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Introduction à la Géologie (définition, histoire, spécialités)

Dans cette page :

Définition

La Géologie (du grec ‘geo’ = la Terre, et ‘logos’ = discours, parole) est la science qui étudie la Terre*. On parle plutôt actuellement des Sciences de la Terre ou Géosciences, car cette discipline est multiple et comprend de très nombreuses spécialités. Etudier la Géologie, c’est aussi interagir en permanence et utiliser les connaissances issues d’autres disciplines scientifiques, comme la biologie, la chimie, la physique ou bien encore les mathématiques.

* Selon le dictionnaire Larousse, la Géologie est la science qui permet l’étude des constituants de la Terre, visant à en comprendre la nature, la distribution, l’histoire et la genèse.

Un peu d’histoire …

(je me suis basée sur l’ouvrage de Giraud-Ruby (2015) et sur ce site internet pour écrire ce paragraphe)

Les Sciences de la Terre suscitent depuis longtemps la curiosité des scientifiques, notamment à travers l’intérêt porté aux fossiles, aux séismes, aux éruptions volcaniques ou bien encore à la formation des montagnes et des océans (Aristote, Ovide, Pline dans l’Antiquité par exemple, ou bien Al-Biruni et Ibn-Sina parmi les savants arabes du Moyen Âge).

C’est cependant assez récemment qu’est née la géologie ‘moderne’ :

  • Au XVIIème siècle :

Les connaissances ont peu évolué depuis l’Antiquité et le Moyen Âge. Les scientifiques s’interrogent toujours sur l’origine des fossiles et commencent à élaborer des théories sur l’origine et la place de la Terre dans l’Univers (la vision des scientifiques a évolué suite à l’adoption de l’idée d’héliocentrisme qui soutient que le Soleil, et non pas la Terre, se trouve au centre du système solaire). Parmi les scientifiques de renom, on peut citer les noms de Descartes (1596-1650), Burnet (1635-1715), Sténon (1638-1686), Leibniz (1646-1716), Woodward (1665-1728), Whiston (1667-1752)…

  • Au XVIIIème siècle :

Les théories qui circulent sont encore simplistes, mais la recherche s’intensifie (Origine des fossiles ? Origine de la chaleur interne de la Terre ? Causes des séismes ?). Les premières cartes géologiques sont élaborées ((Guettard (1715-1786), Smith (1769-1839)). Concernant la structure interne de la Terre, deux grandes théories circulent à l’époque, celle des Neptuniens et des Plutoniens (ou Vulcaniens). Les premiers pensent que c’est un océan primordial qui a façonné la surface de la Terre et toute la vie terrestre (thèse du neptunisme en référence au Dieu gréco-romain de la mer), cette théorie a longtemps dominé parmi les scientifiques, notamment car elle permettait d’expliquer l’aspect stratiforme des dépôts sédimentaires, la cristallisation des granites et des basaltes à partir d’une solution ‘aqueuse’, mais aussi l’existence même des fossiles et leur présence jusqu’en montagne. La seconde théorie (thèse du plutonisme en référence au Dieu latin Pluton), préfère donner cette place au feu, sensé se trouver dans les régions centrales de la Terre, et donne donc une origine volcanique aux basaltes. L’énergie du feu représenterait donc une force régénératrice qui compense les forces destructrices de l’érosion par l’eau. Parmi les scientifiques de renom de cette époque, citons de Maillet (1656-1738), Buffon (1707-1788), grand naturaliste, Hutton (1726-1797), plutonien convaincu, Werner (1749-1817), grand adepte du neptunisme ou encore Brongniart (1770-1847), célèbre minéralogiste…

  • Au XIXème siècle :

La Géologie devient enfin une science ‘moderne’, de nombreux scientifiques permettent des avancées majeures dans la compréhension des phénomènes géologiques. L’échelle stratigraphique est mise au point à la fin du siècle, elle est toujours utilisée de nos jours avec assez peu de changements. Les fonds marins commencent également à être étudiés (Expédition du Challenger entre 1872 et 1876 : c’est la première grande campagne océanographique mondiale). Parmi les scientifiques de renom : Boué (1794-1881), Lyell (1797-1875), Elie de Beaumont (1798-1874), Alcide d'Orbigny (1802-1857), Agassiz (1807-1873), Suess (1831-1914), Renevier (1831-1906), Haeckel (1834-1919), Lapparent (1839-1908)…

  • XXème siècle :

Du fait de l’intensification de l’exploitation des ressources pétrolières, la géologie de terrain se perfectionne. Un grand changement dans la compréhension du fonctionnement de la Terre intervient dans les années 1960, suite à la découverte de l'existence de plaques lithosphériques en mouvement (c’est la théorie de la tectonique des plaques, qui est basée sur les idées initiées par Alfred Wegener à partir de 1912, - la théorie de la Dérive des continents). Le début de l’exploration spatiale permet aussi d’étudier la Terre depuis l’espace, ce qui apporte des informations cruciales, et rend possible la comparaison et l’étude des autres corps du système solaire.

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Les différentes spécialités de la Géologie

Elles sont très nombreuses, et je vous propose donc ci-dessous seulement un rapide aperçu, avec un classement alphabétique pour plus de facilité. La plupart des définitions sont issues du Dictionnaire de Géologie de Foucault & Raoult (2011) :

Cartographie (de carte et du grec ‘graphein’ = écrire) : c’est la discipline qui permet la réalisation ou l’amélioration des plans et cartes (géologiques, topographiques…). Les cartes topographiques étaient autrefois réalisées par des topographes parcourant le terrain, mais elles sont maintenant établies pour l’essentiel à partir des photographies aériennes. En géologie, le relevé des affleurements et de leurs principales caractéristiques (structurales, paléontologiques, minières,...) conduit à des documents originels (minutes), à partir desquels on bâtit ensuite la maquette de la carte aux fins d’impression.

Cristallographie (du grec ‘krustallos’ = la glace, le cristal et ‘graphein’ = écrire) : c’est la discipline qui étudie les formes, les structures et les propriétés des cristaux.

Gemmologie (du latin ‘gemma’ = les pierres précieuses et du grec ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les gemmes, c’est-à-dire les pierres précieuses.

Géochimie (du grec ‘geo’ = la Terre et de chimie) : c’est la discipline qui étudie la répartition des éléments et les lois de leur comportement chimique dans les constituants du système solaire, et en particulier dans ceux de la Terre.

Géochronologie (du grec ‘geo’ = la Terre, ‘khronos’ = le temps et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est l’ensemble des méthodes permettant de donner un âge aux roches ou aux minéraux. On distingue la géochronologie (ou datation) absolue (basée en particulier sur les méthodes et techniques radiométriques,  la radiochronologie) et la géochronologie (ou datation) relative, basée sur les principes de la stratigraphie et la répartition des fossiles.

Géodésie (du grec ‘geôdaisia’ = art de diviser les terres) : c’est la discipline qui étudie la forme générale de la Terre, de son champ de pesanteur (gravimétrie) et des causes qui le déterminent.

Géodynamique (du grec ‘geo’ = la Terre et ‘dunamis’ = la force) : c’est la discipline qui étudie, décrit et explique l’évolution du système terrestre, à partir d’observations de terrain synthétisées dans des modèles types de comportement. Elle peut être interne quand elle étudie les phénomènes qui se passent en profondeur, et externe quand elle s’intéresse aux phénomènes qui ont lieu à la surface de la Terre.

Géologie appliquée (du grec ‘geo’ = la Terre et ‘logos’ = le discours, la parole) : ce n’est pas à proprement parler une discipline particulière, mais elle regroupe les applications pratiques de toutes les branches de la géologie (mines, pétroles, travaux publics, hydrogéologie,...). On distinguera donc la géologie minière, la géologie pétrolière, la géotechnique, l’hydrogéologie …

Géomorphologie (du grec ‘geo’ = la Terre, ‘morpho’ = la forme et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les formes du relief de la Terre.

Géophysique (du grec ‘geo’ = la Terre et de physique) : c’est la discipline qui applique les méthodes de la physique à l’étude de la Terre, de ses enveloppes liquide ou gazeuse, de son action à distance (champ magnétique, champ gravitationnel).

Gravimétrie (du latin ‘gravis’ = pesant et du grec ‘metron’ = la mesure) : c’est la discipline qui étudie la pesanteur terrestre.

Hydrogéologie (du grec ‘hudôr’ = l’eau et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie la circulation des eaux dans le sous-sol (recherche des nappes, évaluation des réservoirs, captages et débits possibles, ...).

Métallogénie (de métal, et du grec ‘gennan’ = engendrer) : c’est la discipline qui étudie les gisements métallifères et permet l’estimation de leur intérêt économique.

Minéralogie (de minéral, et du grec ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les minéraux.

Paléontologie (du grec ‘paleo’ = ancien, ‘ontos’ = les êtres vivants, ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les êtres vivants anciens, c’est-à-dire les fossiles.

Paléoclimatologie (du grec ‘paleo’ = ancien, de climat et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les climats du passé. Elle utilise principalement trois groupes de méthodes : l’observation des dépôts et des modelés géomorphologiques ayant une signification climatique (ex : dépôts glaciaires), la répartition de fossiles dont on connaît, ou dont on présume, le comportement écologique (dépôt récifaux, plantes tropicales....) et les méthodes géochimiques permettant d’évaluer les températures du passé (ou paléotempératures).

Paléogéographie (du grec ‘paleo’ = ancien, de géographie et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui permet de reconstituer les différents milieux du passé. Il faut bien entendu tenir compte des déformations tectoniques subies par les régions étudiées depuis l’époque considérée, afin de remettre les différents éléments géologiques à la place qu’ils occupaient à cette époque (notion de tectonique des plaques). La plupart des arguments permettant de reconstituer les milieux de sédimentation sont tirés de l’étude des faciès.

Palynologie (du grec ‘paluno’ = je saupoudre et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est une science qui étudie les pollens (= éléments reproducteurs de végétaux à fleurs), actuels ou fossiles, mais dont l’objet s’étend aux organismes qui sont dégagés des roches en même temps qu’eux par les techniques utilisées (Acritarches,...). Elle permet par exemple de reconstituer les changements de végétation et donc les climats du passé.

Pédologie (du grec ‘pedon’ = le sol et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les sols, notamment du point de vue physico-chimique.

Pétrologie (du grec ‘petra’ = la pierre et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les  roches, comprenant leur description (pétrographie s.str.), leur classification et l’interprétation de leur mode de formation.

Planétologie (du latin ‘planetae’ = astre mobile et du grec ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les planètes, par comparaison avec ce qui est connu sur Terre.

Sédimentologie (du latin ‘sedimentum’ = le dépôt, de ‘sedere’ = être assis, séjourner et du grec ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les phénomènes sédimentaires et les roches sédimentaires.

Sismologie ou séismologie (du grec ‘seismos’, même signification et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les tremblements de terre (ou séismes) naturels ou artificiels, et d’une manière générale la propagation des ébranlements matériels dans la Terre.

Stratigraphie (du latin ‘stratum’ = la couche et du grec ‘graphein’ = écrire) : c’est la discipline qui étudie la succession des dépôts sédimentaires, appelés strates.

Tectonique (du grec ‘tektonikos’ : relatif à la charpente) : c’est la discipline qui étudie les déformations des roches intervenues après leur dépôt (les plis, les failles).

Topographie (du grec ‘topos’ = le  lieu, et ‘graphein’ = écrire) : c’est la discipline qui permet la mesure puis la représentation sur un plan ou une carte des formes et détails visibles sur le terrain (notamment le relief et l’hydrographie, mais aussi les routes, bâtiments…).

Volcanologie ou vulcanologie (du latin ‘Vulcanus’, Vulcain, Dieu du feu chez les Romains et ‘logos’ = le discours, la parole) : c’est la discipline qui étudie les volcans.

A travers cette liste (non exhaustive) des spécialités de la Géologie, on voit donc que le métier de Géologue peut présenter de multiples facettes. Un géologue peut donc être amené à travailler dans différents domaines, par exemple :

  • dans le milieu de l’énergie (énergies fossiles, énergies renouvelables),
  • dans les mines et les carrières,
  • dans le génie civil et les travaux publics,
  • dans la gestion et la protection de l’environnement,
  • dans la prévention et la gestion des aléas naturels (séismes, éruptions volcaniques, inondations…),
  • et bien entendu dans la recherche scientifique et dans l’enseignement (…)

Références :

  • Foucault A. & Raoult J.-F., 2001 - Dictionnaire de Géologie, éditions Dunod, 5ème édition, 374 p.

Pour en savoir plus sur l'Histoire des Sciences de la Terre :

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(page publiée en août 2020)

 

Date de dernière mise à jour : 27/06/2021