافذ بلا أشواك فوق جسمها و خيول صغيرة في حجم الثعلب لها حوافر مشقوقة لثلاثة أصابع.
2- العصر الإيوسيني:منذ54-38 مليون سنة. وفيه ظهرت القوارض والحيتان الأولية . و كانت تعيش به أسلاف حيوانات اليوم. 3- العصر الأوليجوسيني: منذ 38 – 24 مليون سنة . معظم صخوره قارية ولقد وجد به أجداد الأفيال المصرية المنقرضة بسبب حدوث إنقراض صغير منذ 36 مليون سنة . وظهرت به أيضا.. ثدييات جديدة كالخنازير البرية ذات الأرجل الطويلة . وكانت تغوص في الماء نهارا وتسعي في الأحراش ليلا . كما ظهرت القطط وحيوان الكركدن( الخرتيت) الضخم وكان يشبه الحلوف إلا أن طباعه كانت تشبه طباع الزرافة . كما ظهر الفيل المائي الذي كان يشبه سيد قشطة وكان فمه واسعا وله نابان مفلطحان لهذا أطلق عليه حيوان البلاتيبلادون الذي كان يعيش علي الأعشاب المائية .وكانت الطيور كبيرة وصغيرة وكان من بينها النسور والطيور العملاقة التي كانت نشبه النعام إلا أنها كانت أكبر منها حجما. وكانت لا تطير بل تعدو وكان كتكوتها في حجم الدجاحة إلا أنها كانت مسالمة . ووجد طائر الفوروهاكس العملاق وكان رأسه أكبر من رأس الحصان ومنقاره يشبه الفأس وعيناه لاترمشان و يمزق فريسته لأنه كان يعيش علي الدم.
• 4 -العصر الميوسيني: منذ 24 – 5 مليون سنة وفيه عصر الفيلة بمصر .
وفي رسوبياته البترول. وظهر به ثدييات كالحصان والكلاب والدببة والطيور المعاصرة والقردة بأمريكا وجنوب أوربا .
• 5 -العصر البيلوسيني: منذ 5- 1,8 مليون سنة .
وفيه بدأ ظهور الإنسان الأول البدائي (أشباه الإنسان) والحيتان المعاصرة بالمحيطات .
ب -الزمن الرباعي: ويضم عصرين هما:
• 1 -البليستوسيني: منذ 1,8 مليون -0 1100 سنة.
و فيه العصر الجليدي الأخير
حيث إنقرضت الثدييات العظمية (الفقارية) عندما غطي الجليد معظم المعمورة .وقبله منذ مليون سنة كان الجو حارا وكانت الطيور وقتها مغردة والحشرات طائرة .وعاش فيه حيوان البليوتراجس الذي كان يشبه الحصان والزرافة وكان له قرون فوق رأسه وأرجله مخططة وأذناه تشبه آذان الحمير . وبهذا العصر ظهر الإنسان العاقل الصانع لأدواته و عاشت فيه فيلة الماستدون و الماموث وحيوان الدينوثيرم الذي كان يشبه الفيل لكن أنيابه لأسفل وحيوان الخرتيت وكانوا صوفي الشعر الذي كان يصل للأرض.وهذه الفيلة كانت أذناها صغيرتين حتي لاتتأثرا بالصقيع . كما ظهر القط (سابر) ذات الأنياب الكبيرة والنمور ذات الأسنان التي تشبه السيف وكانت تغمدها في أجربة بذقونها للحفاظ علي حدتها. وفيه كثرت الأمطار بمصر رغم عدم وجود الجليد بها . وصخور هذا العصر عليها آثار الجليد . وقد ترك الإنسان الأول آثاره بعد إنحسار الجليد.وقد حدث به إنقراض كبير للثدييات الضخمة وكثير من أنواع الطيور منذ 10 آلاف سنة بسبب الجليد حيث كانت الأرض مغطاة بالأشجار القصيرة كأشجار الصنوبر والبتولا.
• 2 -العصر الهولوسيني: منذ11000سنة وحتي الآن.
آخر العصور الجيولوجية وقد بلغ فيه الإنسان أعلي مراتبه .و معظم الكائنات الحية التي آلت لهذا العصر منذ مطلعه ظلت كما هي عليه اليوم . إلا أن في هذا العصر ظهرت الحضارة الإنسانية والكتابة.
التأريخ الجيولوجي
La datation en géologie
Datations expérimentales
toutes les datations expérimentales doivent être faites sur des objets matériels (minéral, roche, inclusion fluide...) et les résultats fournis avec une incertitude Datation isotopique
UNE LOI expérimentale...
On utilise des couple d'isotopes (l'un instable et l'autre stable) et des isotopes stables de référence. Un élément isotopique père (P) instable (radiogène) se transforme en un élément fils (F) stable (radiogénique) par émission de particules alpha (noyaux d'He), bêta (électrons) ou gamma (photons), selon une loi de désintégration qui est fonction du temps. Sa formule générale est
dP/dt = P
où dP est le nombre d'atomes qui se désintégrent par radioactivité, dt est l'intervalle de temps considéré et (lambda) est la constante de désintégration propre à chaque élément radioactif. La résolution de l'équation différentielle ci-dessus donne : P = Po. e-t, où Po est la quantité initiale d'élément père à la fermeture du système. On peut extraire t qui est donné par la formule: t = 1/ln[Po/P]. Si on note F la quantité d'élément radiogénique fils présent à l'instant t dans le système fermé et Fo la quantité initiale de cet élément fils à la fermeture du système, on a F=Fo+(Po-P) puisque tout l'élément père disparu (Po-P) a été transformé en élément fils. La formule précédente devient donc F = Fo + P( e-t-1) d'où t=1/.ln [(F-Fo+P)/P].
On utilise habituellement la période T (ou demie-vie) qui est le temps nécessaire pour que la moitié de la masse initiale de l'élément père ait disparu (donc lorsque P=Po/2) soit T = 1/ln2, qui peut donc se déduire de la constante .
Pour mesurer l'âge d'une roche on utilise l'une ou l'autre des formules (après avoir déterminé expérimentalement dans un système actuel expérimental "totalement" contrôlé), en faisant des APPROXIMATIONS:
- Fo/P très petit devant 1+F/P dans la formule t = t=1/.ln [(F-Fo+P)/P] : on estime t en dosant seulement la quantité d'élément père (P) et celle d'élément fils (F);
- Po très grand devant P ou Po supposé connu; on calcule t avec la formule t = 1/ln[Po/P], en dosant Po et P dans l'échantillon. C'est la cas par exemple du carbone 14 qui est constamment régénéré dans l'atmosphère par l'action du rayonnement cosmique sur les noyaux d'azote. La teneur en C14 de l'atmosphère est donc supposée constante (14C/12C constant).
Remarques:
* Lorsque l'on travaille avec un couple d'isotopes: l'un instable (P,Po, F, Fo), l'autre stable (S), on utilise la même loi de décomposition radioactive mais on rapporte la quantité d'élément fils à la quantité de l'élément stable, supposée constante. On obtient donc F/S= Fo/S + (P/S)( e-t-1). PAR APPROXIMATION on suppose alors que le rapport Fo/S n'a pas changé au cours du temps (pas de réaction chimique autre que la désintégration radiocative par exemple...). Si l'on trace F/S en fonction de P/S on a donc une droite de pente ( e-t-1), ce qui nous donne accès au temps puisque l'on connaît la constante radiocative du couple P/F , et l'ordonnée à l'origine est Fo/S.
* l'élément fils est parfois lui-même radiogène. Pour atteindre le temps on fait encore des approximations en supposant que le temps peut être calculé tant que l'équilibre, entre la quantité d'élément fils produit et la quantité d'élément fils détruit, n'est pas atteint : c'est la méthode du déséquilibre radioactif...
DEUX POSTULATS...
Cette loi est expérimentale, c'est-à-dire établie à partir d'échantillons actuels est supposée valable par le passé: l'actualisme est donc un premier postulat.
On a donc cependant un deuxième postulat: le système ne s'est pas réouvert depuis sa fermeture. En d'autres termes, la disparition de l'isotope père ne se fait que par radioactivité. Ce postulat devrait toujours être précisé quand on s'adresse à des élèves.
DES INCERTITUDES...
L'incertitude dépend d'une part de l'élément considéré et de sa constante radioactive (certains isotopes sont adaptés à la mesure d'objets très anciens (238U par exemple), d'autres très récents (14C par exemple)). Voici un tableau qui donne quelques périodes pour quelques couples (in Géologie, objets et méthodes, J.Dercourt et J.Paquet, Dunod, 1992):
Eléments radiogènes Eléments radiogéniques Type de radioactivité Période (T) en années
238U 206Pb 4,468.109
235U 207Pb 0,704.109
232Th 208Pb 14,01.109
40K 40Ar + 40Ca 1,25.109
87Rb 87Sr 48,8.109
14C 14N 5,568.103
147Sm 143Nd 1,06.1011
Représentation graphique schématique d'un loi théorique de désintégration radioactive
Le domaine bleu est un domaine où une erreur de concentration (delta P) n'a que peu d'incidence sur la valeur de t estimée (delta t) ,
alors que le domaine vert est un domaine où la valeur de t est très incertaine , la moindre erreur sur la détermination de P (delta P) provoquant une erreur très importante sur l'estimation de t (delta t).
L'incertitude dépend d'autre part de la quantité d'élément radioactif dans l'objet analysé: la mesure de concentration se fait à l'aide d'un spectromètre de masse. L'incertitude de cette mesure est d'autant plus faible que la teneur en élément est grande. Pour une description de la méthode voir par exemple Géologie, objets et méthodes, J.Dercourt et J.Paquet, Dunod, 1992, p 31-32. Il est à déplorer qu'aucune incertitude ne soit donnée, ici encore. La sensibilité d'un spectromètre de masse, plus petite quantité de matière qu'il puisse détecter est de l'ordre de 10-15 g.
Il existe d'autres méthodes de datation expérimentales comme par exemple la datation par thermoluminescence... je n'ai pas le temps de les présenter ici...
Datation logique
ou
datation relative
Cette méthode consiste à comparer logiquement des objets (matériels ou formels) entre eux et en déduire des relations relatives à leur chronologie. Toute datation logique ou relative repose sur le principe de l'actualisme et sur d'autres principes que l'on peut essayer de dégager (essentiellement à partir de Géologie, objets et méthodes, J.Dercourt et J.Paquet, Dunod, 1992, pp 247 et s. - on pourra aussi se reporter au manuel scolaire de spécialité de Nathan mais seuls les principes géométriques y sont exposés):
le principe de superposition (stratigraphique)
Une couche sédimentaire est plus récente que celle qu'elle recouvre
C'est le principe le plus utilisé en stratigraphie, c'est-à-dire dans la science qui étudie le dépôt des roches sédimentaires en strates (couches) successives. Il est évident que ce principe n'est qu'une conséquence d'une loi expérimentale simple: les sédiments actuels se déposent dans les bassins sédimentaires (et secondairement dans les lacs et autres masses d'eau continentales) selon la loi de la gravité, en couches horizontales. Ne pas oublier qu'un sédiment (sauf rares exceptions) se dépose dans l'eau qui est par définition horizontale. Pour que l'horizontalité ait été préservée au cours des temps géologiques, il faut supposer qu'il n'y a pas eu de phénomène tectonique qui vienne la modifier. On doit donc tenir compte de critères de polarité qui sont des indices certains du sens de la couche: par exemple des terriers d'animaux fouissseurs, des marques de ruissellement orientées ou de chenaux fossiles (stratification entrecroisée), des coquilles d'animaux en position de vie...etc.
Dans le "principe de recouvrement" on généralise à toute structure se développant dans un plan et qui est déposée selon la loi de la gravité.
En voici une généralisation que l'on pourrait appeller :
le "principe de recouvrement"
Une structure (couche sédimentaire ou volcanosédimentaire ou coulée volcanique...) qui en recouvre une autre est postérieure à cette dernière
Des applications très importantes de ce principe sont la notion de concordance stratigraphique et de discordance stratigraphique: deux couches sédimentaires en continuité géométrique (placées l'une au-dessus de l'autre) et disposées parallèlement selon un axe vertical sont dites concordantes. S'il existe un angle entre ces deux couches selon le même axe, elles sont dites en discordance angulaire. Une discordance angulaire fait supposer une variation de l'horizontalité entre le dépôt des deux couches et donc un phénomène tectonique qui a modifié l'horizontalité de la première couche déposée. Il y a très souvent des lacunes de sédimentation (c'est-à-dire une absence d'enregistrement sédimentaire) entre les deux couches présentant une discordance angulaire.
le principe de continuité (stratigraphique)
Une couche sédimentaire limitée par un plancher (à la base) et par un toît (au sommet) et définie par un faciès donné (ensemble des conditions de dépôt du sédiment ayant donné naissance à la roche) est de même âge en tous ses points.
Ce principe est à la base des corrélations que l'on peut faire entre couches estimées de même âge mais situées à des endroits différents. En progressant de proche en proche, ce principe permet donc d'envisager des reconstitutions paléogéographiques locales puis régionales et enfin mondiales. Bien évidemment il ne s'agit pas de suivre mondialement la même couche mais de définir les limites géographiques de celle-ci. Il existe quelques cas particuliers où l'on observe des variations latérales de faciès notamment par exemple lorsque l'on se trouve sur la marge d'un bassin sédimentaire.
En voici une généralisation que l'on pourrait appeller :
le "principe d'extension"
Deux structures voisines (couches sédimentaires ou volcanosédimentaires ou coulées volcaniques...) présentant les mêmes caractères lithgologiques et/ou biologiques (faciès lithologique et biologique) sont de même âge et formaient par le passé une structure continue.
Dans la pratique, pour un élève de terminale, ce principe est appliqué par exemple lorsque l'on étudie des cartes géologiques. Les cartes appliquent toujours ce principe dans leur représentation et si on observe en deux endroits de la carte des terrains de même âge et de même faciès (même code couleur et même nom) ces deux terrains formaient certainement une couche continue avant leur érosion ou leur remaniement tectonique éventuel. Les variations latérales de faciès sont toujours signalées dans la notice de la carte géologique. Il est important de noter que la carte géologique est déjà une interprétation des données de terrain et donc qu'elle respecte toujours les principes énoncés ici.
le principe d'identité paléontologique
Deux couches ou deux séries de couches sédimentaires de même contenu paléontologique en fossiles stratigraphiques (fossiles caractérisés par une extension géographique maximale et une extension chronologique minimale) ont le même âge.
Les fossiles, restes d'organismes vivants, par comparaison avec les espèces actuelles et en accord avec le faciès lithologique (faciès déterminé à partir de l'étude des minéraux de la roche sédimentaire seuls) permettent de reconstituer le faciès biologique et donc d'avoir une idée de ce que pouvait être le milieu de vie de ces animaux lorsqu'ils vivaient (paléogéographie) : en ce sens ce sont des fossiles de faciès (un "bon" fossile de faciés doit être spécifique d'un milieu le plus restreint possible (le mieux défini du point de vue des ses paramètres environnementaux) mais par contre avoir une extension chronologique maximale, c'est-à-dire pouvoir être retrouvé pendant un intervalle de temps le plus long possible). Mais ils permettent aussi de réaliser des corrélations de datations de couches parfois très éloignés géographiquement. Un fossile stratigraphique parfait aurait ainsi une extension géographique mondiale pour une extension verticale minimale (c'est-à-dire qu'on ne le retrouverait que dans une seule couche d'âge très précis).
Ce principe, ainsi que le principe de continuité, ont permis d'établir une échelle biostratigraphique qui s'efforce d'être mondiale. En de nombreux points du globe ont été définies des formations (ensemble de couches sédimentaires) repères dont la lithologie et le contenu biologique servent de réference à une période donnée de l'échelle des temps géologiques. A chaque stratotype (par exemple la formation de Thouars (Thoarcium en latin) dans les Deux-Sèvres) on fait correspondre un étage (nom du stratotype affecté du suffixe "-ien" : le Toarcien, pour notre exemple, compris entre -186 et -179 millions d'années; voir Bordas TS, spécialité, p 95 et s.).Les limites feront l'objet de discussions dans le cadre de l'enseignement commun à propos d'un exemple: la crise crétacé-paléocène.
le principe de recoupement
Toute structure qui en recoupe une autre est postérieure à cette dernière.
Ce principe est très général et s'applique aussi bien à des failles qui recoupent des terrains sédimentaires ou volcaniques, des plis qui impliquent des couches d'âges variés ou des mécanismes plus difficiles à cerner comme l'érosion ou le thermométamorphisme (auréole de métamorphisme autour d'un pluton). On peut aussi l'appliquer à des structures minérales à l'échelle de la lame où des minéraux imbriqués les uns dans les autres permettent de proposer un ordre de cristallisation.
le principe d'inclusion
Toute structure incluse dans une autre lui est antérieure.
Ce principe est très général et s'applique aussi bien à des galets inclus dans une brèche, ou à l'échelle de la lame mince, à des minéraux dont l'ordre de cristallisation peut être déduit à partir de cette relation.
Dans la pratique les méthodes se complétent et l'on utilise les deux approches de façon étroitement imbriquées. L'échelle biostratigraphique mondiale s'efforce de tenir compte de toutes les données acquises par toutes les méthodes.
