Temps Géologique et Stratigraphie

Échelle des Temps Géologiques§

Éons, Ères, Périodes, Époques

Hadéen (4,6-4 Ga)

• Formation Terre, Lune
• Pas de croûte stable connue
• Bombardement météoritique intense

Archéen (4-2,5 Ga)

• Premières roches (3,8 Ga, Groenland)
• Formation continents primitifs (cratons)
• Origine vie (~3,8-3,5 Ga) : stromatolites (cyanobactéries)
• Atmosphère anoxique (pas O₂)

Protérozoïque (2,5-0,541 Ga)

• Grande Oxygénation (~2,4 Ga) : O₂ produit par cyanobactéries
  • Formations fer rubanées (BIF)
  • Extinction organismes anaérobies
• Supercontinents : Columbia, Rodinia
• Glaciations “Terre boule de neige” (Cryogénien, 720-635 Ma)
• Premiers eucaryotes, puis multicellulaires (Édiacarien)
• Faune d’Édiacara (575-541 Ma) : organismes mous, énigmatiques

Phanerozoïque (541 Ma-présent) : “vie visible”

ÈRE PALÉOZOÏQUE (541-252 Ma)

Cambrien (541-485 Ma)

• Explosion cambrienne : diversification rapide vie pluricellulaire
• Trilobites, brachiopodes, anomalocarides
• Schistes de Burgess (Canada) : fossiles exceptionnels

Ordovicien (485-444 Ma)

• Diversification vie marine : graptolites, échinodermes
• Premiers vertébrés (poissons sans mâchoires)
• Extinction O-S (444 Ma) : glaciation, 85% espèces marines

Silurien (444-419 Ma)

• Premières plantes terrestres (mousses)
• Récifs coralliens

Dévonien (419-359 Ma)

• “Âge des poissons” : diversification, premiers tétrapodes
• Forêts primitives (fougères arborescentes)
• Extinction Dévonien (375 Ma) : 75% espèces

Carbonifère (359-299 Ma)

• Forêts gigantesques (fougères, lycopodes) → charbon
• Insectes géants (libellules 70 cm)
• Premiers reptiles

Permien (299-252 Ma)

• Supercontinent Pangée assemblé
• Reptiles mammaliens dominants
• Extinction Permien-Trias (252 Ma) : LA PLUS GRANDE
  • 96% espèces marines, 70% terrestres
  • Causes : trapps de Sibérie (volcanisme massif), effet de serre, acidification océans, anoxie

ÈRE MÉSOZOÏQUE (252-66 Ma) : “Âge des Reptiles”

Trias (252-201 Ma)

• Récupération extinction
• Premiers dinosaures, mammifères, tortues
• Extinction T-J (201 Ma) : 80% espèces

Jurassique (201-145 Ma)

• Dinosaures dominants (Diplodocus, Allosaurus, Stegosaurus)
• Premiers oiseaux (Archaeopteryx, 150 Ma)
• Pangée commence fragmentation

Crétacé (145-66 Ma)

• Tyrannosaures, Tricératops, Ptérosaures
• Plantes à fleurs (angiospermes) apparaissent, dominent
• Extinction K-Pg (66 Ma) :
  • Astéroïde Chicxulub (Mexique, 10 km diamètre)
  • Fin dinosaures non-aviens, ammonites, reptiles marins
  • 75% espèces disparaissent
  • Mammifères survivent, radient ensuite

ÈRE CÉNOZOÏQUE (66 Ma-présent) : “Âge des Mammifères”

Paléogène (66-23 Ma)

• Radiation mammifères (primates, cétacés, ongulés)
• Refroidissement climat
• Inde percute Asie → Himalaya

Néogène (23-2,6 Ma)

• Prairies s’étendent
• Hominidés apparaissent (Afrique, ~7 Ma)

Quaternaire (2,6 Ma-présent)

• Pléistocène : glaciations répétées, mégafaune (mammouths)
• Holocène (11 700 ans-présent) : interglaciaire actuel, civilisations humaines
• Anthropocène (proposition) : ère de l’influence humaine

Principes de Stratigraphie§

Nicolas Steno (1669)

• Principe de superposition : couche inférieure plus ancienne (si pas déformé)
• Horizontalité originelle : sédiments déposés horizontalement
• Continuité latérale : couches s’étendent latéralement

James Hutton (1788)

• Uniformitarisme : “Le présent est la clé du passé”
• Processus actuels expliquent roches anciennes
• Temps géologique immense

William Smith (1799)

• Succession faunique : fossiles se succèdent dans ordre déterminé
• Corrélations stratigraphiques à distance

Datation Relative

• Ordre chronologique sans âge absolu
• Fossiles stratigraphiques (guides) : courte durée, large répartition

Datation Absolue (Radiométrique)

• Arthur Holmes (1913) : première datation U-Pb
• Désintégration radioactive (demi-vie constante)
  • ¹⁴C (5 730 ans) : matière organique, <50 000 ans
  • K-Ar : roches volcaniques, millions-milliards ans
  • U-Pb : zircons, roches anciennes
  • Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf
• Âge Terre : 4,54 ± 0,05 Ga (météorites)