Katarchéen,Archéen,Protérozoïque inférieur et moyen
Le Katarchéen, l’Archéen et le Protérozoïque inférieur et moyen désignent les plus anciennes divisions de l’histoire de la Terre : elles s’étendent de la formation de la planète, il y a environ 4,56 milliards d’années, jusqu’à il y a environ un milliard d’années. Ces noms appartiennent en partie à une terminologie ancienne : le « Katarchéen » correspond à peu près à ce que l’on appelle aujourd’hui l’Hadéen, et le Protérozoïque inférieur et moyen recouvrent le Paléoprotérozoïque et le Mésoprotérozoïque. Ensemble, ils représentent plus des trois quarts de l’histoire terrestre.
Les divisions et leurs dates
Selon l’échelle des temps géologiques de la Commission internationale de stratigraphie, dont les limites sont régulièrement précisées :
- l’Hadéen va de la formation de la Terre à environ 4 milliards d’années ;
- l’Archéen s’étend d’environ 4 à 2,5 milliards d’années ;
- le Paléoprotérozoïque, ancien Protérozoïque inférieur, va de 2,5 à 1,6 milliard d’années ;
- le Mésoprotérozoïque, ancien Protérozoïque moyen, va de 1,6 à 1 milliard d’années.
Vient ensuite le Néoprotérozoïque, qui s’achève il y a environ 539 millions d’années avec le début du Cambrien. L’ensemble des temps antérieurs au Cambrien est traditionnellement appelé Précambrien. Les dates proposées dans des ouvrages plus anciens, par exemple une limite entre Katarchéen et Archéen vers 3,5 milliards d’années, ne correspondent plus aux conventions actuelles.
Des roches rares et transformées
Très peu de roches de ces époques subsistent à la surface : la tectonique, le métamorphisme, le volcanisme et l’érosion les ont détruites ou profondément transformées. Les plus anciens minéraux connus sont des zircons de la région des Jack Hills, en Australie occidentale, âgés d’environ 4,4 milliards d’années ; les plus anciennes roches datées, comme les gneiss d’Acasta au Canada, ont environ 4 milliards d’années. Les terrains archéens et protérozoïques forment le cœur des boucliers continentaux, ou cratons, au Canada, au Groenland, en Australie, en Afrique australe, en Scandinavie ou en Inde.
L’intérieur de la planète reste, lui, hors d’atteinte : le forage le plus profond jamais réalisé, le puits superprofond de Kola, dans le nord-ouest de la Russie, a atteint un peu plus de 12 kilomètres. Les profondeurs de la Terre sont donc surtout connues par des méthodes indirectes, comme la sismologie.
L’apparition de la vie et de l’oxygène
Les plus anciennes traces de vie généralement admises sont des stromatolites, constructions sédimentaires édifiées par des communautés de micro-organismes, datées d’environ 3,5 milliards d’années dans la région du Pilbara, en Australie ; des indices plus anciens restent débattus. Durant l’Archéen, l’atmosphère est presque dépourvue d’oxygène libre. La photosynthèse des cyanobactéries, qui libère de l’oxygène, finit par transformer la planète : vers 2,4 milliards d’années, au Paléoprotérozoïque, se produit la Grande Oxydation, enrichissement durable de l’atmosphère en oxygène. Les formations de fer rubanées, abondantes à cette période, témoignent de ces changements de la chimie des océans. Les premiers fossiles généralement attribués à des eucaryotes, organismes dont les cellules possèdent un noyau, apparaissent au Protérozoïque.
Continents et tectonique
Le fonctionnement de la Terre primitive reste un sujet de recherche actif. La date à laquelle la tectonique des plaques, telle qu’on l’observe aujourd’hui, s’est mise en place fait débat : certains chercheurs la placent dès l’Archéen, d’autres plus tard. La géographie de ces époques n’est pas pour autant totalement inconnue : les géologues reconstituent, avec des incertitudes croissantes à mesure que l’on remonte le temps, des supercontinents comme Columbia, aussi appelé Nuna, assemblé au Paléoprotérozoïque, puis Rodinia, formé à la fin du Mésoprotérozoïque et au début du Néoprotérozoïque. Aujourd’hui, les plaques se déplacent de quelques centimètres par an, à des vitesses qui varient selon les régions du globe.
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