Échelle des temps géologiques

L'échelle des temps géologiquesest le système de classementchronologiqueutilisé engéologie,climatologieetpaléontologiepour attribuer les événements survenus durant l'histoire de la Terre. Si son origine remonte auXVIIIsiècle, elle prend une forme précise en 1913, lorsqueArthur Holmes, reconnu aujourd'hui comme le père de l'échelle des temps géologiques, publie la première. Les techniques dedatation, la science de lachronostratigraphiene cessent de s'améliorer. L'échelle doit être ainsi périodiquement mise à jour, grâce à des datations toujours plus précises.
Tous les quatre ans, l'Union internationale des sciences géologiques(UISG) organise le Congrès géologique international, à l'occasion duquel laCommission internationale de stratigraphie, qui dépend de l'UISG, statue officiellement sur la dénomination et le calibrage des différentes divisions et subdivisions des temps géologiques. Les dernières échelles publiées intègrent notamment les magnétochrones (inversions du champ magnétique terrestre) et comportent cinq à six niveaux et sous-niveaux normalisés. D'anciennes nomenclatures, notamment celles desèresPrimaire,Secondaire,TertiaireetQuaternaire, ont été abandonnées au profit d'autres dénominations.
L'échelle des temps géologiques débute avec l'âge estimé de la Terre, soit environ 4,6 milliards d'années.
Au cours desXVIetXVIIsiècles, les mineurs commencent à exprimer le besoin de comprendre les relations entre les différentes unités lithologiques. En1669, le géologue danoisNiels Stensenénonce leprincipe 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 Huttonénonce 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 britanniqueWilliam Smithpublie en 1815 une carte géologique détaillée de l'Angleterre, du Pays de Galles et d'une partie de l'Écosse, lui permettant de découvrir lesfossiles stratigraphiques, régissant l'approchebiostratigraphique. 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.
AuXIXsiècle, les géologues et plus spécialement lesstratigraphesont relevé, sur un mêmeaffleurement, des ensembles de couches sédimentaires partageant des caractéristiques géologiques oupaléontologiquescommunes. Ces affleurements types, naturels ou artificiels (carrières), appelésstratotypes, sont devenus des sites de référence pour définir les limites des âges, dont les noms proviennent généralement des sites où ces formations ont été décrites pour la première fois, auxquels on ajoute le suffixe-ien(exemples :Hettangien,Oxfordien,Bajocien).
Les premières descriptions des géologues et paléontologues, limitées à des bassins sédimentaires ou à des pays, ont abouti à une multiplication des noms d'âges ou d'étages. Il s'est vite avéré que plusieurs d'entre eux pouvaient recouvrir tout ou partie d'un même intervalle de temps. Au cours duXXsiècle, la tendance dominante a donc été de simplifier l'échelle stratigraphique des étages (mis en synonymie, avec des suppressions ou même des créations sur de nouveaux stratotypes plus représentatifs de l'intervalle de temps considéré.
À partir des années 1980, laCommission internationale de stratigraphie(ICS) et l'Union internationale des sciences géologiques(UISG) se sont appliquées à définir une échelle stratigraphique universelle des étages géologiques. Dans ce but, despoints stratotypiques mondiaux(PSM ; en anglais :Global Boundary Stratotype Section and Point,GSSP) ont été définis sur les stratotypes. Ils déterminent les limites existantes entre deux étages géologiques sans laisser la possibilité de lacune ou de chevauchement entre eux. La définition des points stratotypiques mondiaux est toujours en cours mais la majorité des étages sont déjà encadrés par ces PSM. D'anciens noms subsistent dans l'usage pour certains pays ou régions en fonction de l'histoire locale de la géologie.
L'échelle des temps géologiques est subdivisée en plusieurs unités : les unités chronostratigraphiques, géochronologiques et magnétostratigraphiques. Les unités chronostratigraphiques sont définies à partir des méthodeslithostratigraphiquesetbiostratigraphiqueset 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 dedatation absolue. Ces deux catégories d'unités utilisent différents termes qui sont équivalents et suivent une hiérarchie précise:
L'éon est l'intervalle de tempsgéochronologiquecorrespondant à la plus grande subdivision chronostratigraphique de l'échelle des temps géologiques, l'éonothème. Le terme « éon » est également utilisé dans le cadre de laplanétologiepour permettre de décrire l'histoire des planètes.
L'histoire de la Terre est découpée en quatre éons. Les trois premiers, qui couvrent les quatre premiers milliards d'années de l'histoire de la Terre, sont parfois regroupés au sein d'un superéon nommé lePrécambrien. Pour un même intervalle de temps géologique, les éons et les éonothèmes portent des noms identiques.
Les quatre éons terrestres sont les suivants, du plus ancien au plus récent :
Les subdivisions de l'échelle des temps géologiques correspondent à des ruptures paléo-environnementales, paléontologiques ou sédimentologiques.
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.
Le début duPaléozoïque, première ère duPhanérozoïque, se caractérise par les grandes biodiversificationscambrienneetordovicienneet par l'apparition et la prolifération des fossiles à carapaces et coquilles. Cette ère est marquée par la présence du taxon destrilobiteset est marquée par deux cycles orogéniques : lecalédonienet l'hercynien. La fin du Paléozoïque voit la formation du supercontinentPangéeet unediscordance stratigraphiquedans plusieurs régions du monde (Amériques, Sibérie…). La limite Paléozoïque / Mésozoïque est définie par l'extinction Permien-Trias(la plus sévère des cinqgrandes extinctions, qui voit la disparition de taxons caractéristiques de l'ère Paléozoïque comme les trilobites et lesfusulines). Elle est marquée par la fin du cycle hercynien et le début du cycle alpin.
L'èreMésozoïqueest marquée par la présence desdinosauresnon-aviens, desammoniteset desnummulites. Lesmammifères, apparus au début duJurassique, sont alors de taille modeste (les plus grands ont la taille d'un blaireau) mais sont numériquement fort nombreux et plus divers qu'aujourd'hui du point de vue de laphylogénie. L'ère est marquée par une série d'orogenèses à l'origine de laceinture alpineet s'achève par une phase d'extinction massivequi voit disparaître des taxons comme les ammonites, les dinosaures non aviens ou lesptérosaures: c'est l'extinction Crétacé-Paléogène, abrégée en K/P, qui inaugure leCénozoïque.
L'aube de l'èreCénozoïquevoit d'abord de grandsoiseauxterrestres occuper les niches écologiques terrestres libérées, mais ensuite et rapidement, en mer comme sur terre et dans les airs, les mammifères se diversifient et certains acquièrent à leur tour des dimensions imposantes. L'ère est marquée en son milieu par lagrande coupure Éocène-Oligocène. Il y a environ 2,6 Ma commence un cycle deglaciationsentrecoupées de périodes interglaciaires.
Les chercheurs n'utilisent plus les termes anciens de « Précambrien » pour les périodes antérieures à 542 Ma avant le présent, de « Primaire » pour lePaléozoïque, de « Secondaire » pour leMésozoïque, ni de « Tertiaire » et « Quaternaire » pour leCénozoïque. Le « Quaternaire » ne désigne plus une ère mais la dernière période du Cénozoïque. Ces anciennes dénominations, plus mnémoniques et accessibles, ont cependant tant circulé dans les sources qu'elles réapparaissent encore fréquemment dans les publications et les documentaires, même récents.
Les géologues utilisent de plus en plus le terme de « système » plutôt que celui de « période » car ils se réfèrent à des formations géologiques et des ensembles de fossiles plutôt qu'à une séquence de temps.
LeCénozoïqueest divisé en trois périodes :Paléogène,NéogèneetQuaternaire.
LePléistocèneet l'Holocènesont les deux époques duQuaternaire.
En géologie et paléontologie, l'âge ou étage est l'unité de temps de base de l'échelle des temps géologiques : sa durée est en général de l'ordre de quelques millions d'années. Il est la subdivision d'uneépoqueousérie géologiquebasée sur lachronostratigraphie, labiostratigraphieet lalithostratigraphie.
S'il est utilisé comme nom propre, le nom d'un âge commence par une majuscule, mais employé en tant qu'adjectif, il commence par une minuscule (exemples : « niveauhettangien» ou « fossileoxfordien»).
L'étymologie des éons, ères et périodes géologiques est celle desnomsdonnés aux subdivisions de l'échelle des temps géologiques basés sur lagéochronologie. Ces noms proviennent soit des lieux où leursrochesont été étudiées pour la première fois, soit d'une signification gréco-latine. Le nom d'une subdivision est souvent lié à unstratotype,affleurement-type (étalon) qui permet de définir une subdivision de l'échelle des temps géologiques, dans un travail coordonné par laCommission internationale de stratigraphieet l'Union internationale des sciences géologiques. Le motstratotypeassocie la racinelatinestratum(« couche, couverture ») et la racinegrecquetypos(« empreinte, marque ») qui en latin a donnétipus(« modèle, symbole »).
Du passé vers le présent, la liste suivante décrit l'étymologiedes dénominationsgéologiquesdes subdivisionsstratigraphiquesde l'échelle des temps géologiques que sont leséons(ou « éonothèmes »), lesères(ou « érathèmes »), lespériodes, lesépoqueset lesétages(ou «âges»).
L'échelle des temps géologiquesprésentée repose sur celle de laCommission internationale de stratigraphie(ICS). Les dates et incertitudes sont celles de l'échelle publiée enaoût 2018par l'ICS. Ces incertitudes sont le fait des méthodes de mesure liées à la datation.
Le nuancier des couleurs est conventionnel, s'enracine initialement dans lacartographie géologiquebritannique du début duXIXsiècle et a été largement remanié et précisé depuis : il assigne à chaqueétageetépoqueune nuance dérivée de la couleur de sapériode respective, mais n'a pas de rapport avec la couleur, sur le terrain, des roches elles-mêmes.