Géologie : qu'est-ce que c'est ?

La géologie est un terme qui caractérise une discipline scientifique ou bien l'ensemble des caractères du sous-sol d'une région définie. La géologie est une discipline scientifique majeure se focalisant sur les couches externes de la Terre. Elle étudie la Planète, ses matériaux, ses structures, ses processus et son histoire depuis sa formation, il y a environ 4,5 milliards d'années jusqu'à aujourd'hui.

Elle englobe l'analyse des minérauxminéraux, des roches, des formations géologiques (comme les failles et les plis), ainsi que des processus qui modifient et façonnent la surface terrestre au fil du temps, tels que l'érosion, la sédimentationsédimentation, la tectonique des plaques et le volcanisme. La géologie s'attache à explorer et à gérer les ressources naturelles comme les minéraux, le pétrole, le gaz naturel et l'eau souterraine. Elle étudie les risques naturels comme les tremblements de terre, les éruptions volcaniqueséruptions volcaniques, les glissements de terrain, et leur impact sur les sociétés humaines. La géologie se subdivise en plusieurs sous-branches abordées plus bas.

 L’échelle temporelle étudiée par la géologie est particulièrement grande, puisqu’elle couvre toute l’histoire de la Terre, soit 4,55 milliards d’années. © Bonacherajf, Flickr, cc by nc nd 2.0

Genèse de la géologie

La géologie en tant que discipline scientifique a commencé à prendre forme au cours des XVII^e et XVIII^e siècles, bien que les humains aient observé et étudié les roches et les minéraux depuis des milliers d'années.

Quelques étapes clés dans l'histoire de la géologie :

• La géologie durant l'Antiquité et Moyen Âge : les premières observations géologiques remontent à l'Antiquité. Des philosophes grecs comme AristoteAristote (384-322 av. J.-C.) et Théophraste (371-287 av. J.-C.) ont écrit sur les minéraux et les roches. Pendant le Moyen Âge, les connaissances géologiques ont été préservées et développées en partie par des érudits arabes et européens.
• La géologie au XVII^e siècle : la géologie a commencé à émerger comme une science distincte. Nicolas Sténon (1638-1686), un géologuegéologue danois, est considéré comme l'un des fondateurs de la stratigraphie moderne. Il a formulé des principes clés comme celui de la superposition, qui aide à déterminer l'âge relatif des couches rocheuses.
• La géologie au XVIII^e siècle : James Hutton (1726-1797), un géologue écossais, a introduit la théorie du « plutonisme » et l'idée du « gradualismegradualisme », selon laquelle les processus géologiques observés aujourd'hui (comme l'érosion et la sédimentation) ont opéré de la même manière dans le passé. Son œuvre, Theory of the Earth, a jeté les bases de la géologie moderne.
• La géologie au XIX^e siècle : au début du siècle, Charles Lyell (1797-1875), un géologue britannique, a popularisé et étendu les idées de Hutton dans son livre Principles of Geology. Lyell a proposé le concept de l'uniformitarisme, qui soutient que les lois naturelles et les processus géologiques sont constants dans le temps et l'espace.
• Du milieu à la fin du XIX^e siècle, la géologie s'est structurée en tant que discipline académique avec la création de départements universitaires, de sociétés savantes, et de revues scientifiques. Les découvertes dans les domaines de la paléontologiepaléontologie, de la minéralogie et de la pétrologie ont enrichi la discipline.

Les diverses couleurs montrent les différentes roches qui composent la montagne Ritagli di Lecca vue de Fondachelli Fantina, Sicile. © Girtompir, CC0, Wikimedia Commons

Depuis lors, la géologie a continué à évoluer et à se diversifier, intégrant des technologies modernes et des méthodes interdisciplinaires pour mieux comprendre les processus et l'histoire de la Terre.

Les branches de la géologie

La géologie est une science vaste et interdisciplinaire qui se divise en plusieurs sous-disciplines spécialisées. Voici une description détaillée de certaines des principales branches de la géologie :

Minéralogie

Elle étudie les minéraux, qui sont des substances naturelles inorganiques avec une composition chimique définie et une structure cristalline spécifique. L'objectif est d'identifier et classer les minéraux, comprendre leurs propriétés physiquesphysiques et chimiques, et étudier leur formation et leur distribution.

Paléontologie 

Elle étudie des fossiles et des preuves de la vie passée sur Terre pour reconstituer l'évolution des organismes vivants, comprendre les anciens environnements et les changements climatiqueschangements climatiques, et utiliser les fossilesfossiles pour dater et corréler les couches géologiques.

Pétrologie 

C'est l'étude des roches, de leur origine, de leur composition, de leur structure et des processus qui les forment. La pétrologie ignée étudie des roches formées à partir de la solidificationsolidification du magmamagma. La pétrologie sédimentaire étudie des roches formées par la consolidation de sédimentssédiments. La pétrologie métamorphique étudie des roches formées par la transformation de roches existantes sous l'effet de la chaleurchaleur, de la pressionpression et des fluides.

Géodynamique 

Elle s'attache à étudier les forces et les processus qui agissent à l'intérieur de la Terre et qui conduisent aux mouvementsmouvements des plaques tectoniquesplaques tectoniques, aux tremblements de terretremblements de terre, et aux formations de montagnes. Ses objectifs sont de comprendre la dynamique interne de la Terre, les mécanismes de convectionconvection du manteaumanteau et l'interaction entre les différentes couches terrestres.

Géomorphologie 

Cette sous-branche analyse les formes de relief de la surface terrestre et les processus qui les façonnent. Elle a pour but d'analyser les processus d'érosion, de transport et de dépôt des matériaux terrestres, comprendre les impacts du climat et des activités humaines sur le paysage, et reconstituer l'évolution des formes de relief.

Stratigraphie 

C'est l'étude des couches rocheuses (stratesstrates) et de leur organisation chronologique afin de déterminer l'âge relatif des roches, corréler les strates entre différentes régions, et reconstituer l'histoire géologique d'une région.

Les couches géologiques se superposent normalement de la plus ancienne (bas) à la plus récente (haut). © דקי, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons

Géologie structurale 

C'est l'étude des déformations des roches et des structures géologiques telles que les failles, les plis, et les joints pour mieux comprendre les forces tectoniques qui provoquent ces déformations, analyser les mécanismes de formation des structures, et évaluer les implications pour la tectonique des plaques et les ressources naturelles.

Hydrogéologie 

Son domaine est l'étude des eaux souterraines, de leur distribution, de leur mouvement, et de leur interaction avec les roches et les sols. L'objectif est de gérer les ressources en eau souterraine, prévenir la contaminationcontamination des aquifèresaquifères, et comprendre le cycle de l'eau dans les systèmes souterrains.

Volcanologie 

Cette sous-branche étudie des volcans, de leur activité, et des produits émis lors des éruptions volcaniques pour mieux comprendre les mécanismes d'éruption, surveiller les volcansvolcans actifs, et évaluer les risques volcaniques pour les populations.

Sismologie 

Elle étudie les tremblements de terre et la propagation des ondes sismiquesondes sismiques à travers la Terre. Elle analyse les causes et les effets des séismes pour comprendre la structure interne de la Terre à partir des ondes sismiques, et développer des méthodes de prévision et de mitigation des risques sismiquesrisques sismiques.

Géochimie 

Enfin, la géochimie étudie la composition chimique de la Terre et des processus chimiques qui s'y déroulent. Ses objectifs sont de comprendre la distribution des éléments chimiqueséléments chimiques dans les différents réservoirs terrestres, d'étudier les cycles biogéochimiques, et analyser les interactions chimiques entre les roches, l'eau, et l'atmosphèreatmosphère.

Chaque sous-discipline de la géologie apporte des perspectives et des connaissances uniques, contribuant à une compréhension globale de la Terre et de ses processus.