Les âges de la Terre
Publié le 06/12/2018
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Les âges de la
Terre
QUATRE ÈRES PRINCIPALES
La Terre, comme les huit autres planètes du système solaire, s'est formée par accrétion de matière dans un nuage de poussières et de gaz gravitant autour du Soleil : le nuage protosolaire. Les petits corps qui se sont initialement formés se sont eux-mêmes regroupés en un gros corps unique. Ce dernier est à l'origine de notre « planète bleue ». Depuis, on a distingué quatre grandes ères géologiques marquées par des événements tels que l'apparition de la vie : le précambrien, le paléozoïque ou primaire, le mésozoïque ou secondaire et le cénozoïque qui englobe le tertiaire et le quaternaire.
LE PRÉCAMBRIEN
Le précambrien est l'ère géologique la plus ancienne mais aussi la moins connue. Elle est divisée en trois périodes : l'hadéen, l'archéen et le protérozoïque.
Les débuts de la Terre
La Terre s'est formée il y a 4,580 milliards d'années et les plus anciennes roches connues sont
datées de 3,8 milliards d'années. On
a appelé cette période hadéen en
référence à Hadès, dieu grec des
enfers. Ce nom évoque le chaos, des températures monstrueuses, des émanations gazeuses en liaison avec des éruptions
volcaniques gigantesques sans
comparaison avec ce que l'on connaît actuellement. Cette période reste bien mystérieuse mais nous savons que c'est le moment où s'est formée la structure de la Terre avec
Les ères géologiques
un noyau métallique recouvert d'un manteau fait de roches silicatées et entouré d'une atmosphère et d'eau liquide.
Une planète tellurique
La Terre est la troisième des quatre planètes rocheuses (Mercure, Vénus, la Terre et Mars) encore appelées telluriques par opposition aux cinq planètes gazeuses du système solaire (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton, bien que le classement de cette dernière dans les planètes gazeuses soit contesté).
Actuellement, la Terre est la seule planète du système solaire dont la structure révèle la présence de cinq couches. De la surface vers l'intérieur, on trouve la croûte terrestre, le manteau supérieur, le manteau inférieur, le noyau externe et le noyau interne ou graine. Le passage de l'une à l'autre de ces sphères concentriques se fait grâce à une zone de discontinuité. La croûte terrestre solide dérive sur un manteau supérieur visqueux qui lui-même recouvre un manteau inférieur très visqueux, presque solide. Le noyau externe, liquide, flotte sur une graine solide.
Un monde métallique Dès le début, la Terre a subi de grands bouleversements dont le plus important correspond à la formation du noyau métallique qui constitue 33% de la masse totale et seulement 16% du volume terrestre. On a de bonnes raisons de penser que le noyau est composé de fer et de nickel auxquels il faut ajouter une faible quantité de silicium, de soufre et peut-être même d'oxygène. D'autre part, la Terre a joué un véritable rôle d'aspirateur en grossissant par l'absorption de nombreux débris célestes de toute taille qu'elle a incorporés : c'est le phénomène d’accrétion.
L'atmosphère primitive
À la fin de l'hadéen, il y a 4 milliards d'années, on pense que la composition de l'atmosphère terrestre était de 65% d'azote, 31 % de gaz carbonique, 3% d'hydrogène
3,8 milliards d'années des lits de galets, autre preuve de cette érosion et de cette sédimentation aquatique. Les plus anciens éléments des continents archéens sont constitués de noyaux de granité entourés de longues et sinueuses bandes de roches vertes d'une densité plutôt faible. Ces dernières font penser à d'anciennes coulées volcaniques sous-marines. Les quelques roches sédimentaires sont également de couleur verte. À cette époque on ne rencontre pas les sédiments carbonatés si communs dans les formations plus récentes. On estime que les noyaux préservés que l'on retrouve actuellement ne correspondent qu'au soixantième de ce qui s'est formé à l'époque. Les autres ont donc disparu, fondu et ont été recyclés dans la suite de l'histoire de la Terre. Cette période, l'archéen, est aussi caractérisée, vers -3,2 milliards d'années, par des traces d’érosion glaciaires (surfaces striées) et de moraines avec des galets typiques qui démontrent que notre planète a subi une première glaciation.
L'océan primitif
L'océan devait, vu la modicité des continents, être beaucoup moins profond qu'aujourd'hui. Ceci est confirmé par la présences de dépôts métallifères (fer, cuivre et zinc) dont
«
apport
fondamental de maillons du
vivant sur notre planète.
Ceci conduit à
l'hypothèse selon laquelle l'origine de
la vie serait extraterrestre et qu'elle
aurait été ensemencée depuis l'espace.
Mais nous ne savons toujours pas
quand la matière organique est
devenue un être vivant.
Le s fumeur s noir s
La découverte et l'étude des« fumeurs
noirs » -sortes de geysers sous-marins
localisés sur les dorsales océaniques -
et de leurs oasis au fond des océans ont
montré que des badéries peuvent
se développer en grand nombre en
absence totale de photosynthèse, donc
de lumière.
Ces bactéries synthétisent
des composés organiques à partir de
l'oxydation de produits soufrés émis
par ces « fumeurs noirs ».
Pour l'instant,
les simulations en laboratoire n'ont pu
confirmer cette hypothèse, mais cela
reste un axe de recherche intéressant.
Quoi qu'il en soit, la vie est apparue
certainement dans l'eau, laquelle
assurait une protection efficace contre
le rayonnement ultraviolet intense et
stérilisant qui frappait alors la Terre.
LE DÉBUT DE LA TERRE MODERNE
Le protérozoïque débute il y a
2,5 milliards d'années et s'achève il y a
540 millions d'années :c'est la plus
longue période de l'histoire de la Terre.
Elle est caractérisée par une croissance
considérable du volume des continents
qui se traduit par l'augmentation
simultanée de l'épaisseur et de la
surface de la croûte continentale.
Cette
période est divisée en trois ensembles
dont la limite correspond à chaque fois
à une grande crise orogénique (relative
aux mouvements de l'écorce terrestre)
qui about it à la formation de super·
continents.
Le tout est déjà régi par la
tectonique des plaques telle que nous
la connaissons aujourd'hui : des
plaques continentales qui « flottent»
sur un manteau plus dense.
La
présence de domaines continentaux
stables a entraîné le développement
important de récifs d'algues sur les
plateaux continentaux, récifs à l'origine
des stromatolithes.
Ces formations
composées de plusieurs couches
sédimentaires ont produit l'oxygène
libre de l'atmosphère qui entraînera
le développement de la respiration
aérobie (exclusivement en présence
d'air ou d'oxygène).
Cet oxygène
s'ajoute à l'oxygène formé par l'action
des rayons ultraviolets sur la vapeur
d'eau.
Par ailleurs, il en résulte le
développement d'une couche
d'ozone (03) protectrice, ce qui permet
le développement de la vie dans les
océans.
LA
VIE A LA CONQU(TE DES CONTINENTS
De s océan s ...
Les premiers fossiles ont été retrouvés
en Afrique du Sud dans la formation de
« Fig Tree » datée de plus de 3 milliards
d'années.
Ils évoquent des
cyanobactéries, plantes primitives.
Plus tard, vers 1,8 milliard d'années,
on trouve des filament constitués de
cellules soudées les unes aux autres
mais toujours dépourvues de noyaux
(protocaryotes).
Cette structure
rappelle fortement les cyanophycées
actuelles (les algues bleues).
À partir
de 1,7 milliard d'années apparaissent
les premières cellules avec noyau
et membrane (eucaryotes).
Puis
apparaissent des algues marines
filamenteuses ramifiées, rappelant
nos chlorophycées actuelles.
...
aux continent s
Les conditions de vie devenant
acceptables (diminution du
rayonnement ultraviolet stérilisant
grâce à la couche d'ozone), mais
toujours aussi desséchantes, la vie
végétale va lentement conquérir les
bords des océans.
Puis, de proche en
proche, elle va investir les terres
émergées.
Entre 500 et 420 millions
d'années, ce sont des plantes proches
des mousses actuelles (bryophytes)
qui vont enrichir le sol en matière
organique, formant ainsi le lit des
colonisateurs suivants.
Ceci est bien
illustré dans la « tourbière fossile » de
Rhynie en Écosse.
On y trouve une
petite plante (30 cm de haut) formée
de « tiges » aériennes cylindriques
étroites portés par un axe horizontal
probablement souterrain.
Dépourvues
de feuilles, certaines tiges se
terminaient par deux petits sporanges
ovoïdes.
Ces plantes, dispersant leurs
spores dans l'atmosphère, possédaient
une protection contre une évaporation
trop intense grâce à une cuticule
externe cireuse et avaient inventé
un système de cellules conductrices
de l'eau et des sels minéraux
indispensables à leur survie.
C'est seulement quand les végétaux se
seront bien installés sur les continents
que les premiers animaux vont à leur
tour sortir de l'océan et partir à la
conquête des continents.
Les végétaux
leur assurent alors leur nourriture.
LE PRIMAIRE : L'EXUBÉRANCE
DE LA FLORE HOUILLÈRE
t:ère primaire a été subdivisée en
six périodes : cambrien, ordovicien,
silurien, dévonien, carbonifère et
permien.
Vers la fin de cette ère, entre 325 et
295 millions d'années, les conditions
sont réunies pour que la végétation
se diversifie et devienne luxuriante.
On trouve des fougères arborescentes
de plus de 15 mètres de hauL de
grands arbres (lépidodendrons,
sigillaires) pouvant atteindre 30 rn, des
« plantes à graines » ancêtres de nos araucarias
actuels.
Le long des
continents se développent des bassins
(paraliques)
peu profonds
ou au milieu
des continents
des bassins
continentaux
ou lacustres
(limniques).
D'importantes
forêts
rappelant les
mangroves
vont s'y
développer.
Mais des variations
brutales du niveau des eaux vont
détruire cette forêt et entraîner des
accumulations considérables de
matière organique.
Ces phénomènes se
reproduisant de très nombreuses fois,
leur lent enfouissement va entraîner la
formation d'autant de couches de
charbon.
Cette période a été appelée
carbonifère.
C'est donc grâce à
l'exubérance de cette forêt houillère
que l'homme a pu mener à bien, au
XIX' siècle, sa révolution industrielle
basée sur l'énergie du charbon.
LE SECONDAIRE : LE RÈGNE
DES DINOSAURES
Trias, jurassique et crétacé sont les trois
grandes périodes de l'ère secondaire.
Durant cette dernière, la Terre va vivre
sous la domination d'un gigantesque
groupe appartenant aux reptiles : les
dinosaures.
Ces« lézards terribles »,
comme le suggère l'étymologie du
mot.
vont apparaître sans doute en
Amérique du Sud et se répandre sur
toute la planète.
A l'origine de taille modeste, ils vont se
d iv e rsi fie r.
Ils seront herbivores ou
carnivores, voire piscivores,
quadrupèdes ou bipèdes, de la taille
d'un poulet ou pouvant atteindre 30 rn
de long.
Pendant 160 millions d'années,
les dinosaures vont régner en maîtres,
occupant une très grande niche
écologique.
Ils vont évoluer et s'adapter
à leur milieu.
Classiquement, un reptile
possède un corps couvert d'écailles et
se reproduit en pondant des oeufs.
Depuis peu, on connaît des dinosaures
à plumes.
Ces dernières seraient une
évolution des écailles.
Les premiers
oiseaux, dont l'archéoptéryx est le
modèle, seraient issus d'une branche
de l'arbre évolutif des dinosaures.
Si on s'accorde sur ce point, cela
nous entraîne à affirmer que les
dinosaures ont totalement disparu il y
a 65 millions d'années puisque leurs
descendants directs, les oiseaux, vivent
toujours actuellement.
D'ailleurs
l'hypothèse de l'origine de la
disparition des dinosaures n'est pas
aussi claire que certains spécialistes
l'ont affirmée.
En effet, il y a 65 millions
d'années, non seulement les dinosaures
ont disparu, mais aussi avec eux les
reptiles volants, les reptiles marins, les
ammonites, les bélemnites, une grande famille
de lamellibranches, les rudistes,
de très nombreux représentants du
plancton.
Ce sont des animaux
terrestres ou marins, de surface ou de
profondeur.
La fin du secondaire a
connu un grande « crise biologique »
comme la Terre en avait déjà connu
quatre fois auparavant.
Si la chute
d'une météorite au Mexique ou les
gigantesques éruptions volcaniques du
Deccan aux Indes ne sont pas à mettre
en doute, il faut pourtant constater que
les autres reptiles (tortues, crocodiles,
serpents), les nautiles (cousin des
bélemnites), les mammifères, et une
grande partie de la végétation ont
survécu au prétendu « hiver nucléaire».
Il ne faut pas oublier aussi que tout
grand groupe vivant apparaî� se
développe puis disparaît le plus
naturellement du monde.
Aujourd'hui,
on peut sans doute penser que ce n'est
pas l'une ou l'autre de ces hypothèses
qui est uniquement à l'origine de la
disparition des dinosaures mais bien au
contraire que cette disparition est le
résultat de l'addition des effets de
plusieurs de ces hypothèses.
LE TERTIAIRE .
l'AVENEMENT
DES MAMMIFERES
APPARITION DES SAISONS
t:ère tertiaire est découpée en
cinq périodes : paléocène, éocène,
oligocène, miocène et pliocène.
Elle a vu apparaître des variations
climatiques qui ont abouti aux saisons,
phénomènes qui n'existaient pas
précédemment.
Toutefois, le climat était
plus chaud qu'aujourd'hui sous les
mêmes latitudes.
La grande niche
écologique laissée vacante par les
dinosaures va rapidement être occupée
par les mammifères qui, de taille
modeste (celle d'une souris) au début.
vont se diversifier.
t:évolution des
mammifères va se faire en respectant
une isolation géographique certaine
avec les marsupiaux d'Australie.
On verra aussi apparaître un certain
gigantisme dans certains groupes.
Les
faunes se renouvelleront régulièrement
pendant cette période.
t:aboutissement
de cette évolution étant bien sûr
l'apparition de la lignée humaine il y a
seulement quelques millions d'années.
fORMATION DES RELIEFS
C'est aussi à cette période que nous
verrons se former sur tous les
continents de grandes chaînes de
montagnes qui correspondent encore
aujourd'hui aux plus beaux reliefs de la
planète comme les Alpes, l'Himalaya,
les Andes ou les Rocheuses d'Amérique
du Nord.
LE
QUATERNAIRE :
UN TEMPS DE GLACE
Subdivisé en deux périodes, pléistocène
et holocène, le quaternaire a débuté
il y a 2 millions d'années.
Ceci
correspond essentiellement à une
limite conventionnelle puisque rien
de particu li er ne marque ce passage :
pas de catastrophe, pas de changement
brutal ni d'événement majeur.
C'est
seulement la période où l'homme,
fraîchement apparu sur Terre, se
développe et évolue jusqu'à l'Homo
sopiens sapiens que nous sommes
tous.
La tectonique des plaques a
entraîné petit à petit le positionnement
du grand continent Antarctique à
l'emplacement du pôle Sud.
Un tel
événement induit des glaciations.
On en connaissait déjà à la fin de
la période précédente mais, au
quaterna ire, ces phénomènes vont se
développer et entraîner une alternance
glaciation-réchauffement.
De grands
glaciers, ou inlandsis, s'étendent et
recouvrent petit à petit l'Amérique du
nord, l'Europe du nord et une grande
partie de la Sibérie.
Cette notion de glacia tion a longtemps
été difficile à admettre.
Néanmoins, il
fallait bien trouver une explication au
fait que l'on trouve dans la plaine
Suisse et dans le Jura des «blocs
e"atiques" parfois de grande taille
(donc lourds) de roches dont
l'équivalent n'était connu que dans les
Alpes donc à des dizaines de
kilomètres.
Il fallut bien se résoudre à
accepter que les glaciers alpins étaient
bien plus étendus aux cours des
périodes géologiques récentes.
Ainsi
au tunnel de la Croix-Rousse à Lyon,
il y a un bloc erratique provenant du
centre de la Suisse amené là par
l'ancien glacier du Rhône.
En étudiant
les traces (moraines) laissées par les
glaciers, on a pu dénombrer quatre
glaciations en Europe pendant le
quaternaire.
On leur a donné le nom
d'affluents de la rive droite du Danube
(Günz, Mindel, Riss, Würm) : c'est là
qu'on a retrouvé leurs traces.
Chaque
épisode glaciaire était séparé du
précédent par une période dite
interglaciaire.
La dernière glaciation
datant de 10 ooo ans, nous sommes
donc dans une période interglaciaire
bien que du "N' au début du XIX' siècle,
on ait connu des températures
beaucoup plus basses (petit âge
glaciaire).
Cette période froide
historique a vu une avancée importante
des grands glaciers alpins par exemple.
Mais cela ne représentait qu'une des
nombreuses fluctuations que connaît
régulièrement le climat..
»
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