Sciences · Terre et climat
L’échelle des temps géologiques
L’échelle des temps géologiques découpe l’histoire de la Terre, longue d’environ 4,6 milliards d’années, en éons, ères, périodes et époques, délimités par de grands changements dans les roches et les fossiles.
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Les géologues lisent l’histoire de la Terre dans l’empilement des couches de roches (strates) et dans les fossiles qu’elles renferment. Ils l’ont découpée en unités emboîtées, dont les limites correspondent souvent à des bouleversements majeurs : apparition de groupes d’êtres vivants, extinctions massives, changements climatiques. L’échelle officielle est tenue à jour par la Commission internationale de stratigraphie ; les dates ci-dessous en sont tirées (en millions d’années, Ma).
Les quatre éons
| Éon | Début | Fin | Grands événements |
|---|---|---|---|
| Hadéen | environ 4 567 Ma (formation du système solaire) | 4 031 Ma | Formation de la Terre et de la Lune, océan de magma, premiers océans ; plus anciens minéraux connus (zircons d’Australie, environ 4,4 milliards d’années) |
| Archéen | 4 031 Ma | 2 500 Ma | Premières traces de vie (au moins 3,5 milliards d’années), stromatolithes, premiers continents |
| Protérozoïque | 2 500 Ma | 538,8 Ma | Accumulation de l’oxygène dans l’air (vers 2,4 milliards d’années), premières cellules eucaryotes, premiers organismes pluricellulaires, glaciations planétaires (« Terre boule de neige »), faune de l’Édiacarien |
| Phanérozoïque | 538,8 Ma | aujourd’hui | Diversification de la vie animale et végétale visible |
L’Hadéen, l’Archéen et le Protérozoïque sont souvent regroupés sous le nom informel de Précambrien : ils couvrent près de 90 % de l’histoire de la Terre.
Les ères et périodes du Phanérozoïque
| Ère | Période | Dates (Ma, certaines limites arrondies) | Événements marquants |
|---|---|---|---|
| Paléozoïque (ère primaire) | Cambrien | 538,8 – 485,4 | « Explosion cambrienne » : apparition rapide de la plupart des grands groupes d’animaux ; trilobites |
| Ordovicien | 485,4 – 443,8 | Diversification marine ; premières plantes terrestres ; extinction de fin d’Ordovicien | |
| Silurien | 443,8 – environ 419 | Premiers poissons à mâchoires répandus ; plantes vasculaires | |
| Dévonien | environ 419 – 358,9 | « Âge des poissons » ; premières forêts ; premiers tétrapodes ; crise du Dévonien supérieur | |
| Carbonifère | 358,9 – 298,9 | Grandes forêts dont proviennent les gisements de charbon ; insectes géants ; premiers reptiles (amniotes) | |
| Permien | 298,9 – 251,9 | Pangée ; extinction de la fin du Permien, la plus grave de l’histoire | |
| Mésozoïque (ère secondaire) | Trias | 251,9 – 201,4 | Premiers dinosaures et premiers mammifères |
| Jurassique | 201,4 – environ 145 | Dinosaures géants ; premiers oiseaux (Archaeopteryx) ; dislocation de la Pangée | |
| Crétacé | environ 145 – 66,0 | Plantes à fleurs ; extinction des dinosaures non aviens | |
| Cénozoïque (ère tertiaire et quaternaire) | Paléogène | 66,0 – 23,03 | Diversification des mammifères et des oiseaux ; début de la formation des Alpes et de l’Himalaya |
| Néogène | 23,03 – 2,58 | Graminées et savanes ; premiers homininés (vers 7 Ma) ; genre Homo (vers 2,8 Ma) | |
| Quaternaire | 2,58 – aujourd’hui | Alternance de glaciations ; Homo sapiens (environ 300 000 ans) |
Les anciens termes primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire, hérités du XVIIIe siècle, restent courants en français. Seul « Quaternaire » subsiste dans l’échelle officielle, en tant que période. Le Quaternaire se divise en deux époques : le Pléistocène (glaciations) et l'Holocène, commencé il y a 11 700 ans à la fin de la dernière glaciation, qui a vu naître l’agriculture.
Les cinq grandes extinctions
| Extinction | Âge | Espèces marines disparues (estimation) | Cause principale avancée |
|---|---|---|---|
| Fin de l’Ordovicien | environ 445 Ma | environ 85 % | Glaciation et baisse du niveau des mers |
| Dévonien supérieur | environ 372 Ma | environ 75 % | Anoxie des océans, changements climatiques |
| Fin du Permien | environ 252 Ma | plus de 80 à 90 % | Volcanisme massif des trapps de Sibérie, réchauffement, acidification |
| Fin du Trias | environ 201 Ma | environ 75 % | Volcanisme lié à l’ouverture de l’Atlantique |
| Fin du Crétacé | 66 Ma | environ 75 % | Impact d’un astéroïde de 10 km (cratère de Chicxulub, Mexique), volcanisme des trapps du Deccan |
Après chaque crise, les survivants se sont diversifiés : la disparition des dinosaures non aviens a ouvert la voie aux mammifères, dont l’humain (voir évolution des espèces). Le déclin actuel de la biodiversité fait craindre une sixième extinction.
Comment date-t-on les roches ?
- Datation relative : elle établit l’ordre des événements. Selon le principe de superposition formulé par Nicolas Sténon en 1669, une couche est plus récente que celle qu’elle recouvre. Les fossiles stratigraphiques (ammonites, trilobites), caractéristiques d’une courte période, permettent de corréler des couches éloignées.
- Datation absolue (radiochronologie) : certains éléments radioactifs se désintègrent à un rythme constant. En mesurant les proportions d’un élément et de ses produits de désintégration dans un minéral, on calcule son âge. L’uranium-plomb permet de dater des roches de milliards d’années ; le carbone 14, limité à environ 50 000 ans, sert pour l’archéologie et la préhistoire, pas pour les dinosaures.
C’est en datant les météorites par la méthode plomb-plomb que l’Américain Clair Patterson a établi en 1956 l’âge de la Terre à environ 4,55 milliards d’années.
L’histoire de la Terre ramenée à une journée
Pour saisir ces durées, on peut condenser 4,6 milliards d’années en 24 heures :
| Événement | Heure sur l’horloge |
|---|---|
| Formation de la Terre | 0 h 00 |
| Premières traces de vie | vers 5 h 40 |
| Oxygène dans l’atmosphère | vers 11 h 30 |
| Explosion cambrienne | vers 21 h 10 |
| Premiers dinosaures | vers 22 h 50 |
| Extinction des dinosaures non aviens | 23 h 39 |
| Genre Homo | 23 h 59 min 07 s |
| Homo sapiens | 23 h 59 min 54 s |
| Toute l’histoire écrite | les 0,1 dernière seconde |
L’Anthropocène : une nouvelle époque ?
Proposé en 2000 par le chimiste Paul Crutzen, le terme Anthropocène désigne une époque où les activités humaines deviennent une force géologique (gaz à effet de serre, radionucléides des essais nucléaires, plastiques, extinctions). En mars 2024, la sous-commission chargée du Quaternaire a toutefois rejeté la proposition d’en faire une époque officielle de l’échelle des temps géologiques. Le terme reste largement employé comme concept scientifique et culturel.
Questions fréquentes
Quel âge a la Terre ?
Environ 4,54 milliards d’années, d’après la datation des météorites et des plus anciens minéraux terrestres. Le système solaire s’est formé il y a environ 4,567 milliards d’années.
Les humains ont-ils vécu à l’époque des dinosaures ?
Non. Les derniers dinosaures non aviens ont disparu il y a 66 millions d’années ; les premiers représentants du genre Homo sont apparus il y a environ 2,8 millions d’années. Les oiseaux, en revanche, sont des dinosaures qui ont survécu.
Que signifient Paléozoïque, Mésozoïque et Cénozoïque ?
Ces noms viennent du grec : « vie ancienne », « vie moyenne » et « vie récente ». Ils traduisent l’évolution des faunes fossiles d’une ère à l’autre.
Pourquoi l’ère tertiaire n’existe-t-elle plus ?
Les géologues ont remplacé le Tertiaire par deux périodes, le Paléogène et le Néogène, mieux définies. Le terme reste cependant usuel dans l’enseignement et le langage courant en France.