L‘échelle des temps géologiques est un système de classement chronologique utilisé en géologie, paléontologie et climatologie. La datation des événements géologiques est essentielle pour comprendre l’histoire de la Terre, une histoire qui s’étend sur des milliards d’années. Comment les géologues déterminent-ils l’âge des roches et des fossiles ? Quelles méthodes de datation utilisent-ils pour établir une chronologie précise des événements géologiques ? Quelles sont les avantages et les limites des deux principales méthodes de datation : la datation relative et la datation absolue ? Grâce à ces différentes méthodes de datation, les scientifiques ont pu construire l’échelle des temps géologiques, divisée en éons, ères et périodes en fonction des bouleversements géologiques, climatiques ou des crises écologiques. En examinant des principes tels que la superposition des strates géologiques, la continuité sédimentaire, et la radiochronologie basée sur les isotopes radioactifs, cet article met en lumière les techniques utilisées pour déchiffrer l’histoire complexe de notre planète. Les défis et les limites de ces méthodes seront également discutés, ainsi que le rôle de la Commission internationale de la stratigraphie dans la nomenclature des divisions géologiques.
Le temps, une question d’échelle
Nous avons pour habitude de mesurer le temps en heures, en mois, en années. Cependant, cette échelle est bien trop petite pour rendre compte de l’histoire de la Terre qui a commencé il y a 4,5 milliards d’années (Ga). Ainsi, en 1913, le géologue britannique Arthur Holmes publie le premier calendrier de notre planète : l’échelle des temps géologiques.
Malheureusement, en géologie on ne peut pas se servir d’un simple calendrier pour dater une période. L’analyse des fossiles et des roches sont au cœur de cette datation. Les paysages qui nous entourent sont les témoins et les garants de l’évolution de la Terre. Il est possible d’attribuer certaines couches de roches à des époques précises qui témoignent de l’évolution de notre planète. En effet, les géologues sont capables d’attribuer certaines couches de roches à des époques précises où régnaient des conditions environnementales différentes. Pour cela, les scientifiques utilisent deux grands types de datation : la datation relative et la datation absolue.
La datation relative
La datation relative est une méthode permettant de déterminer l’ordre chronologique d’événements géologiques ou biologiques les uns par rapport aux autres. Cette méthode est basée sur un ensemble de principes physiques dont les quatre principaux sont : le principe de superposition, le principe de continuité, le principe de recoupement et le principe d’identité paléontologique.
Principe de superposition et de continuité
Le principe de superposition indique que la strate la plus profonde est la plus ancienne tandis que la strate supérieure est la plus récente. Ce principe repose sur l’idée que les couches sédimentaires se déposent horizontalement au fil du temps. Au fur et à mesure que les sédiments s’accumulent, les couches inférieures sont de plus en plus anciennes.
Les conditions de sédimentation sont généralement uniformes sur une large zone géographique. Ainsi, une couche sédimentaire donnée a le même âge sur toute son étendue : c’est le principe de continuité.
Principe de recoupement et inclusion
Un site géologique n’est pas forcément un empilement parfait de différentes strates de roches. Il arrive régulièrement que des événements géologiques, tels que les intrusions magmatiques, les failles, les plissements et l’érosion, modifient le paysage. Ainsi, tout événement géologique qui en recoupe un autre est plus jeune : c’est le principe de recoupement. De même, tout événement géologique qui en inclut un autre est plus jeune : c’est le principe d’inclusion.
Principe d’identité paléontologique
Enfin, le principe d’identité paléontologique se base sur l’idée que les fossiles sont des indicateurs fiables. Ce principe suggère que deux couches sédimentaires éloignées mais contenant les mêmes fossiles sont considérées comme ayant le même âge. En effet, des couches sédimentaires contenant les mêmes fossiles ont probablement été déposées pendant la même période géologique mais se retrouvent aujourd’hui à des emplacements différents.
Limites de la datation relative
La datation relative est un outil indispensable pour comprendre l’histoire de notre planète et de la vie qu’elle a hébergée au fil du temps. Cependant, les principes qui la régissent peuvent être parfois difficiles à appliquer sur le terrain, notamment dans des régions où les couches sédimentaires ont été fortement déformées ou érodées. De plus, la datation relative ne permet pas de déterminer précisément l’âge d’un événement en années. Pour ce faire, il est nécessaire d’utiliser des méthodes de datation absolue.
L’échelle des temps géologiques est essentielle pour comprendre l’évolution de la Terre, en fournissant une base pour dater les événements passés et anticiper les changements futurs.
La datation absolue
La méthode la plus répandue de datation absolue est la radiochronologie (ou datation radiométrique). Cette méthode repose sur la mesure du taux de désintégration de certains éléments chimiques présents dans l’échantillon.
Principe de la datation radiométrique
Tous les éléments chimiques ne sont pas stables dans le temps. Certains isotopes (comprenez différentes versions d’un même élément chimique n’ayant pas le même nombre de neutrons) sont radioactifs. Cela signifie qu’ils se désintègrent spontanément en un autre élément au fil du temps.
Le taux de désintégration radioactive est constant pour chaque isotope radioactif. Cela signifie qu’une quantité donnée d’un isotope radioactif se désintègre toujours à un rythme constant, peu importe les conditions environnantes.
La durée de vie d’un isotope radioactif est imprévisible, mais les physiciens peuvent déterminer le temps nécessaire pour que la moitié d’un échantillon d’isotopes radioactifs se désintègre, ce qu’on appelle la demi-vie. Pour dater un échantillon, les scientifiques mesurent le rapport entre l’isotope radioactif dit père (élément à l’origine) et son produit de désintégration, l’isotope dit fils. En comparant ce rapport à la demi-vie de l’isotope radioactif, ils peuvent calculer l’âge de l’échantillon.
Utilisation de la datation radiométrique
Il existe plusieurs méthodes de datation radiométrique basées sur différents isotopes radioactifs. Chacune permet de dater avec précision certains éléments. Les méthodes les plus connues restent celles présentées dans le tableau ci-dessous.
A titre d’exemple, en mesurant le ratio entre le rubidium 87 et le strontium 87 dans une roche, les géologues peuvent estimer le temps écoulé depuis sa formation. Le rubidium 87 se désintègre en strontium 87 avec une période de demi-vie de 48,8 milliards d’années.
Construction de l’échelle des temps géologiques
A l’aide de ces deux méthodes de datation, les scientifiques ont pu construire une échelle des temps géologiques en étudiant et en corrélant une succession de strates aux caractéristiques communes dans le monde entier. Il est à noter que les différentes dates qui définissent les temps géologiques peuvent évoluer en fonction des nouvelles découvertes scientifiques.
Cette échelle est découpée en plusieurs niveaux : différentes périodes sont regroupées en ères, elles-mêmes regroupées en éons. Ce découpage se base sur les grands bouleversements environnementaux que la planète a connus.
Généralement, les bornes de ces différents niveaux sont attribuées à des crises géologiques (ex : formation de continents), climatiques (ex : période glaciaire) ou écologiques avec des explosions de la biodiversité ou au contraire des extinctions de masse. C’est le cas notamment de la fin de la période Crétacée marquée par l’extinction des dinosaures.
Enfin, la Commission internationale de la stratigraphie (ICS) est responsable de la nomenclature des différentes divisions géologiques. Elle instaure des règles pour la proposition et l’adoption de nouveaux noms. Pour cela, l’ICS tient compte de divers facteurs tels que l’antériorité historique, la clarté et la signification géologique. Parfois, c’est même l’emplacement d’un gisement de roche emblématique d’une période qui donnera son nom à celle-ci. C’est le cas notamment de l’époque du Jurassique qui tire son nom de l’affleurement du massif du Jura en France.
cet article est rempli de passion.Bravo à cette jeune fille.
Très très intéressant ! Bel article !