LE PALEOZOÏQUE

 

Paléoclimat du Paléozoïque
Paléogéographie et géodynamique
Les périodes du Paléozoïque
Bibliographie ( en préparation)


L’Ere Primaire ou Paléozoïque a duré 300 Ma (545 à 245 ma). Elle enregistre une grande biodiversité au sein des différents écosystèmes marins et terrestres. Sa limite inférieure correspond à l’apparition de la presque totalité des embranchements d’animaux connus actuellement (explosion cambrienne) et sa limite supérieure exprime une extinction majeure ayant contribué au renouvellement de la faune et de la flore. L’acquisition de la capacité de minéralisation des tests et carapaces chez de nombreuses formes de vie en a facilité la conservation. Le Paléozoïque est subdivisé en 6 périodes caractérisées par des événements marquants : le Cambrien par la conservation des premiers invertébrés à tests calcaires ; l’Ordovicien par l’apparition des premiers poissons primitifs ; le Silurien par le développement des premières plantes et la colonisation des terres émergées ; le Dévonien l’enregistrement de la colonisation des milieux terrestres par les animaux ; le Carbonifère par la prolifération des forêts et la conservation de la mémoire du charbon et, enfin, le Permien par l’assemblage du méga-continent Pangée.

Quatre séquences transgressive-régressive majeures, c’est-à-dire des avancées et retraits de la mer, sont enregistrées pour le Paléozoïque et caractérisent les principales fluctuations du niveau des mers associées aux mouvements de tectonique des plaques. Le climat est contrasté et les épisodes d’humidité et d’aridité se succèdent. Toutefois, la formation au Permien d’un méga-continent provoque un réchauffement général et une période d’assèchement climatique qui se poursuit au Mésozoïque inférieur.
L’histoire de la vie au Paléozoïque est ponctuée, au cours de son développement, par des grandes crises. Il en est ainsi à la fin du Cambrien, de l’Ordovicien, au Dévonien supérieur et au Permo-Carbonifère. Ces crises provoquent la disparition de certains groupes terrestres ou marins.
 

Paléoclimat du Paléozoïque
Il est évidemment difficile de reconstituer l’évolution du climat au cours d’une période aussi ancienne que le Paléozoïque. Toutefois, les enregistrements sédimentaires permettent d’apporter quelques éléments de réponses. Le climat du Paléozoïque est dans l’ensemble humide et ponctué par deux phases majeures de glaciations (ordovicienne et permo-carbonifère). Une troisième phase de refroidissement semble s’ébaucher au Dévonien supérieur (Frasnien supérieur). Aux périodes de refroidissement sont associées des extinctions de certains organismes. L’intervalle situé entre les phases glaciaires est caractérisé par une subsidence accrue des mers qui entraîne une restriction des circulations océaniques, une augmentation de la surface des terres émergées et l’augmentation des contrastes saisonniers. La phase principale de glaciation fini-Paléozoïque débute dès le Carbonifère et l’extension de ses glaciers est semblable à celle enregistrée au cours de la période récente du Pléistocène. La teneur en  CO2 atmosphérique enregistre une augmentation au cours du Paléozoïque et l’abondance du carbone organique dans les dépôts marins suggère que les eaux profondes étaient peu oxygénées ce qui favorise la conservation de la matière organique. Cette tendance s’inverse ensuite en relation avec le développement des plantes terrestres qui contribuent à la diminution des teneurs en CO2 en liaison avec l’activité photosynthétique. Localement, les côtes de la Pangée sont affectées, au Paléozoïque supérieur, par des courants océaniques chauds issus du super-océan Panthalassa qui remontent vers les hautes latitudes.

Paléogéographie et géodynamique

Le Paléozoïque est marqué par de profondes modifications du paysage paléogéographique. Il correspond à un épisode d’agrégation des continents après avoir enregistré la rupture du méga-continent (Rodinia) qui existait antérieurement dès le Précambrien. Il est caractérisé, dès l’Ordovicien, par l’assemblage de grandes plaques continentales comme par exemple celle de la Laurussia (constituée des continents Fennoscandie-Baltique et Laurentia-Groenland) et par ailleurs par la fragmentation de la marge septentrionale de la plaque continentale du Gondwana en micro-plaques séparées par différents bassins océaniques. Les océans Iapetus et Tornquist se referment lors de la formation de la plaque continentale Laurussia à l’Ordovicien terminal (Dallmeyer, 1988). Leurs vestiges, sous forme d’ophiolites (morceaux d’une ancienne croûte océanique), sont disséminés le long des nappes de charriages au niveau des zones de suture des différentes plaques continentales. Le Paléozoïque supérieur est marqué par la formation d’un super-continent ou Pangée dont le corps principal est constitué des continents de la Laurussia, au Nord et du Gondwana, au sud. Les micro-plaques issues de la marge septentrionale du Gondwana ont achevé leur regroupement avec le continent de la Laurussia dès le Silurien. Le super-océan Panthalassa entourant la Pangée est régi par des circulations océaniques importantes.
Plusieurs cycles de déformation de la croûte terrestre (cycles orogéniques) se succèdent au Paléozoïque. Il s’agit des méga-cycles calédonien, pré-hercynien et hercynien. Le cycle calédonien s’étend du Cambrien au Silurien, et provoque la formation de chaînes de montagnes (en Scandinavie, Ecosse, Irlande et Appalaches pro parte) découlant de la disparition des Océans Iapetus et Tornquist par enfoncement sous les continents par les mécanismes de subduction. Le cycle hercynien se déroule du Dévonien au Permien inférieur et génère une ceinture de chaînes de montagnes qui correspondent aux reliefs de Ouachita-Appalache, Mauritanides et Varisque (Europe). Cette ceinture constitue la suture entre les continents de la Laurussia et du Gondwana qui finissent par s’assembler définitivement au Permien inférieur. La partie sud du Gondwana est située au Paléozoïque supérieur à des latitudes circum-polaires et l’occupation des calottes glaciaires augmente progressivement du Dévonien au Permien inférieur. L’Europe centrale et de l’ouest est dominée, à cette époque, par une sédimentation cyclique d’influence glacio-eustatique. La Pangée commence à se fragmenter dès le Permien supérieur. Les dernières phases de déformation du cycle hercynien en Europe sont considérées comme les précurseurs de la rupture de la Pangée qui se développera au Mésozoïque.

Les périodes du Paléozoïque



 

Auteur : Emmanuelle VENNIN, Laboratoire de Géologie du Muséum
Dessins : Vincent ROMMEVAUX, Laboratoire de Géologie du Muséum

mise à jour du  19 décembre 2000