Jusqu’à la fin du XIX è siècle, géologues ou géophysiciens enseignaient le dogme de la constance et de la fixité des aires continentales et océaniques. L’Afrique était toujours au même endroit ; le Sahara restait un désert traversé par le tropique du Cancer. L’océan Atlantique a toujours séparé les Amériques de l’Europe et de l’Afrique. Ces théories dominèrent les Sciences de la Terre pendant des siècles.
Pourtant de nombreuses observations mirent à mal cette théorie fixiste : on observa des formations géologiques identiques sur des continents aujourd’hui séparés par des milliers de kilomètres ; et aujourd’hui, des roches anciennes déposées par des calottes glaciaires se retrouvent dans la bande intertropicale.
Comment expliquer ces étranges observations ? Il faudrait beaucoup de professionnels pour nous confirmer qu’en fonction de ce que nous connaissons du globe aujourd’hui, il est bien différent de celui d’autrefois.
Quelques éléments sur la stratigraphie et l’échelle des temps géologiques
Les différents principes exposés dans une stratigraphie permettent au géologue d’établir l’échelle lithostratigraphique (du grec lithos : pierre) de la région étudiée. Cette échelle consiste en un empilement, en fonction du temps, des diverses roches rencontrées.
Mais le géologue est un professionnel qui bouge ! Après avoir travaillé dans les Alpes, il va partir pour l’Australie, l’Amérique du Sud, le Brésil… Chaque fois, il établira une échelle lithostratigraphique à valeur locale. Rapidement il cherchera les relations existant entre ces diverses échelles.
Quelles en sont les roches les plus anciennes ? Les plus jeunes ? Que se passait-il autour des Pyrénées quand des laves coulaient en Afrique du Sud ?
D’où la nécessité de disposer d’une échelle chronostratigraphique globale, ou échelle des temps géologiques.
Chaque subdivision de cette échelle correspond à un intervalle de temps. La construction d’une telle échelle intègre les diverses échelles lithostratigraphiques locales et utilise la succession des faunes et des flores pour les ordonner en fonction du temps. L’évolution des faunes et des flores, marquée par l’apparition d’espèces nouvelles, leur prolifération et leur disparition est irréversible. L’étude des fossiles rencontrés dans les roches (biostratigraphie) a déterminé l’établissement de l’échelle des temps géologiques.
Que sont les fossiles ?
Ils sont des restes d’animaux ou de végétaux conservés dans les roches. On dit souvent qu’ils sont pétrifiés (transformés en pierre). Tous les fossiles ne sont pas de bons chronomètres. L’étude biostratigraphique s’appuie sur les fossiles montrant une grande indépendance à l’égard du milieu, de façon à ce que celui-ci ne puisse pas contrôler leur évolution ; évoluant rapidement au cours du temps (précision des intervalles ainsi définis) ; suffisamment nombreux avec une large répartition géographique ; montrant un bon état de conservation, ce qui facilite leur identification.
La coupe
Dans les coupes où les fossiles sont très abondants, on vérifie généralement la non présence de nombreux intervalles de temps, soit parce qu’il n’y a pas eu de dépôt, soit à cause de l’érosion sur les dépôts correspondants. Le plus souvent, une coupe représente un enregistrement incomplet de l’histoire géologique globale.
L’échelle chronostratigraphique
L’échelle des temps géologiques est un document essentiel si l’on désire comparer la géologie de deux régions éloignées, si l’on entreprend de dessiner une carte géologique du monde.
Elle est calibrée par des datations radiométriques de certaines couches, par exemple les coulées de lave, fondées sur le temps de désintégration de certains atomes, comme le rubidium 87, le potassium 40, l’uranium 238, le carbone 14.
Les subdivisions de l’échelle des temps géologiques en ères, périodes, époques et étages sont fondées sur des évènements marquants de l’histoire de la vie et Terre : les divisions majeures correspondent à des extinctions (ou crises) biologiques ; d’autres subdivisions correspondent, par exemple, à des évènements climatiques globaux, comme les glaciations, ou plus rarement tectoniques (discordances).
La subdivision entre Précambrien et Phanérozoïque est ancienne. Jusqu’à ces dernières années, elle séparait un ensemble inférieur dépourvu de traces de vie (on dit parfois azoïque) d’un ensemble supérieur fossilifère débutant à -570 Ma. Mais de récentes données et de nouvelles datations radiométriques ont conduit à modifier la limite Précambrien-Phanérozoïque. Elle est désormais fixée à 545-540 Ma. Le Précambrien n’est plus considéré comme azoïque. Il renferme des organismes unicellulaires, comme des bactéries, des algues, et des métazoaires à corps mous (surtout des médusoïdes) à sa partie supérieure. C’est la faune d’Ediacara, découverte en Australie.
Le Phanérozoïque est caractérisé par le soudain développement des métazoaires (organismes pluricellulaires). Sa base est placée à l’apparition d’une faune d’organismes millimétriques à coquilles phosphatées.
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