Objectifs

• Se représenter l’immensité des temps géologiques.
• Utiliser les principes de la datation relative (superposition, recoupement, fossiles).
• Savoir ce qu’est une datation absolue.
• Connaître les grandes ères géologiques et les événements qui les séparent.
• Décrire quelques grandes étapes de l’évolution de la Terre et de la vie.

1. Lire l’âge des roches : la datation relative

La datation relative classe les événements géologiques les uns par rapport aux autres (avant, après), sans donner d’âge en années. Elle repose sur quelques principes :

• Principe de superposition : une couche sédimentaire est plus récente que celle qu’elle recouvre (si les couches n’ont pas été retournées).
• Principe de recoupement : une faille ou une coulée de magma qui traverse des couches est plus récente que les couches qu’elle coupe.
• Principe d’inclusion : un morceau de roche inclus dans une autre roche est plus ancien que la roche qui l’entoure.
• Principe d’identité paléontologique : deux couches qui contiennent les mêmes fossiles stratigraphiques ont le même âge, même si elles sont très éloignées.

Les fossiles stratigraphiques

Un fossile stratigraphique est le reste d’une espèce qui a vécu peu de temps à l’échelle géologique mais qui était répandue sur une grande partie du globe. Le trouver dans une roche permet de la dater et de la comparer à des roches lointaines. Exemples : les trilobites (ère primaire), les ammonites (ère secondaire), les nummulites (ère tertiaire).

Exemple résolu. Dans une carrière, on observe de bas en haut les couches 1, 2 et 3. Une faille coupe les couches 1 et 2 mais s’arrête sous la couche 3, qui n’est pas cassée. Classe la faille par rapport aux couches.

2. Donner un âge en années : la datation absolue

Certaines roches renferment des éléments radioactifs qui se transforment très lentement, à un rythme connu et régulier. En mesurant la quantité d’élément de départ qui reste et la quantité de produit formé, on calcule l’âge de la roche en années : c’est la datation absolue (ou radiochronologie).

C’est ainsi qu’on a pu estimer l’âge de la Terre à environ 4,6 milliards d’années, et fixer en années les limites entre les ères.

3. Les grandes ères géologiques

Les géologues ont découpé l’histoire de la Terre en grandes périodes appelées ères. Les limites entre les ères correspondent à des crises biologiques : de nombreux groupes d’êtres vivants disparaissent assez brutalement, puis de nouveaux groupes se diversifient. Les âges ci-dessous sont arrondis, d’après l’échelle internationale des temps géologiques (Commission internationale de stratigraphie).

1. vers −4,6 milliards d’annéesFormation de la Terre. Début du Précambrien, la plus longue période (près de 9 dixièmes de l’histoire de la Terre).
2. au moins −3,5 milliards d’annéesPremières traces de vie connues : des êtres vivants unicellulaires dans les océans.
3. vers −541 millions d’annéesDébut de l’ère primaire (Paléozoïque) : diversification rapide des animaux marins, dont les trilobites.
4. vers −252 millions d’annéesLa plus grande crise biologique connue, à la fin de l’ère primaire ; début de l’ère secondaire (Mésozoïque), l’ère des dinosaures et des ammonites.
5. vers −66 millions d’annéesCrise de la fin du secondaire : disparition des dinosaures (sauf la lignée des oiseaux) et des ammonites ; début de l’ère tertiaire (Cénozoïque), essor des mammifères.
6. vers −2,6 millions d’annéesDébut de l’ère quaternaire, marquée par une alternance de périodes glaciaires et plus chaudes.
7. vers −300 000 ansPlus anciens fossiles connus d’Homo sapiens, découverts au Maroc (Djebel Irhoud).

À toi. Dans une couche, on trouve des ammonites et un os de dinosaure. Dans une couche située au-dessus, on trouve des nummulites. Donne l’ère de chaque couche.

4. Une Terre qui change sans cesse

Au cours des temps géologiques, la Terre elle-même s’est transformée :

• l’atmosphère : au début presque sans dioxygène, elle s’en est enrichie grâce à la photosynthèse des êtres vivants aquatiques ;
• les continents : ils se déplacent lentement ; à la fin de l’ère primaire, ils étaient réunis en un seul supercontinent, la Pangée, qui s’est fragmentée pendant l’ère secondaire ;
• les climats : périodes chaudes et périodes glaciaires se sont succédé ;
• les êtres vivants : des espèces apparaissent, d’autres disparaissent ; les espèces actuelles ne représentent qu’une petite partie de toutes celles qui ont existé.

flowchart LR
A[Precambrien vie unicellulaire] --> B[Primaire trilobites premiers vertebres]
B --> C[Secondaire dinosaures ammonites]
C --> D[Tertiaire essor des mammiferes]
D --> E[Quaternaire glaciations Homo sapiens]

Récapitulatif

• La datation relative range les événements (superposition, recoupement, inclusion, fossiles stratigraphiques).
• La datation absolue, fondée sur la radioactivité, donne un âge en années : la Terre a environ 4,6 milliards d’années.
• Après le Précambrien viennent les ères primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire, séparées par des crises biologiques (vers −252 et −66 millions d’années).
• Atmosphère, continents, climats et êtres vivants ont changé au cours des temps géologiques.