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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.
Auteur : Emmanuelle
VENNIN, Laboratoire de Géologie du Muséum
Dessins : Vincent ROMMEVAUX,
Laboratoire de Géologie du Muséum
mise à jour du 19 décembre 2000