Le Précambrien
Echelle géologique
Le Précambrien s'étend environ de - 4 55 milliars d'années jusqu'à - 570 Ma (ère Paléozoïque), c'est l'ère la plus longue elle dure quasiment 90% du temps écoulé depuis la formation de la Terre.
Les traces d'organismes vivants y sont rares et de ce fait, elle est très peu connue. Pourtant des événements essentiels surviennent durant cette ère :
- vers - 3 800 Ma l'apparition, des premières bactéries anaérobies.
- vers - 3 000 Ma celle des bactéries photosynthétiques.
- Vers - 15 00 Ma Les premières cellules eucaryotes (possédant un noyau).
L'ère précambrienne se divise en quatre grandes phases.
La première phase
C'est au cours de la première phase que se forme la croûte primitive (au début elle devait avoir que quelques centaines de mètres d'épaisseur) à l'image de la formation solide que l'on peut observer sur une coulée de lave; sa composition chimique devait être proche de celle des météorites pierreuses (aérolithes).
La température de cette croûte est très élevée, elle est entretenue au début par l'échauffement dû au tassement gravitationnel de la masse terrestre et ensuite par la chaleur générée par les désintégrations radioactives,.
De cette masse en partie fondue s'échappent des gaz dont les plus légers (hydrogène, hélium) s'élevent dans l'espace.
La vapeur d'eau devait former des nuages dans une atmosphère par ailleurs essentiellement constituée de gaz carbonique et maintenue autour du globe par la gravité terrestre.
La chaleur a ensuite diminué, de sorte que la température de la partie extérieure de la croûte est devenue, environ 250 millions d'années après sa formation, inférieure à 100 °C.
Ce n'est qu'à partir de ce moment que l'eau peut s'accumuler en surface sous sa forme liquide pour former les premières mers. Ainsi, ce n'est qu'à la fin de cette première période que le cycle de l'eau a commencé.
La deuxième phase
Au cours de la deuxième phase, l'épaississement de la croûte se poursuit, du fait du refroidissement continuel du système, mais aussi grâce à l'incorporation et à la solidification de matériel magmatique léger, tel que le magma granitique, né de la différenciation à partir du magma primordial. La croûte terrestre atteint pratiquement le quart de son épaisseur actuelle.
À la surface de la croûte terrestre, des masses de ce magma solidifié constituent des reliefs émergés: ce sont les premiers éléments de la croûte continentale.
Les cours d'eau installés sur les premiers reliefs emportent vers les mers des éléments en solution et des produits de l'érosion, provoquant l'apparition des premiers sédiments.
Les premières roches sédimentaires connues, découvertes au Groenland, datent de 3,8 milliards d'années.
Stromatolites
La troisième phase
Au cours de la troisième phase, l'oxygène commence à jouer un rôle primordial. Une faible partie de ce gaz se dégage de l'intérieur de la Terre lors des manifestations volcaniques, mais il provient pour l'essentiel de la photosynthèse réalisée par des algues marines.
Ces dernières utilisent le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère et dissous en partie dans les eaux.
Les premières traces de chlorophylle, attestant cette activité photosynthétique, remontent à 2,7 milliards d'années, mais les plus anciennes traces cellulaires connues, probablement antérieures à l'apparition de la photosynthèse, remontent à environ 3 milliards d'années.
Stromatolithes
Une grande partie de l'oxygène est au début consommée par la formation d'oxydes, essentiellement aux dépens du fer présent dans les sédiments. Ce phénomène est à l'origine des énormes masses de minerais caractéristiques de cette période (minerais de fer rubanés).
La baisse de la teneur en dioxyde de carbone dans les eaux permet rapidement le développement de la sédimentation des roches calcaires, dont le dépôt est provoqué par le métabolisme d'algues bleues et vertes (cyanophycées, cyanobactéries) : les stromatolithes.
Ce n'est que vers la fin du précambrien qu'apparaissent les premiers métazoaires, avec notamment des cœlentérés et des annélides découverts à Ediacara, en Australie, qui annoncent la diversification des faunes au paléozoïque.
La quatrième phase
L'épaississement de la croûte, l'élévation des montagnes et les dépôts de sédiments au fond des mers se poursuivirent durant la quatrième phase de l'ère précambrienne.
La croûte et la lithosphère continentale, qui ont presque atteint leur épaisseur actuelle, sont découpées en plusieurs plaques dont la mobilité doit déjà suivre les modalités que nous connaissons dans le système actuel.
Ainsi plusieurs chaînes de montagnes s'édifient-elles entre - 3,5 et - 0,6 milliards d'années. On en retrouve les traces (sous la forme de zones tectonisées et marquées par le magmatisme) dans les noyaux les plus anciens des masses continentales actuelles que l'on nomme les boucliers (canadien, africain, brésilien, etc.).
Les formations précambriennes
Les formations précambriennes sont classées en deux unités chronostratigraphiques: l'Archéen et le Protérozoïque.
L'Archéen comprend des roches anciennes dont les plus primitives sont âgées d'environ 3 800 Ma.
En deçà, et jusqu'au moment de la formation de la Terre vers -4 500 Ma, il n'y a pas de stratigraphie puisqu'il n'y a pas de roche témoin.
Le Protérozoïque s'étale de -2.5 milliards d'années à -50 millions d'années. Il subdivisé en trois érathèmes ou ères, qui, elles-mêmes, sont ramifiées en systèmes dont les noms correspondent à un caractère marquant des différentes couches.
Ères géologiques : le protérozoïque
Le paléo(protérozoïque)
Le paléoprotérozoïque (de -2 500 à -1 600 Ma) est découpé en quatre systèmes:
- le sidérien (formations sédimentaires ferrugineuses laminées, de -2 500 à -2 300 Ma),
- le rhyacien (injection de laves stratifiées, de -2 300 à -2 050 Ma),
- l'orosirien (période orogénique générale, de -2 050 à -1 800 Ma)
- le stathérien (stabilisation des boucliers, de -1 800 à -1 600 Ma)
Le méso(protérozoïque )
Le mésoprotérozoïque (de -1 600 à -1 000 Ma) compte trois systèmes:
- le calymnien (couverture des plates-formes, de -1 600 à -1 400 Ma),
- l'ectasien (expansion continue des couvertures des plates-formes, de -1 400 à -1 200 Ma)
- le sténien (métamorphisme et déformation, de -1 200 à -1 000 Ma).
Le néo(protérozoïque )
Le néoprotérozoïque (de -1 000 à -540 Ma) rassemble trois systèmes:
- le tonien (tension, de -1 000 à -850 Ma),
- le cryogénien (glaciation générale, de -850 à -650 Ma)
- le néoprotérozoïque III (de -650 à -540 Ma).