Ordovicien

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Ordovicien

Notation chronostratigraphique O
Notation française o
Niveau Période / Système
Érathème / Ère
- Éonothème / Éon
Paléozoïque
Phanérozoïque

Stratigraphie

Début Fin
Point stratotypique mondial 485,4 ± 1,9 Ma
(Extinction du Cambrien)
Point stratotypique mondial 443,4 ± 1,5 Ma
(Extinction Ordovicien-Silurien)

Subdivisions

Paléogéographie et climat

Description de cette image, également commentée ci-après

Reconstitution de la géographie terrestre de la fin de l'Ordovicien (450 Ma)

Taux de O2 atmosphérique env. 13,5 %vol[1]
(68 % de l'actuel)
Taux de CO2 atmosphérique env. 4 200 ppm[2]
(15 fois le niveau d'avant la révolution industrielle)
Température moyenne 16 °C[3]
(+°C par rapport à l'actuel)

Contexte géodynamique

Faune et flore

Évolution

éon Phanérozoïque
Cénozoïque
Mésozoïque
Paléozoïque

L’Ordovicien est le second des six systèmes géologiques constituant le Paléozoïque. Il s’étend de 485,4 ± 1,9 à 443,4 ± 1,5 millions d'années (Ma). Il est précédé par le Cambrien et suivi par le Silurien.

L’Ordovicien a été défini par Charles Lapworth en 1879 pour résoudre un problème de paternité de certaines couches géologiques. Adam Sedgwick et Roderick Murchison ont placé ces couches respectivement dans le Cambrien et le Silurien[4]. Lapworth reconnaît que les fossiles présents dans les strates disputées sont distinctes de celle du Cambrien ou du Silurien et les attribue à un nouveau système nommé en référence aux Ordovices, un peuple brittonique de l’actuel Pays de Galles.

Les couches géologiques de l’Ordovicien renferment aujourd’hui de vastes réservoirs de pétrole et de gaz naturel dans certaines régions du monde. Il correspond à une époque où l'océan global et l'atmosphère terrestre se sont refroidis, conjointement à une explosion de la biodiversité sur la planète.

Datation[modifier | modifier le code]

L’Ordovicien débute avec un épisode d’extinction d’espèces important, l’extinction du Cambrien. Il se finit par une autre extinction massive, l’extinction Ordovicien-Silurien où 60 % des genres et 85 % des espèces disparaissent[5].

Subdivisions[modifier | modifier le code]

L’Ordovicien se divise en trois époques[6],[7] :

Supérieur
  Hirnantien (445,2 ± 1,4 à 443,4 ± 1,5 Ma)
  Katien (453,0 ± 0,7 à 445,2 ± 1,4 Ma)
  Sandbien (458,4 ± 0,9 à 453,0 ± 0,7 Ma)
Moyen
  Darriwilien (467,3 ± 1,1 à 458,4 ± 0,9 Ma)
  Dapingien (470,0 ± 1,4 à 467,3 ± 1,1 Ma)
Inférieur
  Floien (477,7 ± 1,4 à 470,0 ± 1,4 Ma)
  Trémadocien (485,4 ± 1,9 à 477,7 ± 1,4 Ma)

Paléogéographie[modifier | modifier le code]

Le niveau de la mer est élevé pendant l’Ordovicien, la transgression marine du Trémadocien est celle où le niveau de la mer est le maximum pour laquelle il reste des traces.

Les continents de l’hémisphère sud sont groupés en un supercontinent : Gondwana. Le Gondwana est issu de la fracture d’un supercontinent encore plus ancien : Rodinia. Au début de l’Ordovicien, Gondwana est situé aux latitudes équatoriales et se déplace vers le pôle Sud. De petits terranes, qui se séparent du Gondwana y seront ré-accrétés durant l’Ordovicien moyen. Ces évènements orogéniques ont laissé des traces comme la présence en Europe, d’ophiolites, de granites et de roches métamorphiques de cet âge (massifs cristallins des Alpes : aiguilles Rouges, Belledonne).

Tout comme l’Amérique du Nord et l’Europe, Gondwana est en partie couvert de mers peu profondes. Les roches de l’Ordovicien sont principalement sédimentaires, les sédiments marins qui en forment la plus grande partie sont constitués en grande partie de calcaire, les schistes et le grès sont bien moins fréquents.

L’orogenèse Taconique se produit lors de la collision de Baltica et de Laurentia. Vers la fin de cette période le Gondwana était proche du pôle et largement recouvert de glaciers, le climat se refroidit alors que la biodiversité croît.

Vie[modifier | modifier le code]

Ordovicien, climat et explosion de la biodiversité[modifier | modifier le code]

Selon une étude[8] publiée en 2008, il y aurait une relation forte entre biodiversité marine et changement climatique, et l'explosion de la biomasse et de la biodiversité marine, dont la trace a été conservée par les fossiles datant d'il y a 460 millions d'années, a coïncidé avec un refroidissement global à la fin duquel le nombre de genres et de familles d'êtres vivants avait triplé ou quadruplé par rapport à l'époque précédente.

Cette corrélation a été établie via la mesure des variations du rapport de deux isotopes de l'oxygène dans certains minéraux conservés dans les squelettes de conodontes de ces époques. Le ratio entre les isotopes de l'oxygène étant indicateur de la température de l'eau de mer dans laquelle vivaient ces animaux. Il y a plus de 490 millions d'années, avant l'Ordovicien, l'atmosphère terrestre était plus riche en CO2, ce qui la maintenait dans un état plus chaud (par effet de serre induit par ce gaz). La température des océans atteignait alors 45 °C, température peu favorable à un taux élevé d'oxygène dissous. La biodiversité a contribué, via la photosynthèse et la production de « puits de carbone » à pomper et fixer le CO2 atmosphérique. Il y a environ 460 millions d'années, les mers se sont lentement refroidies, et ce refroidissement progressif a été contemporain d'une explosion de la biodiversité. Il semble que la biodiversité ait favorisé un refroidissement, et que ce refroidissement ait favorisé le développement de cette biodiversité. L'apparition des récifs coralliens a notamment joué un rôle important.

Timothy Lenton, de l'université d'Exeter (Royaume-Uni), complète ce scénario en ajoutant que l'altération des roches, engendrée par les végétaux colonisant les continents, induit lui aussi une réaction chimique consommatrice de CO2. La teneur en gaz carbonique aurait ainsi diminué de moitié, provoquant une baisse de température globale de 5 °C et donc une glaciation il y a 460 Ma. Le développement des plantes terrestres aurait donc contribué à la disparition de nombreuses plantes marines.
Le délitement continu des roches amène des quantités importantes de phosphore et de fer dans les océans, ce qui favorise le développement du phytoplancton et crée ainsi un gros puits de carbone marin. Ceci induit une autre période de glaciation environ 15 Ma plus tard[9].

Flore[modifier | modifier le code]

Des spores fossiles attribuées à des plantes de type terrestre ont été trouvés dans les sédiments de l'Ordovicien supérieur. Avasculaires, elles étaient semblables aux hépatiques modernes, descendant probablement d'algues vertes du groupe des streptophytes, communes au Cambrien tardif. À cette époque, leur extension se limitait aux rives et aux lignes de côtes où elles formaient un tapis ras, comme les bryophytes modernes.

Les premiers champignons terrestres datent de la même période. Des hyphes et des spores ont été datés de 460 Ma. Ils auraient pu jouer un rôle crucial dans la colonisation des terres par les plantes. Grâce à la symbiose mycorhizienne, ils auraient rendu les minéraux nutritifs disponibles pour les cellules végétales[10].

Faune[modifier | modifier le code]

LibertyFormationSlab092313.jpg

Bien que moins connu que l’explosion cambrienne, l’Ordovicien est aussi une période de radiation évolutive : le nombre de genres d'animaux marins quadruple, résultant en 12 % de la faune connue du Phanérozoïque[11]. Les Trilobites, brachiopodes inarticulés et Éocrinoïdes du Cambrien laissent la place aux espèces qui vont dominer le reste du Paléozoïque tels que des Cephalopoda, des Crinoidea et des brachiopodes articulés ; en particulier les trilobites sont largement remplacés par d’autres espèces sur les plateaux continentaux, leur succès personnifiant la diversité accrue des organismes secrétant des coquilles à base de carbonates de l’Ordovicien comparé au Cambrien[12].

En Amérique du Nord et en Europe, l’Ordovicien est une époque de mer continentale peu profonde riche en vie. En particulier les trilobites et les brachiopodes sont variés et nombreux. Les premiers ectoproctas apparaissent ainsi que les récifs de coraux. Les coraux isolés sont plus anciens et datent au moins du Cambrien. Les mollusques, qui remontent eux aussi au Cambrien ou à l’Édiacarien, deviennent communs, plus spécialement les bivalves, Gastropoda et Nautiloidea. Il a été longtemps considéré que les premiers vertébrés datent de cette époque mais des découvertes récentes en Chine ont montré leur présence probable au début du Cambrien. Les graptolites sont prolifiques dans les océans.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (de) teneur en oxygène dans l'atmosphère au Phanérozoïque
  2. (en) dioxyde de carbone au Phanérozoïque
  3. (en) température de la Terre
  4. (en) Michael G. Bassett, « 100 years of Ordovician geology », Episodes, vol. 2, no 2,‎ 1979, p. 18-21 (lire en ligne [PDF])
  5. (en) David Jablonski, « Extinction in the fossil record », Philosophical Transactions of the Royal Society B, vol. 344, no 1307,‎ 1994, p. 11-17 (DOI 10.1098/rstb.1994.0045, lire en ligne).
  6. (en) [PDF] « International chronostratigraphic chart (2012) », sur http://www.stratigraphy.org/.
  7. Gradstein et al. 2012.
  8. étude conduite par le Laboratoire INSU-CNRS PaléoEnvironnements et PaléobioSphère de Lyon et l'Australian National University de Canberra ; Did cooling oceans trigger Ordovician biodiversification : evidence from conodont thermometry , Science, 25 juillet 2008.
  9. Paléoclimatologie - L'apparition des plantes sur les continents élucide certains épisodes glaciaires. Dans Science & Vie, n° 1135, avril 2012, p. 31.
  10. (en) Redecker, D., Kodner, R. et Graham, L. E., « Glomalean fungi from the Ordovician », Science, vol. 289, no 5486,‎ 2000, p. 1920-1921 (PMID 10988069, DOI 10.1126/science.289.5486.1920, Bibcode 2000Sci...289.1920R)
  11. (en) Dougal Dixon et al., Atlas of Life on Earth, (New York: Barnes & Noble Books, 2001), p. 87.
  12. (en) John D. Cooper, Richard H. Miller, et Jacqueline Patterson, A Trip Through Time: Principles of Historical Geology, (Columbus: Merrill Publishing Company, 1986), pp. 247, 255-9.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) F.M. Gradstein, J.G Ogg, M. Schmitz et G. Ogg, The Geologic Time Scale 2012, Elsevier,‎ 2012, 1176 p. (ISBN 9780444594488)
  • (en) Stig M. Bergström, Xu Chen, Juan Carlos Gutiérrez-Marco et Andrei Dronov, « The new chronostratigraphic classification of the Ordovician System and its relations to major regional series and stages and to δ13C chemostratigraphy », Lethaia, vol. 42, no 1,‎ 2009, p. 97-107 (DOI 10.1111/j.1502-3931.2008.00136.x)

Liens externes[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Paléozoïque Mésozoïque Cénozoïque
Cambrien Ordovicien Silurien Dévonien Carbonifère Permien Trias Jurassique Crétacé Paléogène Néogène .