Olympiades de Géosciences 2019

Sujets

Comme chaque année, plusieurs sujets sont proposés en fonction de la localisation des candidats

Sujets Métropole, La Réunion, Mayotte

L’oeil de Richat

Au fond du désert du Sahara occidental, en Mauritanie, une structure circulaire spectaculaire peut être vue depuis l'espace. Elle est appelée « l'oeil d'Afrique » ou la structure de Richat (Guelb er Richat).
Théodore Monod est le tout premier scientifique à visiter cette étrange formation en 1934 mais ce n’est qu'au milieu des années 1960, lorsque la station spatiale internationale Gemini l'a observée de son orbite, que celle-ci attire l’attention… au point de devenir un repère pour les astronautes ! Elle mesure 50 km de diamètre et couvre une superficie totale de 1 030 700 km2.

On cherche à comprendre l’origine de cette structure si spectaculaire.

Les belles pierres de Florence

La ville de Florence, en Toscane, est célèbre pour sa richesse artistique exceptionnelle. Berceau de la Renaissance italienne, elle abrite de nombreux palais, églises et musées.
Un visiteur remarque rapidement que la majorité des monuments anciens de la ville emploient deux types de pierres de construction : des blocs de couleur ocre-brun, souvent assez grossièrement taillés, et des pierres ornementales de couleur gris-bleu, souvent gravées et sculptées.
La roche brune est désignée localement sous le nom de pietra forte (littéralement « pierre solide ») et est utilisée au moins depuis l’époque Romaine. Elle domine dans les édifices du Moyen-âge et est employée comme matériau de construction jusqu’à nos jours.
La roche grise est désignée sous le nom de pietra serena (littéralement « pierre tranquille » ou « pierre couleur de ciel ») et est utilisée au moins depuis l’époque étrusque. Cependant, ce sont principalement les architectes et sculpteurs de la Renaissance, tels que Brunelleschi, Michelangelo et Vasari, qui l’ont massivement employée.

Quels peuvent-être les intérêts architecturaux et l’origine géologique de ces roches ?

Les plus anciennes traces de vie sur terre ?

En 1993, John William Schopf, professeur de paléobiologie de l’Université de Californie publie un article retentissant. Il annonce la découverte des plus anciennes traces de vie dans des roches datées de - 3,46 Ga, du craton de Pilbara, situé à l’ouest de l’Australie. À partir de 2002, de nouvelles découvertes ébranlent la communauté scientifique,remettant en cause l’origine biologique de ces traces. Dans une thèse écrite en 2015, Julien Alléon, chercheur au département de « Earth Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology », revient sur la vive controverse qui alimente la communauté scientifique depuis les années 2000, au sujet des roches du craton de Pilbara (Australie occidentale) : « Identifier l’origine biologique ou non biologique (abiotique) de la matière carbonée des roches anciennes est délicat, notamment à cause des conditions de température et de pression que ces roches ont subi au cours de leur histoire géologique, ayant inévitablement transformé les molécules organiques initiales. »

Les microstructures carbonées observées sont-elles ou non des traces des premières formes de vie ?

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Guadeloupe - Guyane - Martinique

Une vie eucaryote pluricellulaire il y a 2,1 milliards d'années

Le gisement de Franceville au Gabon est exceptionnel :

• • l’abondance des fossiles pyritisés,
• • leur préservation
• • le bassin sédimentaire de Franceville peu perturbé par l’activité tectonique.

C’est le bassin sédimentaire de cet âge le mieux conservé au monde. Les fossiles se trouvent dans des couches sédimentaires d’argiles noires riches en matière organique. Les géologues en ont déduit les caractéristiques environnementales de la région à cette époque : un milieu marin peu profond et riche en dioxygène, conditions qui étaient favorables au développement de formes de vie complexes et organisées.

Retrouvez les arguments en faveur de l’idée principale soutenue par les auteurs de l’article : « Des structures découvertes dans le bassin de Franceville attestent que des organismes eucaryotes pluricellulaires ont vécu dans un environnement oxygéné il y a 2,1 Ga. »

Des baleines échouées dans une grotte.

Le Chili, qui borde l'océan Pacifique jusqu'à l'extrémité du continent sud-américain, est connu pour ses importants séismes. La Patagonie chilienne présente les plus beaux glaciers andins, à l'origine d'une côte très découpée d'iles et de fjords dans cette région proche de l'Antarctique. Parmi ces archipels sauvages, Madre de Dios est un ensemble d'iles calcaires explorées depuis plus de 10 ans par les spéléologues de Centre-Terre. La découverte de curieux cimetières de baleines dans une gigantesque grotte, perchée jusqu'à plus de 10 mètres au-dessus du niveau de la mer a intrigué les scientifiques de l'équipe, qui lui ont donné le nom de grotte de la Baleine.

On se propose ici de comprendre l’origine de ces cimetières.

La désertification du Sahara

Aujourd'hui, le Sahara n'est qu'un immense désert de sable et de pierres. Mais il y a 10 500 ans, sous l’effet d’un renforcement des pluies de la mousson africaine, le Sahara était une région entièrement verte. Une savane tropicale y était installée. Le paysage était parsemé de lacs et peuplé d'une faune d'hippopotames, de crocodiles et d'éléphants. On estime que cette période humide cessa il y a environ 7 000 ans, le Sahara prenant cet aspect minéral qui nous est si familier aujourd’hui.

Afin de préciser cette histoire, des scientifiques se sont basés, entre autres, sur des analyses de sédiments prélevés dans l'Atlantique, au large de la Mauritanie, et des simulations numériques. Mais les données recueillies au fond du lac Yoa, dans l'oasis tchadienne d'Ounianga Kébir, ne semblent pas raconter exactement la même histoire…

Texte adapté d’après La Recherche

Expliquer comment les deux études, menées respectivement à partir de l’étude de sédiments marins de l’Atlantique et de sédiments lacustres du Tchad, permettent de préciser l’histoire géologique du Sahara. Vous vous attacherez notamment à discuter de la durée du phénomène de désertification et vous proposerez une explication aux différences observées entre les deux études.

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Polynésie française - Nouvelle Calédonie - AEFE

Le lac Pavin : un tueur en Auvergne ?

Le lac Pavin, ainsi que le lac Nyos – situe au nord-ouest du Cameroun est un lac méromictique. Or, dans la soirée du 21 aout 1986, le lac Nyos a libéré environ un kilomètre cube de dioxyde de carbone. Cette catastrophe a entrainé la mort de 915 personnes à proximité immédiate du lac Nyos. A l’ouest, plusieurs hameaux dispersés le long de la vallée de la Fang ont été touchés par la catastrophe. Le bilan humain total est de 1 746 victimes. Toutes ont retrouvées dans un paysage quasi intact, portant seulement, à certains endroits, les traces d’un violent coup de vent. Plus de 3 000 personnes ont dû quitter leurs maisons et ont été regroupées dans des camps.

En mai 2009, s’est tenu un colloque international intitule ≪ Lac Pavin et autres lacs méromictiques ≫. Celui-ci étant susceptible d’être dangereux, on s’intéresse ici au risque pour les populations environnantes et aux mesures prises pour le limiter.

Vous êtes chargé de réaliser une synthèse du colloque à partir des documents fournis.

Quand le Lac Leman déborde

Durant le Moyen-Age, l'évêque Marius d’Avenches (455-581) fait le récit d'une catastrophe naturelle majeure ayant touché les abords du lac Leman. ≪ Cette année-ci (563), la grande montagne s'écroula si subitement qu'elle écrasa un bourg qui était proche des villages et en même temps tous leurs habitants. Sa chute mit aussi en mouvement tout le lac [...] qui en sortant de ses deux rives, détruisit des villages très anciens avec hommes et bétails.

[...] Enfin, il entraina avec furie le pont de Genève, les moulins et les hommes et, étant rentre dans la cite de Genève, il y fit périr plusieurs personnes. ≫

Un millénaire et demi après cette catastrophe, on cherche à comprendre ce qui s’est passé dans ce lac situé dans les Alpes, à la frontière entre la France et la Suisse.

On s’intéresse aux investigations de chercheurs de l’université de Genève qui proposent un scenario explicatif pour cet évènement du haut Moyen-Age.

Une ressource géologique des Pyrenees : le talc de Trimouns

Le terme ≪ talc ≫ répond à plusieurs définitions : c’est d’abord, pour le grand public, une poudre blanche utilisée pour les soins corporels. C’est aussi, pour le géologue, un minéral, un silicate de magnésium hydrate de formule Mg3 Si4O10(OH)2. Par extension, l’exploitant appelle aussi ≪ talc ≫ la roche ou ≪ minerai ≫ à partir de laquelle il est produit.

On cherche à comprendre les mécanismes qui ont été à l’origine de la genèse d’un gisement de talc, le gisement de Trimouns.

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