Précambrien

Le Précambrien sert à désigner de façon informelle la totalité des trois éons précédant l'éon Phanérozoïque. C'est la plus longue période sur l'échelle des temps géologiques, dans la mesure où elle couvre de la formation de la Terre, il y a à peu près 4,...


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Échelle des temps géologiques - Échelle - Métrologie

Définitions :

  • période la plus ancienne des temps géologiques, depuis la formation de la Terre jusqu'à il ya à peu près 590 millions d'années, tandis que sont apparus les premiers organismes unicellulaires et les organismes multicellulaires primitifs. (source : collectionscanada)
  • Ère géologique qui couvre d'environ -4 550 millions d'années (Ma) à -570 Ma. (source : sirios)
  • Première ère de l'histoire, dont on évalue la durée à 4 milliards d'année (les roches datant du précambrien n'ont livré que des vestiges rares et fragmentaire d'être vivant). (retour au texte) (source : angelfire)
Précambrien
Échelle des temps géologiques
(échelle en Ma)

Sigle ICS
PC
Code RVB de l'ICS
247 67 112
Code CMJN de l'ICS
0 75 30 0
 

Le Précambrien sert à désigner de façon informelle la totalité des trois éons précédant l'éon Phanérozoïque. C'est la plus longue période sur l'échelle des temps géologiques, dans la mesure où elle couvre de la formation de la Terre, il y a à peu près 4, 560 milliards d'années, à l'émergence d'une abondante faune d'animaux à coquille rigide qui marque, il y a 542 Ma, l'entrée dans l'ère Paléozoïque et sa première période, le Cambrien.

Étymologie

Le terme de «Précambrien» est assez ancien, dans la mesure où il était utilisé pour désigner de façon plus ou moins vague la période méconnue précédant l'ère Primaire. Le mot est basé sur le terme Cambrien, qui vient lui-même du nom latin du Pays de Galles, Cambria.

Aujourd'hui, il est toujours utilisé par les géologues et les paléontologues pour désigner les trois premiers éons sous une seule expression. On a quelque temps parlé d'éon Cryptozoïque, puis le triptyque «Protérozoïque», «Archéen» et «Hadéen» a mis ce terme en désuétude.

Environnement planétaire au Précambrien

Bien que le Précambrien couvre 88 % de l'histoire de la Terre, il reste toujours bien moins connu que les douze périodes qui lui succèdent.

Formation de la Terre

Le dispositif solaire s'est constitué il y a 4 567 Ma. La protoTerre se serait constituée par accrétion de matière résiduelle au sein d'une nébuleuse primitive, il y a à peu près 4 560 Ma.

Selon toute vraisemblance, peu après avoir pris sa forme grossièrement sphérique, elle aurait été percutée par une planète de la taille de Mars nommée Théia. Cette «Grande collision» se serait produite vers −4 533 Ma. Les débris éjectés auraient alors constitué un anneau de matière autour de la Terre, qui aurait donné naissance, par le même processus d'accrétion, au seul satellite naturel de la Terre, la Lune.

Certains spécialistes considèrent qu'on ne peut parler d'Hadéen qu'à partir de cet évènement.

Une croûte terrestre stable était apparemment en place vers 4 400 Ma, comme l'indiquent les cristaux de zircon retrouvés dans l'ouest de l'Australie (datés vers 4 404 Ma ± 8[1]).

L'atmosphère réductrice

L'atmosphère primitive est due au dégazage de la Terre. Une activité volcanique importante y contribue. Les gaz volcaniques sont constitués de vapeur d'eau à plus de 80 %, de dioxyde de carbone entre 6 et 12 %, d'H2S ou de SO2 à 3 %… Après refroidissement, une grande part de cette eau va se condenser pour former les océans. L'atmosphère résultante, riche en diazote, dioxyde de carbone, eau, dioxyde de soufre et peut-être chlorure d'hydrogène, ammoniac et méthane, serait hostile à la vie actuelle[2].

Entre −3, 4 et −2, 2 Ga, les paléosols montrent un appauvrissement en fer. Ce dernier, solubilisé en fer ferreux (Fe2+) par l'atmosphère modérément réductrice[3], s'accumule dans les océans et précipite sous forme de pyrite ou d'oxydes dans les gisements de fer rubanés (−3, 8 à −1, 8 Ga). Compte tenu des éléments présents dans l'air, le sol et l'eau, les couleurs dominantes devaient être le rouge pâle pour le sol et le vert olive pour les océans.

La constance du δ13Corg depuis -3.5 ou alors -3.8 Ga, indique une fixation du carbone par l'enzyme RubisCO.

L'atmosphère oxydante

La production de dioxygène atmosphérique a commencé avec la naissance de la photosynthèse chez les cyanobactéries, dès -3, 5 Ga. Il en résultera, en -2, 4 Ga, une crise écologique nommée la «Grande oxydation» ou «Catastrophe de l'oxygène». L'oxygène était en effet toxique pour les organismes anaérobies de l'époque. L'oxygène a réagi avec les grandes surfaces oxydables présentes à la surface de la Terre (essentiellement, le fer).

À −2, 2 Ga, l'augmentation du δ13Corg dans les carbonates s'explique par une fossilisation de matière organique plus importante, surtout dans les stromatolites, des structures en carbonate de calcium édifiées par des cyanobactéries. Ceci a pour effet d'enrichir l'atmosphère en dioxygène. C'est à cette date qu'apparaissent les formations de fer ou couches rouges, preuve d'une atmosphère oxydante. À partir de −1, 8 Ga, les paléosols s'enrichissent en fer. La pression partielle de dioxygène est de l'ordre de 15 % de l'actuelle. Après un épisode glaciaire en −700 Ma et ses nouveaux gisements de fer rubanés, les océans cessent d'être anoxiques pour devenir riches en sulfates. Les métazoaires se développent.

Climat

Au début de l'Archéen, l'activité solaire plus faible était compensée par une atmosphère particulièrement chargée en gaz à effet de serre. La température était élevée. L'analyse isotopique du silicium montre que la température des océans a décru de 70 °C il y a 3 500 Ma, à 20 °C il y a 800 Ma[4]. Si cette atmosphère s'était maintenue, la Terre ne serait plus habitable actuellement.

Heureusement, une quantité importante de carbone atmosphérique a pu être progressivement capté sous forme de carbonate de calcium, lequel précipite au fond des océans. Le carbone se retrouve ainsi piégé dans les roches sédimentaires. La tectonique des plaques en restitue une partie à l'atmosphère au travers de l'activité volcanique (cycle lent du carbone). Le lent appauvrissement de l'atmosphère en dioxyde de carbone aboutit à la glaciation huronienne vers −2, 2 Ga.

Quatre périodes de glaciation marqueront l'ère Néoprotérozoïque, entre −1 000 et −542 Ma. La mieux connue est la glaciation Varanger. La Terre, totalement gelée pendant plusieurs millions d'années, évoque alors une «boule de neige».

Tectonique des plaques

La tectonique des plaques du Précambrien est particulièrement peu connue. Il est le plus souvent admis que la majeure partie des masses terrestres formait un seul et unique supercontinent, Rodinia, il y a 1 milliard d'années. Il se scinde en plusieurs morceaux vers −600 Ma. L'activité volcanique correspondante augmentera les concentrations de CO2 atmosphérique et mettra un terme au cycle de glaciations.

Vie avant le Cambrien

Article détaillé : Origines de la vie.

On ne sait pas dire avec certitude lorsque la vie est apparue sur Terre, mais du carbone retrouvé dans des roches de 3 800 Ma pourrait être d'origine organique. D'autre part, des bactéries vieilles de plus de 3 460 Ma et assez bien conservées ont été retrouvées dans la partie ouest de l'Australie ; dans la même zone, on a retrouvé des fossiles peut-être âgés de 100 Ma supplémentaires. Il y a par conséquent de bons indices d'une vie bactérienne dès l'Archéen.

Le développement vers -1, 4 Ga des eucaryotes, des organismes aérobies comme des algues unicellulaires, sera déterminante pour l'oxygénation de l'atmosphère terrestre.

La premier organisme multicellulaire est une algue rouge datée de −1 200 Ma, pendant l'ère Mésoprotérozoïque. Diverses formes de vie à corps mou datées entre −600 et −542 Ma forment ce qu'on nomme la faune Vendienne, c'est-à-dire la faune de l'Édiacarien.

La naissance d'une grande diversité d'organismes à petites coquilles (small shelly fauna) à partir de −542 Ma marquera ce qu'on nomme l'explosion cambrienne.

Subdivisions

La datation radiométrique sert à délimiter les différentes formations du précambrien.

Il a été proposé de diviser le Précambrian cinq éons[5], caracterisés comme suit :

  1. Accrétion et différentiation, avant la Grande collision.
  2. Hadéen, correspondant au Grand bombardement tardif (présumé entre -4.1 et -3.8 Ga).
  3. Archéen, correspondant aux premières formations de la croûte terrestre (ceinture de pierres vertes d'Isua) jusqu'aux gisements de fer rubanés.
  4. Transition, jusqu'aux premières couches rouges continentales.
  5. Protérozoïque, caractérisé par la tectonique des plaques et s'étendant jusqu'au Cambrien.

Notes et références

  1. Wilde SA, Valley JW, Peck WH et Graham CM (2001) Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature, v. 409, pp. 175-178. (en) http ://www. geology. wisc. edu/%7Evalley/zircons/Wilde2001Nature. pdf
  2. Les grands cycles biogéochimiques : perspective historique
  3. Une atmosphère avec une pression partielle de dioxygène de l'ordre de 1 % de l'actuelle.
  4. François Robert and Marc Chaussidon, A palæotemperature curve for the Precambrian oceans based on silicon isotopes in cherts, Nature 443, 969-972 (26 Octobre 2006).
  5. (en) W. Bleeker, A Geologic Time Scale 2004, Cambridge University Press, «Toward a "natural" Precambrian time scale» 

Voir aussi

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 10/11/2010.
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