Introduction

Aujourd’hui, dans une nouvelle suite de deux articles, nous allons nous intéresser à un outil formidable : une échelle. Oui, une échelle, mais pas n’importe laquelle ! l’échelle des temps géologiques ! C’est un indispensable en géologie, notamment en stratigraphie (l’étude de l’agencement des couches de roches, aussi appelées strates). C’est une échelle chronologique qui retrace l’histoire de notre planète depuis sa formation il y a 4,5 milliards d’années jusqu’à aujourd’hui. Elle permet de replacer chronologiquement les événements survenus au cours des temps géologiques grâce à la datation des roches.

Nous allons dans ces articles passer en revue toutes les informations utiles à propos de cette échelle puis nous replacerons quelques repères importants concernant l’évolution de la vie.

Une représentation de l’échelle des temps géologiques très complète sur le site du BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières).

L’échelle des temps géologiques : origine

A partir de l’essor de la géologie au XVIII^e et surtout au XIX^e siècle, de nombreux travaux ont permis de faire avancer les connaissances scientifiques en rapport avec l’âge de la Terre et la datation des roches. Certains géologues s’intéressent aux rapports entre les couches de roches, leur âge relatif, c’est-à-dire leur âge les unes par rapport aux autres. On n’était en effet pas encore capable de donner de valeurs numériques. Ce sont les débuts de la stratigraphie. La première véritable échelle des temps géologiques est publiée au début du XXe siècle, en 1913 pour être exact, par le géologue britannique Arthur Holmes.

Principes de la stratigraphie et de la datation des roches

A présent que nous avons fait un point rapide sur les origines de l’échelle, attardons-nous sur la stratigraphie et notamment sur les concepts en rapport avec la datation des roches. La stratigraphie est un domaine de la géologie qui vise à étudier l’agencement spatial et temporel des couches de roches afin de reconstituer et de comprendre l’histoire de la Terre. Il existe bon nombre de spécialités différentes dans ce domaine, par exemple la biostratigraphie, qui se sert du contenu en fossiles de certaines roches sédimentaires pour étudier leurs rapports entre elles.

On distingue deux méthodes pour dater les roches : la datation relative et la datation absolue.

La datation relative d’abord. C’est la plus ancienne des deux méthodes. Elle permet de replacer chronologiquement des événements géologiques entre eux mais pas d’obtenir de dates chiffrées. Pour effectuer ces datations, on utilise les principes de la stratigraphie :

– Le principe de superposition : une couche sédimentaire est plus récente que celle qu’elle recouvre (les sédiments se sont déposés plus tardivement).

– Le principe de continuité : une couche est définie par un toit et un plancher (un sommet et une base). Deux couches qui ont le même plancher et le même toit ont le même âge. Cela revient à dire que deux couches encadrées par des couches identiques ont le même âge.

– Le principe d’identité paléontologique : deux couches qui contiennent les mêmes fossiles ont le même âge.

– Le principe de recoupement : une formation géologique est plus récente que celle qu’elle recoupe.

– Le principe d’inclusion : une roche inclue dans une autre couche est plus ancienne.

Maintenant, passons à la seconde méthode, la datation absolue. Celle-ci permet de donner l’âge d’une roche. Comment ? A partir des éléments radioactifs qu’elle contient ! Vous avez certainement déjà entendu parler de la datation au carbone 14, et bien c’est exactement la même chose ! On peut utiliser divers éléments contenus dans les roches, le plus souvent contenus en très faible quantité. La méthode Rubidium-Strontium par exemple se base sur la teneur en ces éléments dans les roches. Quelques explications simples : pour dater une roche, il faut connaître la période de demi-vie des éléments radioactifs analysés, c’est-à-dire le temps qu’il faut pour que la moitié des atomes de cet élément (l’élément père) se soient désintégrés en un autre élément (l’élément fils). La période de demi-vie permet d’obtenir une constante de désintégration, propre à chaque élément (elle représente la probabilité qu’a un atome de se désintégrer en élément fils). Cette constante de désintégration permet ensuite de calculer l’âge de la roche à partir de la quantité d’éléments pères et d’éléments fils qu’elle contient. Les calculs sont assez complexes et nous ne les détaillerons pas aujourd’hui. Attention cependant, pour que les calculs soient valables, le système étudié doit être resté clos. Cela signifie qu’aucun apport en élément père ou fils n’a dû être fait dans la roche, de quelque manière que ce soit.

A présent que nous avons acquis ces quelques connaissances, nous allons pouvoir nous lancer dans la décortication de cette fameuse échelle des temps géologiques dans la suite de cet article !