Histoire géologique

La Terre s'est formée il y a environ 4.6 milliards d'années. La reconstitution de l'histoire géologique de la Terre s'appelle la géochronologie. La chronologie permet de retracer l'ordre dans lequel se sont succédés des événements très anciens, d'une très longue durée, par des méthodes de datation. Elle permet aussi de découper l'histoire de la Terre en Temps ou Eres géologiques.

I. Méthodes de datation

Il existe deux types de datation en Géologie : la Datation Relative (qui consiste à donner un âge approximatif à un phénomène ou un événement géologique par rapport à un autre) et la Datation Absolue (qui consiste à donner à un événement un âge plus précis exprimé en années).

1. Datation relative

Elle regroupe l’ensemble des méthodes de datation permettant d’ordonner chronologiquement des événements géologiques et/ou biologiques, les uns par rapport aux autres. Elle repose sur plusieurs principes :

• Le principe de superposition qui utilise la stratigraphie (étude des strates ou couches qui se superposent au fur et à mesure du temps). Le principe posé est le suivant : les couches horizontales les plus récentes sont situées au-dessus des couches les plus anciennes.
  
  
• Principe de recoupement : Lyell propose la règle des recoupements, un corps rocheux qui en recoupe un autre est nécessairement plus jeune que celui qu’il recoupe.
  Tout élément recoupé est plus ancien que l'élément recoupant. C’est-à-dire un ensemble de roches magmatiques (plutoniques ou volcaniques) est toujours plus récent que les couches sédimentaires qu'il traverse (sauf dans le cas de la superposition). Ce principe permet de dater des plis, des failles et des coulées volcaniques. Exemple : une faille normale touchant des terrains sédimentaires est postérieure à la formation de ces terrains. Les terrains se sont déposés, puis la faille les a modifiés.
  
  
• Principe d’inclusion : tout élément inclus, comme un galet provenant d'une roche préexistante, est obligatoirement plus âgé que ce qui l'entoure.
  
  
• Principe d'identité paléontologique : deux couches, éloignées l’une de l’autre et contenant les mêmes fossiles stratigraphiques, ont le même âge. Ce principe utilise les fossiles stratigraphiques, caractéristiques d’une époque géologique limitée dans le temps. Un fossile stratigraphique doit avoir une répartition mondiale, mais aussi une faible durée de vie. Dans la majorité des cas, ce sont des espèces marines ayant eu une durée de vie très courte aux alentours des 250 000 ans, comme les ammonites. Pour affiner la datation des couches sédimentaires, il est possible d'utiliser plusieurs associations de fossiles stratigraphiques.
  
  
• Principe de continuité latérale : l’âge d'une strate est le même sur toute son étendue. L'étude des paysages est un élément très important en géologie. Le principe de continuité latérale permet de lier des terrains se trouvant à distance et ayant des caractéristiques semblables. Ce principe permet d'avancer que si deux terrains proches ont les mêmes caractéristiques, ils se sont formés au même moment. 

2. Datation absolue

a)  La Méthode du Plomb-Uranium : elle donne l'âge des roches magmatiques en millions d'années. L'Uranium contenu dans une roche lors de sa formation se transforme au cours du temps en Plomb. La moitié de l'Uranium disparaît au bout de 4600 millions d'années. Cette méthode a permis de calculer la durée des temps géologiques ; l'âge de la Terre est d'environ 4 milliards 600 millions d'années.

b)  La Méthode du Carbone 14 (14C) : elle se limite aux 30 derniers millénaires (30 000 ans) de l'histoire de la Terre. Un organisme vivant contient la même quantité de Carbone 12 et de Carbone 14. Après la mort de cet organisme, son Carbone 14 se désintègre et sa quantité diminue alors très lentement. Elle diminue de moitié tous les 5 730 ans, tandis que celle du Carbone 12 initiale reste inchangée.  

En faisant la division de la quantité de Carbone 12 par celle de Carbone 14 restante et le résultat multiplié par 1000 ans, on obtient depuis combien d'années cet organisme est mort :

Nombre\ d'Années = Q12C/Q14C×1000 ans.

II. Événements géologiques et biologiques

Au cours des temps géologiques, il y a eu une disparition massive de certains groupes d'animaux et de végétaux qui sont remplacés par de nouvelles espèces mieux adaptées au contexte. Ces disparitions et apparitions d'espèces constituent des événements biologiques.  

Il y a également des événements géologiques tels que la formation des chaînes de montagnes, les phénomènes de transgression et régression marines, le volcanisme et les séismes qui modifient l'aspect des paysages. 

Ainsi, l'histoire de la Terre est divisée en 5 Temps Géologiques appelés Ères.

• Ère précambrien : l'histoire de la Terre à partir de sa formation. Son âge serait d'environ 4.6 milliards d'années. À sa naissance, la Terre formait une boule de feu qui dégageait des gaz (Azote, CO₂ et CH₄) qui ont formé l'atmosphère.  L'eau se condense à la surface du globe et forme les premiers océans. Les premiers êtres vivants sont des êtres unicellulaires vivant sans oxygène. Vers 2 milliards d'années, des algues bleues fabriquent de l'oxygène qu'elles rejettent dans l'atmosphère. Les métazoaires (êtres pluricellulaires) apparaissent à la fin du Précambrien qui a duré 4 milliards d'années.
  
  
• Ère primaire : elle a duré environ 350 millions d'années. La Terre émergée forme un seul continent appelé la Pangée, qui est entouré par un océan unique du nom de Panthalassa.
  Les chaînes de montagnes calédoniennes et hercyniennes se forment. Ce sont aujourd'hui les vieilles montagnes qui ont été usées par l'érosion. La vie dans les mers chaudes et peu profondes est importante : on y trouve des algues, des coraux, des méduses, des trilobites et des poissons cuirassés. Des forêts marécageuses au carbonifère se développent avec des fougères arborescentes, des lépidodendrons, des sigillaires et des gymnospermes (conifères).La faune terrestre est formée d'amphibiens ou batraciens, de reptiles et d'insectes.

• Ère secondaire : elle a duré à peu près 150 millions d'années. Le continent unique, la Pangée, se divise en deux blocs séparés par une mer appelée la Téthys. Dans les mers vivent des algues calcaires, des coraux, des ammonites, des bélemnites et des reptiles. Sur les continents vivent des animaux comme les reptiles terrestres (les Dinosaures), les reptiles volants (les Ptérosaures), les oiseaux (les Archéoptéryx) et les premiers mammifères de taille réduite, y vivent aussi des végétaux tels que les gymnospermes et les plantes à fleurs.
  
  
• Ère tertiaire : sa durée est de 70 millions d'années environ. Les continents se séparent de plus en plus. L'Océan Atlantique s'élargit. Les montagnes des Pyrénées et des Alpes se forment. Dans les mers vivent des nummulites qui ont une coquille calcaire en forme de pièce de monnaie, des mollusques (les gastéropodes et les lamellibranches), des poissons.
  Sur les continents se développent les insectes (Coléoptères, Mantes religieuses, mouches), les oiseaux, les batraciens et les reptiles semblables aux espèces actuelles.
  Le Tertiaire est l'ère des mammifères. La plupart des ordres sont représentés : insectivores, rongeurs, carnivores, herbivores, ongulés... La flore terrestre est représentée par les angiospermes, les arbres à feuilles caduques et les palmiers.
  
  
• Ère quaternaire : elle couvre environ 2 millions d'années, comprend deux parties et se caractérise surtout par l'apparition de l'Homme. Les deux parties du Quaternaire sont le Paléolithique (Pléistocène) et le Néolithique  (Holocène).