Archéen

L'Archéen est un éon de l'échelle des temps géologiques, subdivisé en quatre ères. Il suit l'Hadéen et précède le Protérozoïque, tous trois étant regroupés sous le terme de Précambrien.


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Hadéen

L'Archéen est un éon de l'échelle des temps géologiques, subdivisé en quatre ères. Il suit l'Hadéen et précède le Protérozoïque, tous trois étant regroupés sous le terme de Précambrien (les 86 premiers pourcents de l'existence de la Terre). Son origine est habituellement positionnée à -3800 millions d'années, quoique cette limite inférieure n'ait pas été officialisée par la Commission internationale de stratigraphie[1]. L'Archéen débute en fait avec la naissance certaine de la vie sur Terre : ce point de départ étant imprécis et faisant l'objet de nombreuses recherches par les spécialistes des origines de la vie, le début de l'Archéen restera probablement une convention toujours quelque temps.

Ères de l'Archéen

Les limites des ères de l'Archéen, à l'exception de sa base, sont définis non pas par des stratotypes mais par des limites chronologiques absolues. L'Archéen se décompose en quatre ères :

Éléments de connaissance

Bien que quelques fragments de roche plus anciens soient connus (datés de l'Hadéen), les premières formations rocheuses datent de cette époque. Ces formations se rencontrent au Grœnland, dans le Bouclier canadien, au nord-ouest de l'Australie et au sud de l'Afrique.

Au début de l'Archéen, l'énergie thermique délivrée par le Soleil était de 25 à 30 % moindre (qu'à notre époque), mais le flux d'UV était certainement filtré par une couche d'ozone et de nuages moins dense (les aérosols issus des plantes et algues faisant défaut). Une étude sur un gisement de fer rubané montre que l'atmosphère terrestre contenait bien plus de gaz à effet de serre qu'aujourd'hui (mais à une concentration en CO2 que 3 fois supérieure) et que la quasi-absence de terres émergées (à l'albédo plus élevé) rendaient les conditions environnementales favorables à l'apparition de la vie, c'est-à-dire supérieures à la température de congélation de l'eau [2].
De plus, le flux thermique issu de la Terre elle-même est supposé avoir été, à cette époque, au moins le triple de la valeur actuelle ; et fut probablement toujours le double au début du Protérozoïque. La chaleur excédentaire a pu provenir du reste de la chaleur dégagée lors de l'accrétion de la Terre, (donc aussi) de la chaleur produite par la formation du noyau ferreux, et évidemment, celle produite par la désintégration radioactive des différents isotopes radioactifs, comme l'uranium 238, l'uranium 235, le thorium 232, le potassium 40 ; alors présents en plus grandes quantités qu'actuellement ; ou alors plusieurs fois plus abondants : pour les isotopes (uranium 235, potassium 40).

Les roches de cet éon sont des roches métamorphiques ou des roches magmatiques, la majorité de ces dernières sont des roches plutoniques. L'activité volcanique était nettement plus importante que aujourd'hui, avec de nombreux points chauds, rifts et des éruptions de laves inhabituelles telles que de la komatiite. Les roches plutoniques, des strates et de masses volumineuses, de granites, de diorites, des intrusions de roche ulramafique dans des roches mafiques, des anorthosites et des monzonites prédominent dans les cratons cristallins, rémanents de la croûte archéenne, qui existent toujours aujourd'hui.

Le modèle de tectonique des plaques de l'Archéen ne fait pas consensus chez les géophysiciens, un modèle propose une tectonique substantiellement différente de celle aujourd'hui, avec des plaques plus petites et plus nombreuses et une croûte océanique recyclée plus rapidement, il n'existe pas de grands continents, les petits proto-continents sont certainement la norme. Ces continents felsiques se forment au niveau des points chauds plutôt qu'au niveau des zones de subductions à partir d'une variété de source : différentiation de roches mafiques qui produisent des roches felsiques, magma mafique qui force la fusion de roche felsique et provoque la granitisation de roches intermédiaires, fonte partielle de roche mafique et métamorphisme de sédiments felsique rocheux. Ces fragments de continents ont pu disparaitre si leur densité était trop élevée pour éviter leurs destructions dans les zones de subductions[3] ou leur délamination.

Une autre explication pour l'absence de roches de plus de 3, 8 milliards d'années est donnée par la collision de la Terre de la plupart de météorites ou de comètes entre 4, 1 et 3, 8 milliards d'années durant le grand bombardement tardif. Des impacteurs suffisamment volumineux ont pu faire disparaitre toute trace de roches antérieures.

Paléoclimat

L'atmosphère de l'Archéen ne contient apparemment pas ou particulièrement peu d'oxygène libre. Sa température est supérieure à celle d'aujourd'hui, quoique le Soleil soit de 25 à 30% moins lumineux que aujourd'hui, la différence est compensée par la présence de gaz à effet de serre. La pression est de quelques atmosphères et moyennement réductrice : (CO2 ; N2). Des modèles plus anciens considéraient une atmosphère fortement réductrice comme probable : (CH4 ; NH3).

La température dans la majorité des modèles est de 40 °C à 85 °C, quoiqu'une atmosphère plus tempérée soit envisageable[4]. L'eau sous forme liquide est présente, les océans ont certainement fini de se former durant l'Hadéen.

Paléoécologie

Une vie supposée particulièrement primitive est présente et évolue durant tout l'archéen. Elle était certainement réduite à des formes bactériennes simples et d'algues bleues et/ou vertes particulièrement résistantes, unicellulaires et sans noyau, les archées. Cette période se termine à la fin du Protérozoïque et le début du Cambrien, avec l'explosion du Cambrien qui verra apparaître de très nombreuses nouvelles espèces, dans une atmosphère plus riche en oxygène et protégée par une couche d'ozone tandis que le vivant commence à former d'importants puits de carbone qui ôteront énormément de CO2 de l'atmosphère et des océans, mais aussi énormément de calcium, servant à nouvelles formes de vie et de nouveaux équilibres.

La vie de cette époque a laissé peu de traces, mais la fossilisation d'organismes microscopiques pendant cette période est à l'origine des premières roches sédimentaires, nommées stromatolites.

Voir aussi

Liens externes

Bibliographie

Notes et références

  1. (en) GeoWhen database
  2. Minik T. Rosing, No climate paradox under the faint early Sun, Nature 464, 9 avril 2010, P. 744-747.
  3. (en) Stanley, Steven M. Earth System History. New York : W. H. Freeman and Company, 1999. ISBN 0-7167-2882-6 p. 297-301
  4. (en) Atmospheric composition and climate on the early Earth, James F. Kating et Tazwell Howard, septembre 2006


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