Échelle des temps géologiques

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Histoire de la Terre cartographiée en 24 heures.

L'échelle des temps géologiques est un système de classement chronologique utilisé, notamment en géologie, pour dater les événements survenus durant l'histoire de la Terre. Si son origine date du XVIIIe siècle, elle prend une forme de datation précise en 1913[1], lorsque Arthur Holmes, reconnu aujourd'hui comme le père de l'échelle des temps géologiques, publie la première[2].

Bénéficiant du croisement de plusieurs disciplines scientifiques, celles concernant notamment les techniques de datation, la science de la chronostratigraphie ne cesse de s'enrichir. Les échelles doivent ainsi être périodiquement mises à jour, les âges devenant plus précis.

Tous les quatre ans, l'Union internationale des sciences géologiques (UISG) organise le Congrès géologique international dont la 34e édition s'est déroulée du 2 au 10 août 2012[3] à Brisbane, en Australie. À l'occasion de la tenue de ces congrès, la Commission internationale de stratigraphie, qui dépend de l’UISG, statue officiellement sur la dénomination et le calibrage des différentes divisions et subdivisions des temps géologiques. Ces congrès sont également parrainés par d'autres organismes nationaux, comme la Commission de la carte géologique du monde (CCGM), établie à Paris. Les dernières échelles publiées intègrent notamment les magnétochrones (inversions du champ magnétique terrestre) et comportent 5 à 6 niveaux et sous-niveaux normalisés. D'anciennes nomenclatures, notamment celles des ères Primaire, Secondaire, et Tertiaire, ont ainsi été abandonnées au profit de subdivisions plus précises et rigoureuses.

L'échelle des temps géologiques débute généralement avec l'âge estimé de la Terre, soit plus de 4,6 milliards d'années.

Historique[modifier | modifier le code]

Diagramme de l'échelle des temps géologiques.

Au cours des XVIe et XVIIe siècles, les mineurs commencent à exprimer le besoin de comprendre les relations entre les différentes unités lithologiques. En 1669, le géologue danois Niels Stensen énonce le principe de superposition, selon lequel une couche sédimentaire est toujours plus récente que les couches sous-jacentes (sauf remaniement ultérieur). Ce nouveau principe permet aux travailleurs de commencer à reconnaître les différentes successions de roches, mais la description des roches, basée à l'époque sur des critères d'observation tels que la couleur, la texture ou l'odeur, ne permet pas de faire des comparaisons entre les séquences de différentes zones géographiques. La découverte de fossiles un peu partout sur la planète permet de faire un travail de corrélation entre des zones géographiques distinctes. En 1795, James Hutton énonce le principe d'uniformitarisme (aussi appelé principe d'actualisme), qui suppose que les processus géologiques sont uniformes dans le temps en termes de fréquence et de magnitude. Le géologue britannique William Smith publie en 1815 une carte géologique détaillée de l'Angleterre, du Pays de Galle et d'une partie de l'Écosse, lui permettant de découvrir les fossiles stratigraphiques, régissant l'approche biostratigraphique. Ce nouveau principe, nommé principe de succession faunistique, indique que les fossiles découverts dans une séquence stratigraphique le sont de manière ordonnée, ce qui permet de mettre en place une échelle de temps relative[4].

Nomenclature[modifier | modifier le code]

Terminologie[modifier | modifier le code]

L'échelle des temps géologiques est subdivisée en plusieurs unités : les unités chronostratigraphiques, géochronologiques et magnétostratigraphiques. Les unités chronostratigraphiques sont définies à partir des méthodes lithostratigraphiques et biostratigraphiques et organisent les couches sédimentaires de la croûte terrestre en une échelle temporelle relative. Les unités géochronologiques correspondent à des intervalles de temps, dont les âges sont obtenus par les méthodes de datation absolue. Ces deux catégories d'unités utilisent différents termes qui sont équivalents et suivent une hiérarchie précise[5] :

Unités chronostratigraphiques Unités géochronologiques
éonothèmes éons
érathèmes ères
systèmes périodes
séries époques
étages âges
sous-étages sous-âges

Définitions et limites[modifier | modifier le code]

Ères[modifier | modifier le code]

Les différentes subdivisions de l'échelle des temps géologiques correspondent à des conditions paléo-environnementales, paléontologiques ou encore de sédimentation similaires et homogènes. Les ères sont définies selon des arguments paléontologiques et géodynamiques, bien que les premiers l'emportent sur les seconds dans la limitation des ères du fait de leur antériorité par rapport aux études géodynamiques. La base du Paléozoïque et du Phanérozoïque se caractérise par l'apparition des premiers fossiles à coquilles ; cette ère est marquée par la présence du taxon des trilobites et est constitué de deux cycles orogéniques : le cycle calédonien et le cycle hercynien. La limite Paléozoïque – Mésozoïque est caractérisée par la crise biologique du Permien-Trias, qui voit la disparition de taxons caractéristiques de l'ère Paléozoïque comme les trilobites et les fusulines, la fragmentation du supercontinent de la Pangée et par une grande discordance présente dans plusieurs régions du monde (Amériques, Sibérie...) qui marque la fin du cycle hercynien et le début du cycle alpin. L'ère Mésozoïque est définie par la présence des grands dinosaures non-aviens et des ammonites, taxons qui disparaissent lors de la crise Crétacé-Tertiaire qui marque la limite entre le Mésozoïque et le Cénozoïque. Cette dernière ère est caractérisée par le développement de taxons comme les nummulites et les mammifères et par une série d'orogenèses à l'origine de la ceinture alpine[6],[7].

Périodes[modifier | modifier le code]

Étages[modifier | modifier le code]

Étymologies et anciennes appellations[modifier | modifier le code]

Les noms donnés aux ères, aux périodes, aux époques et aux étages, proviennent soit des lieux où leurs roches ont été étudiées pour la première fois, soit d'une signification gréco-latine :

.

Tableau de l'échelle des temps géologiques[modifier | modifier le code]

L'échelle des temps géologique présentée est basée sur celle de la Commission internationale de stratigraphie (ICS). Les dates et incertitudes sont celles de l'échelle publiée en 2012 par l'ICS[8]. Ces incertitudes sont le fait des méthodes de mesure liées à la datation.

Éon Ère Période/Système[N 1] Époque/Série Étage Âge (en Ma)[N 2] Événements majeurs

P
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N
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Tertiaire[N 3]
Quaternaire[N 4] Holocène Point stratotypique mondial 0,0117 Agriculture et sédentarisation
Pléistocène[N 4] Tarantien 0,126

Cycles glaciaires dans l'hémisphère Nord ;
extinction des mammifères géants ;
évolution de l'homme moderne

Ionien 0,781
Calabrien Point stratotypique mondial 1,806
Gélasien Point stratotypique mondial 2,58
Néogène Pliocène Plaisancien Point stratotypique mondial 3,600 Abel, Lucy
Zancléen Point stratotypique mondial 5,333
Miocène Messinien Point stratotypique mondial 7,246 Séparation de la lignée humaine et de la lignée des chimpanzés
Tortonien Point stratotypique mondial 11,62
Serravallien Point stratotypique mondial 13,82
Langhien 15,97
Burdigalien 20,44
Aquitanien Point stratotypique mondial 23,03
Paléogène Oligocène Chattien 28,1 Isolement du continent antarctique et établissement d'un courant circumpolaire
Rupélien 33,9
Éocène Priabonien 38,0 Nombreuses nouvelles espèces de petits mammifères et surrection des Alpes (cétartiodactyles, rongeurs…).
Bartonien 41,3
Lutétien Point stratotypique mondial 47,8
Yprésien Point stratotypique mondial 56,0
Paléocène Thanétien Point stratotypique mondial 59,2 Premiers périssodactyles, glires, primates
Sélandien Point stratotypique mondial 61,6
Danien Point stratotypique mondial 66,0

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Secondaire[N 3]

Crétacé Supérieur Maastrichtien Point stratotypique mondial 72,1 ± 0,2 Isolement de l’Euramérique ;
Extinction Crétacé-Tertiaire (environ 50 % des espèces, dont les dinosaures non-aviens) ;
premiers mammifères placentaires.
Campanien 83,6 ± 0,2
Santonien Point stratotypique mondial 86,3 ± 0,5
Coniacien 89,8 ± 0,3
Turonien Point stratotypique mondial 93,9
Cénomanien Point stratotypique mondial 100,5
Inférieur Albien ≃113,0 Isolement de l'Afrique
Aptien ≃125,0
Barrémien ≃129,4
Hauterivien ≃132,9
Valanginien ≃139,8
Berriasien ≃145,0
Jurassique Supérieur
Malm
Tithonien 152,1 ± 0,9

Mammifères marsupiaux,
premiers oiseaux ;
premières plantes à fleurs.

Kimméridgien 157,3 ± 1,0
Oxfordien 163,5 ± 1,0
Moyen
Dogger
Callovien 166,1 ± 1,2
Bathonien Point stratotypique mondial 168,3 ± 1,3
Bajocien Point stratotypique mondial 170,3 ± 1,4
Aalénien Point stratotypique mondial 174,1 ± 1,0
Inférieur
Lias
Toarcien 182,7 ± 0,7 Division de la Pangée
Pliensbachien Point stratotypique mondial 190,8 ± 1,0
Sinémurien Point stratotypique mondial 199,3 ± 0,3
Hettangien Point stratotypique mondial 201,3 ± 0,2
Trias
Supérieur Rhétien ≃208,5 Extinction du Trias-Jurassique (environ 50 % des espèces)

Premiers dinosaures,
mammifères ovipares ;
algues calcaires dans les mers ; forêts de conifères.
Norien ≃227
Carnien Point stratotypique mondial ≃237
Moyen Ladinien Point stratotypique mondial ≃242
Anisien 247,2
Inférieur Olenekien 251,2
Induen Point stratotypique mondial 252,17 ± 0,06

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Primaire[N 3]

Permien Lopingien Changhsingien Point stratotypique mondial 254,17 ± 0,07 Extinction du Permien-Trias
(95 % des espèces marines, 70 % des espèces terrestres)
Wuchiaping'ien Point stratotypique mondial 259,8 ± 0,4
Guadalupien Capitanien Point stratotypique mondial 265,1 ± 0,4
Wordien Point stratotypique mondial 268,8 ± 0,5
Roadien Point stratotypique mondial 272,3 ± 0,5
Cisuralien Kungurien 279,3 ± 0,6
Artinskien 290,1 ± 0,26
Sakmarien 295,0 ± 0,18
Assélien Point stratotypique mondial 298,9 ± 0,15
Carbonifère Pennsylvanien
cf. Silésien
Gjélien 303,7 ± 0,1 Insectes géants ;
premiers sauropsides (reptiles) ;

arbres primitifs de grande taille ; fossilisation importante de matière organique

Kasimovien 307,0 ± 0,1
Moscovien 315,2 ± 0,2)
Bachkirien Point stratotypique mondial 323,2 ± 0,4
Mississippien
cf. Dinantien
Serpoukhovien 330,9 ± 0,2
Viséen Point stratotypique mondial 346,7 ± 0,4
Tournaisien Point stratotypique mondial 358,9 ± 0,4
Dévonien Supérieur Famennien Point stratotypique mondial 372,2 ± 1,6 Crise de la faune marine : extinction du Dévonien ;
premiers vertébrés terrestres ;
premières plantes à graines ; premiers arbres.
Frasnien Point stratotypique mondial 382,7 ± 1,6
Moyen Givétien Point stratotypique mondial 387,7 ± 0,8 Plantes ligneuses : prêles, fougères
Eifelien Point stratotypique mondial 393,3 ± 1,2
Inférieur Emsien Point stratotypique mondial 407,6 ± 2,6
Praguien Point stratotypique mondial 410,8 ± 2,8
Lochkovien Point stratotypique mondial 419,2 ± 3,2
Silurien Pridoli Pridolien Point stratotypique mondial 423,0 ± 2,3 « Sortie des eaux » :
premières plantes terrestres,
arthropodes terrestres.
Ludlow Ludfordien Point stratotypique mondial 425,6 ± 0,9
Gorstien Point stratotypique mondial 427,4 ± 0,5
Wenlock Homérien Point stratotypique mondial 430,5 ± 0,7
Sheinwoodien Point stratotypique mondial 433,4 ± 0,8
Llandovery Télychien Point stratotypique mondial 438,5 ± 1,1
Aéronien Point stratotypique mondial 440,8 ± 1,2
Rhuddanien Point stratotypique mondial 443,4 ± 1,5
Ordovicien Supérieur Hirnantien Point stratotypique mondial 445,2 ± 1,4 Extinction de l'Ordovicien-Silurien

Prédominance des invertébrés

Extinction du Cambrien (environ 85 % des espèces)
Katien Point stratotypique mondial 453,0 ± 0,7
Sandbien Point stratotypique mondial 458,4 ± 0,9
Moyen Darriwilien Point stratotypique mondial 467,3 ± 1,1
Dapingien Point stratotypique mondial 470,0 ± 1,4
Inférieur Floien Point stratotypique mondial 477,7 ± 1,4
Trémadocien Point stratotypique mondial 485,4 ± 1,9
Cambrien Furongien Étage 10 ≃489,5 « Explosion cambrienne » :
faune de Burgess,
premiers chordés
Jiangshanien Point stratotypique mondial ≃494
Paibien Point stratotypique mondial ≃497
Série 3 Guzhangien Point stratotypique mondial ≃500,5
Drumien Point stratotypique mondial ≃504,5
Étage 5 ≃509
Série 2 Étage 4 ≃514
Étage 3 ≃521
Terreneuvien Étage 2 ≃529
Fortunien Point stratotypique mondial 541,0 ± 1,0
Fin du Précambrien[N 5]

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NÉO Édiacarien Point stratotypique mondial ≃635 Organismes archaïques de classement incertain ; métazoaires bilatériens
Cryogénien Varangien 650 Glaciation Varanger
Sturtien 850
Tonien 1 000 Formation du continent Rodinia
MÉSO Sténien 1 200 Eucaryotes multicellulaires[N 6]
Ectasien 1 400
Calymmien 1 600
PALÉO Stathérien 1 800 Émergence du continent Columbia
Orosirien 2 050 Premiers eucaryotes[N 6] ;
atmosphère riche en dioxygène O2 ;
Grande oxydation ; couches rouges ;
glaciation huronienne
Rhyacien 2 300
Sidérien 2 500

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NÉOARCHÉEN[N 7] ≃2 800 Bactéries ; archées ; photosynthèse (cyanobactéries) ;
disparition du méthane CH4 ;
gisements de fer rubané
MÉSOARCHÉEN 3 200
PALÉOARCHÉEN 3 600
ÉOARCHÉEN 4 000

HADÉEN

4 540 Formation des océans par condensation de l'eau de l'atmosphère composée de N2, de CO2 et de CH4 ; refroidissement de la Terre ; solidification de la croûte terrestre ;
Grand bombardement tardif.


Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Les paléontologues font souvent référence à des stades de développement de la vie plutôt qu'à des périodes géologiques précises. La nomenclature est assez complexe. L'usage ancien était que le Primaire soit l'équivalent du Paléozoïque, le Secondaire celui du Mésozoïque, le Tertiaire celui du Paléogène, du Miocène et du Pliocène et le Quaternaire celui du Pléistocène et de l'Holocène. Le système de couleurs choisi est celui de la Commission de la carte géologique du monde. Voir : Projet:Géologie.
  2. Les dates avec un clou d'or Point stratotypique mondial indiquent les Points Stratotypiques Mondiaux (PSM) acceptés par la communauté scientifique internationale.
  3. a, b et c Le Cambrien et les périodes géologiques postérieures étaient autrefois classées en ères Primaire, Secondaire, et Tertiaire ; ces dénominations ont été abandonnées (cf. http://www.stratigraphy.org/bak/geowhen/TQ.html).
  4. a et b La ratification de la définition de la base du Quaternaire Système/Période (et le toit du Néogène Système/Période), et la redéfinition de la base du Pléistocène Époque/Série (et le toit du Pliocène Époque/Série) ont été approuvées par la majorité de l'Union internationale des sciences géologiques le 29 juin 2009. (Cf.http://www.stratigraphy.org/upload/IUGS%20Ratification_Q%20&%20Pleistocene.pdf).
  5. Des découvertes récentes (surtout postérieures à 1980) ont fortement modifié notre vision de la géologie et des événements géologiques et paléontologiques précambriens. Le Précambrien désignait l'ensemble des éons Protérozoïque, Archéen et Hadéen.
  6. a et b En 2014, la présence d'eucaryotes multicellulaires dans le groupe fossile de Franceville, vieux de 2,1 milliards d'années, a été confirmée par le CNRS.
  7. Les ères géologiques du Néoarchéen, du Mésoarchéen, du Paléoarchéen et de l'Éoarchéen sont disposées sur 2 colonnes uniquement par commodité de représentation.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « Arthur Holmes: Harnessing the Mechanics of Mantle Convection to the Theory of Continental Drift », sur American Museum of Natural History (consulté le 6 avril 2013)
  2. (Holmes 1913, p. 172)
  3. Union internationale des sciences géologiques
  4. (en) Tony Fiorillo, David Polly, et Brian Speer, « The Geologic Time Scale in Historical Perspective », sur http://www.ucmp.berkeley.edu/, University of California – Museum of Paleontology,‎ 9 avril 2013 (consulté le 22 septembre 2013).
  5. (en) Michael A. Murphy, Amos Salvador, « Chronostratigraphic Units », sur http://www.stratigraphy.org, International Commission on Stratigraphy,‎ 25 février 2009 (consulté le 29 septembre 2013).
  6. Aubouin et al. 1978, p. 322 – 323
  7. Cotillon 1988, p. 17
  8. [PDF] « Charte stratigraphique internationale (2012) », sur http://www.stratigraphy.org/ (consulté le 7 avril 2013).

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) Arthur Holmes, The Age of the Earth, Londres, Harper,‎ 1913, 196 p. (lire en ligne)
  • [Cotillon 1988] Pierre Cotillon (préf. Jean Aubouin), Stratigraphie, Paris, Dunod, coll. « Géosciences »,‎ juin 1988, 1e éd., 185 p. (ISBN 2-04-012338-5)
  • [Aubouin et al. 1978] Jean Aubouin, Robert Brousse et Jean-Pierre Lehman, Précis de géologie : Stratigraphie, t. 3, Paris, Dunod,‎ 1978 (réimpr. 1975), 3e éd. (1re éd. 1967), 685 p. (ISBN 2-04-016420-0)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]