Histoire de la Terre

Échelle des temps géologiques

Histoire de la Terre

Crise biologique(exemple de la crise Crétacé-Paléogène)

Les éons

Les ères

Voyage au cœur du Précambrien

Voyage au cœur du Phanérozoïque

Les fossiles permettent de retracer l’évolution des êtres vivants au cours de l’Histoire de la terre : en effet, ils peuvent apparaître, se diversifier ou encore s’éteindre. Ils nous ont permis de nous rendre compte de l'existence de 5 crises biologiques au cours de l’Histoire de la Terre. Elles sont caractérisées par une extinction massive des groupes d'animaux et de végétaux.

Les crises biologiques majeures

La crise Créatcé-Paléogène se situe à -65/-66 Ma et a vu l'extenction des dinosaures (anciens) et d'autres groupes d'êtres vivants comme les ammonites. Cette modification a permis la diversification des oiseaux et des mammifères après la crise. Cette crise est probablement la conséquence conjointe de l'impact d'un astéroïde qui s'est écrasé et d'une activité volcanique intense et longue.

Les crises biologiques majeures

Exemple de la crise Crétacé-Paléogène

On constate au niveau des fossiles présents dans les couches de roche de leur disparition. Donc on peut en déduire de la disparition des ammonites et des dinosaures (anciens). On parle d'extinction massive.

Suite à la disparition d'espèces lors de la crise, des espaces sont disponibles pour l'évolution de nouveaux groupes. On remarque que le nombres de fossiles augmentent. Donc on peut en déduire que les mammifères et les oiseaux se sont développés. On parle de diversification.

La crice Crétacé-Paléogène aurait été provoquée par l'impact d'un astéroïde associé à l'activité prolongée et intense d'un supervolcan. Ces deux phénomènes ont énormément modifié les conditions de vie sur Terre (climat, éclairement, température, humidité, acidité des océans, etc.) notamment avec les nuages de poussières et aux gaz produits par ses deux cataclysmes. Cela a perturbé profondément les écosystèmes et a entraîné par une suite de réactions en chaîne cette extinction massive de la biodiversité.

Les crises biologiques majeures

Exemple de crise Crétacé-Paléogène

Le cratère du Yucatan est probablement la trace d'un impact d'un astéroïde d'environ 300 km de diamètre. Cet impact aurait causé dans un premier temps un hiver d'impact. Les poussières dégagées dans l'atmosphère auraient provoqué un refroidissement global des températures et un manque d'ensoleillement.

La présence de grandes coulées volcaniques en Inde dans les trapps du Deccan datées à -65 Ma montre une forte activité volcanique. Avec les poussières et les gaz relargués dans l'atmosphère pendant plusieurs milliers d'années ont modifié le climat en favorisant un réchauffement global du climat.

L'évolution de Précambrien (de 4,54 Ga à 0,54 Ga)

Histoire de la Terre

La planète Terre à l'Hadéen

L'apparition de la vie à l'Archéen

Les climats récents

La présence de dioxègne

Les premiers animaux

La planète Terre à l'Archéen

Apparition des espèces au cours du Phanérozoïque

Histoire de la Terre

Premiers insectes

Premières plantes terrestres

Premiers tétrapodes

Premiers dinosaures

Premières plantes à fleur

Premiers mammifères

Premiers Homo sapiens

Les premières plantes terrestres

Une des premières plantes terrestres dont on a retrouvé une trace, est Cooksonia caledonica, découverte en Écosse et datant de 425 Ma. Ces végétaux primitifs étaient probablement constitués uniquement d'axes (tiges), dépourvus de feuilles et de racines. On pense même que les plantes étaient là avant 425 Ma.

Restitution de Cooksonia par Tim Bertelink

Les mammifères sont apparus entre 160 Ma à 120 Ma avec plusieurs espèces différentes. Le plus vieux fossile retrouvé est Crusafontia datant d’environ 160 Ma.

Les premiers mammifères

Vue d'artiste de Crusafontia

Une faune d'espèces fossiles fut découverte dans les années 1860 et il faudra attendre les années 1960 pour que l'on réalise qu'ils représentaient une toute nouvelle forme de vie jusque là inconnue. On l'appelle la faune d'Ediacara (collines d'Ediacara en Australie). Ces organismes apparurent vers 585 (= 0,585 Ga) Ma et s'épanouirent jusqu'à la veille du Cambrien il y a 542 Ma. Ce sont les premiers animaux mais plus aucun représentant n'existe à l’heure actuelle.

Les premiers animaux

Vue d'artiste de la faune marine d'Ediacara

Les premiers dinosaures

Les premiers dinosaures sont apparus vers les 220-225 Ma avec de nombreuses espèces comme : Saturnalia 225-232 Ma, Herrerasaurus 220-230 Ma, Staurikosaurus vers 225-230 Ma, Eoraptor 220-230 Ma et Alwalkeria 220-230 Ma.

Dessin d'Herrerasaurus ischigualastensis

Squelette de Staurikosaurus

La planète Terre à l'Archéen

On a découvert la présence, sur le site d’Isua (Groenland), de roches particulières, appelées serpentinites. Il s'agit de basalte (roche volcanique) qui se transforme en présence d’eau. Donc s’il y a des serpentinites, on peut dire qu’il y avait des océans vers les 3,8 à 3,5 Ga. On suppose même que les océans étaient là bien avant.

Serpentinisation datant de 3,9 Ga provenant d'Isua

Ce sont les plus grandes unités de période de temps de l’échelle géologique. Le mot éon vient du grec ancien aiốn qui veut dire " temps ". Les scientifiques en ont définies 4 :

• L'Hadéen (période liée à la formation de le Terre, nom venant d'Hadès, dieu des Enfers) ;
• L'Archéen (période liée à l'apparition de la vie, nom venant de arkhaîos qui veut dire "ancien") ;
• Le Protérozoïque (période liée à l'apparition des différents groupes d'êtres vivants et notamment les animaux, nom venant de próteros et de zôikós qui veulent dire "premier" et "animal") ;
• Le Phanérozoïque (période liée la diversification des êtres vivants, nom venant de phanerós et de zôikós qui veulent dire "visible" et "animal") ;

Les éons

Ocres dans les Beaux-de-Provence (exemples de latérites)

Les climats récents

Vers 1,5 Ga, on arrive à retrouver dans certains endroits du globe des latérites en cuirasse. Ce sont des roches sédimentaires rouges qui proviennent du durcissement du sol qu’on a dans les régions tropicales. On retrouve des latérites à l’heure actuelle en Afrique et en Amérique du Sud. Donc à l’époque, on peut dire qu’on a un climat proche de l’actuel.

On a retrouvé de nombreux gisements de fer oxydé avec une majorité formée entre 2,5 Ga et 1,8 Ga. On les appelle les BIF (en anglais banded iron formations). Ces BIF se sont formés uniquement en présence de dioxygène (le fer présent dans les roches s'oxyde). Les cyanobactéries vont, pendant très longtemps, produire du dioxygène et permettre son apparition dans l’eau puis dans l’air. Ceci va progressivement modifier la composition de l’atmosphère.

La présence de dioxygène dans l'atmosphère

Échantillon d'un gisement de fer rubané (ou BIF) de la péninsule supérieure du Michigan.

Le Phanérozoïque

C’est le dernier éon de l’histoire de la Terre qui se déroule encore à notre époque. Son nom a été donné ainsi car c’est dans cette période de la Terre qu’on peut observer les nombreux animaux fossiles ou vivants. Cet éon a été découpé en 3 ères (nom venant du latin aera, era qui veut dire "nombre, époque") :

• Le Paléozoïque (qui vient du grec palaïos ("vieux") et zôikós ("animal") ;
• Le Mésozoïque (qui vient du grec mésos ("au milieu") et zôikós ("animal") ;
• Le Cénozoïque (qui vient du grec kainós ("récent") et zôikós ("animal") ;

Le découpage du Phanérozoïque est lié à l’apparition et la disparition brutales de nombreuses d'espèces fossiles dans les couches de roche. Ces changements sont liées à des crises biologiques majeures.Remarques : Chaque ère possède de nombreuses subdivisions.

La planète Terre à l'Hadéen

Après l'explosion d'une supernova, le système solaire s'est créé avec les gaz et les poussières venant de l'explosion de cette supernova. Dans ce nouveau système solaire, le Soleil et plusieurs planètes ont commencé à se former dont la Terre avec la Lune.

Les plus vieux minéraux de la Terre sont datés de 4,404 Ga. Ce sont des zircons qu'on trouve en Australie dans la zone de Jack Hills. On a daté aussi des météorites formées au même moment que la Terre. On a des valeurs de 4,5 Ga. C’est pour cela qu’on peut estimer que la Terre s’est formée, il y a 4,56 Ga avec les autres planètes du système solaire.

Zircon

La planète Terre à l'Archéen

Les roches sédimentaires les plus anciennes découvertes au Sud-Ouest du Groenland (3,8 Ga pour le site d'Isua et 3,85 Ga pour le site d'Akilia) renferment des molécules organiques complexes. Donc ce serait très probablement les premières et ainsi les plus vieilles traces d'apparition de la vie sur Terre.

Par contre, ce qui est sûr, c’est que les plus vieux micro-fossiles qui ont été trouvés, sont des stromatolithes fossilisés, en Australie (Pilbara oriental) et en Afrique du Sud (Barberton). Ils sont vieux de 3,45 Ga. Ces traces de vie se présentent sous forme de cyanobactéries filamenteuses formant des structures appelées stromatolithes. Elles étaient sans doute capable de réaliser la photosynthèse : absorber du CO2 (dioxyde de carbone) atmosphérique et produire du O2 (dioxygène).

Stromatolithes du Précambrien, dans la formation de Siyeh (Canada)

Stromatolithes actuels dans la baie Shark (Australie)

On aurait découvert le plus vieux insecte fossile qui ferait partie de la famille des criquets et des sauterelles. Il s’appelle Strudiella, il a été découvert en Belgique et il date de 425 Ma. Un autre fossile serait un peu plus ancien mais on n’a qu’une petite partie de celui-ci.

Les premiers insectes

Strudiella, fossile d'à peine 1 cm, gisement belge de Strud

Il est avéré que l’espèce humaine (Homo sapiens) est apparue très récemment dans l’histoire de la Terre. Homo sapiens est le dernier représentant encore vivant du genre Homo. Le dernier fossile d’Homo sapiens a été retrouvé au Maroc et date de 315 000 ans.

Les premiers Homo sapiens

Reconstitution d’un crâne à partir de scans sur plusieurs fossiles originaux d’« Homo sapiens » trouvés sur le site marocain de Djebel Irhoud. PHILIPP GUNZ, MPI EVA, LEIPZIG

La plupart des fossiles qui ressemblent à des plantes à fleur date de 130 Ma. Cependant, un fossile encore plus vieux a été découvert en Asie et daté de 174 Ma : Nanjinganthus dendrostyl. Les tâches noires sur la photo ci-dessous seraient les sépales et les pétales et au centre, on aurait l'ovaire du pistil.

Les premières plantes à fleur

Fossile de Nanjinganthus dendrostyla, la plus ancienne plante à fleur jamais découverte. NIGPAS

Certains scientifiques pensent même que les plantes à fleur seraient même apparues bien avant. On aurait découvert des grains de pollen fossilisés typiques des plantes à fleur en Suisse et datant de 247 à 245 Ma.

Les premiers tétrapodes

L’apparition des tétrapodes (animaux à 4 membres) a pris environ 20 à 40 Ma. Plusieurs tétrapodes aquatiques et terrestres sont apparus vers les 340 Ma comme Pederpes ou Crassigyrinus.

Vue d'artiste d'un Pederpes finneyae par Dimitri Bogdanov

Reconstitution de Crassigyrinus scoticus par Dimitri Bogdanov