Précambrien -4,6 Milliards à -542 Millions d'A (0 à 4,058 Ga)

PaléoProtérozoïque : -2,5 à -1,6 Milliards d'A, de 2 à 2,9 Ga (D = 900 Ma)

Sidérien (-2,5 à -2,3 Ga, D = 200 Ma)

ÉTYMOLOGIE

En grec, sideros désigne le fer. L'abondance des formations de fer rubanné (FFR ou BIF, de "Banded Iron Formation") justifie cette appellation.

ÉVÉNEMENTS MAJEURS

Les formations de fer rubanné se sont formées à la faveur du rejet d'oxygène par les premières algues. Cet oxygène libre a réagi avec le fer pour former la magnétite (Fe3 O4), un oxyde de fer. Ce processus a débarrassé les océans de leur fer et a clarifié l'eau. Par la suite, cela permettra le développement d'une atmosphère riche en oxygène telle que nous la connaissons.

La majeure partie du Sidérien est marquée par une glaciation, dite du Huronien, qui commence à -2400 Ma et se termine dans l'ère suivante, le Rhyacien, vers -2100 Ma.

La Planète Bleue a été Orange : -2,45 Milliards d'A

Il y a 2,45 milliards d'années, l'atmosphère terrestre était impénétrable, irrespirable... et orange !

C'est ce qu'a découvert une équipe de l'universite anglaise de Newcastle en analysant des sédiments marins sud-africains âgés de 2,5 à 2,65 milliards d'années. “Ces roches nous apprennent que la Terre n'a cessé d'osciller entre des périodes où elle était plongée dans un gigantesque brouillard de méthane et des périodes où son atmosphère oxygénée”, relate Aubrey Zerkle, qui a dirigé les recherches. Il pourrait s'agir d'une phase de transition durant laquelle les microbes producteurs de méthane ont laissé la place à des organismes photosynthétiques relâchant de grandes quantités d'oxygène - des cyanobactéries. “Cent millions d'années plus tard, elles avaient produit assez d'oxygène pour prédominé dans l'atmosphère. Dans sa jeunesse, la Terre a donc eu des allures de Titan, la plus grosse des lunes de Saturne. Mais de là à imaginer que Titan pourrait un jour avoir un climat aussi hospitalier que le nôtre... Encore faudrait-il qu'elle abrite de l'eau liquide, vitale pour les cyanobactéries.

M.F. - SCIENCE & VIE > Juillet > 2012

Oxygène et Continents du PaléoProtérozoïque

Elément indispensable pour l'émergence de la vie, il a fallu que son taux s'accroisse pour que cela devienne possible. Or, l'augmentation de l'oxygène dans l'atmosphère est liée à la photosynthèse, elle-même associée à l'activité d'organismes primitifs de type procaryotes qui a débuté il y a 3,5 milliards d'années, soit en gros 1 milliard d'années après la formation de la Terre. Ces organismes ont laissé des traces fossiles sous la forme de stromatolites. Cependant, entre cette période et - 2,5 milliards d'années, soit encore 1 milliard d'années, le taux d'oxygène n'a pas beaucoup varié, l'activité de ces organismes compensant tout juste la production d'oxyde de fer. Au-delà de cette période, l'augmentation de l'oxygène est visible partout dans les couches stratigraphiques et est associé à la prolifération d'algues bleues. Les mers se sont rapidement saturées en oxygène libre et le surplus se répandit finalement dans l'atmosphère. Puis 1 milliard d'années plus tard, le taux d'oxygène fut suffisant pour que des formes de vie plus élaborées, possédant leur matériel génétique contenu dans des noyaux organisés, se multiplient. Pour survivre dans ce milieu saturé d'oxygène, les bactéries ont dû évoluer. Apparaissent alors les bactéries aérobiques.

Cela représente tout de même 3 milliards d'années nécessaires à l'installation de la vie. L'apparition de ces organismes eucaryotes fut un pas fondamental à la fois pour la diversification de la vie et l'accroissement de l'oxygène atmosphérique. Ces organismes à reproduction sexuée ont un métabolisme utilisant l'oxygène. Dans les premiers temps du Précambrien, le taux d'oxygène fut suffisant pour que se constitue une couche d'ozone, protégeant les organismes du mortel rayonnement ultraviolet du Soleil. Cette protection permit aux formes primitives de quitter les fonds marins et de coloniser les eaux peu profondes, les lagunes et les continents. De 0,2 % à la fin du Précambrien, le taux passa à 2 % il y a 450 millions d'années pour atteindre, entre le Dévonien et le Carbonifère, soit 350 millions, le taux que nous connaissons aujourd'hui : 21 %.

Plusieurs des événements, les plus passionnants dans l'histoire de la terre et de la vie, se sont produits pendant le Protérozoïque, les continents stables se sont assemblés et ont commencé pour la première fois à s'accroître, un long processus qui a pris environ un milliard d'années. Viennent en outre, de cette période, les premiers fossiles abondants d'organismes vivants, la plupart du temps des bactéries et des archaeans, mais il y a environ 1,8 milliards d'années (2,710 Ga) des processus de reproduction, de mutation (modifications morphologiques), de prédation et de sélection naturelle engendrèrent des cellules fossiles Eucaryotes. Ces organismes multicellulaires à reproduction sexuée ont un métabolisme utilisant l'oxygène.

Les eucaryotes incluent les familles que la plupart des personnes connaissent telles que : animaux, plantes, champignons et organismes unicellulaires. Ils incluent également la grande majorité des familles avec lesquelles les paléontologues travaillent. Bien qu'ils montrent la diversité incroyable dans la forme, ils partagent des caractéristiques fondamentales d'organisation cellulaire, de biochimie, et de biologie moléculaire.

Histoire du Climat - DES DÉBUTS MAL CONNUS

Le climat du précambrien (de -4,5 Milliards à -543 Millions d'A) est encore assez mal connu. Néanmoins, la tendance était vraisemblablement aux très grandes chaleurs !

Le Soleil d'alors, pourtant, est plutôt faible il est encore jeune et la quantité d'énergie qu'il émet se limite à 70 % (il y a 4,5 milliards d'A) et 75 % (2,5 milliards d'A) de celle qui nous parvient aujourd'hui. Ce faible rayonnement se trouve compensé par un puissant effet de serre, beaucoup plus fort que l'actuel.
Par la suite, le rayonnement solaire va en augmentant alors que l'effet de serre, lui, s'affaiblit : la Terre refroidit donc. Des calottes de glace se forment, s'écoulent en frottant contre la roche, l'érodent, y créent des stries... On retrouve notamment ce type d'érosion mécanique typique des périodes glaciaires en Afrique du Sud et en Australie, sur des socles rocheux vieux de 2,6 à 2,3 milliards d'A. On connait cependant assez mal l'étendue de cette première période glaciaire. Certains chercheurs comme Gilles Ramstein, du laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE) du CEA, n'hésitent cependant pas à aller plus loin. Cette première glaciation pourrait selon lui, être le premier phénomène de "Terre boule de neige" que la planète a connu : un englacement total de la surface du globe. "Cela est confirmé par des traces de glaciation aux basses latitudes, argumente le chercheur. â cette époque, l'apparition de la vie basée sur l'oxygène a provoqué une augmentation rapide de l'oxygène atmosphérique. Or, l'oxygène induit un écroulement du méthane, qui est un gaz à effet de serre."

ROMAIN NIGITA - SCIENCE & VIE Hors Série > Décembre > 2006

L'Expansion du Phytoplancton : -2,5 à -2 Milliards d'A, (2 à 2,5 Ga)

Autour de - 2,330 Ga, on voit apparaître dans la formation Monte Christo, au Transvaal, des organismes d'un type tout nouveau. Il s'agît de bactéries « coccoïdes », en forme de sphérules entourées d'une coque qui devaient flotter entre deux eaux.

C'était une sorte de plancton vivant de photosynthèse, un « phytoplancton ». A la même époque on trouve au Kalahari des minerais de manganèse qui n'ont pu se déposer qu'en présence d'un taux élevé d'oxygène libre. Peu après on voit se multiplier les « roches rouges » elles se forment lorsque des sédiments littoraux riches en minerais de fer s'oxydent au contact de l'air chargé d'oxygène. On a aussi les indices d'une forte glaciation (dite « huronienne ») qui aurait transformé la terre en « boule de neige ». Tous ces événements sont liés entre eux. L'émission d'oxygène dans l'air a refroidi le climat en détruisant le méthane qui entretenait l'effet de serre. Le taux d'oxygène suffisait depuis longtemps pour permettre à un eucaryote de respirer, mais il n'aurait pas suffi à une algue qui vit par photosynthèse grâce à ses chloroplastes. Pourquoi ? Parce que les chloroplastes, à la différence des cyanobactéries dont elles dérivent, sont incapables de fixer l'azote. Il a fallu attendre que l'oxygène libre dépasse 10 % de son taux actuel pour que la production de nitrates inorganiques permette à une algue de se procurer l'azote dont elle a un besoin vital. Alors seulement l'absorption d'une cyanobactérie par un eucaryote a pu déboucher non pas sur sa digestion, mais sur leur symbiose.
Vers - 2 Ga, apparaissent des bactéries filamenteuses. Associées au plancton, elles vivent entre deux eaux.

ROMAIN NIGITA - SCIENCE & VIE Hors Série > Décembre > 2006

La Glace Envahie Terres et Océans : -2,3 Milliards d'A, (2,2 Ga)

Il y a 2,3 milliards d'années... Isolée des chaleurs magmatiques par une croûte épaisse, la Terre alterne les périodes glaciaires et les périodes plus chaudes. Les continents, se déplaçant sans cesse, changent de latitudes, d'ensoleillement.

Leurs contours variables détournent les courants océaniques. Tandis que les montagnes, que leurs chocs font naître, modifient la circulation des masses d'air et les régimes des pluies. Des variations spectaculaires de température en résultent. La première période glaciaire a lieu entre 2,6 et 2,3 milliards d'années. La Terre est peut-être alors entièrement recouverte de glace. Elle le sera à nouveau il y a 750 millions d'années, avec une température moyenne de -40°C. Mais les volcans continuent à émettre des gaz dans l'atmosphère. Le taux de C02 augmente donc peu à peu, accroissant l'effet de serre. S'ensuit une fonte drastique et brutale. Jusqu'à la prochaine glaciation, quelques dizaines de millions d'années plus tard.

E.M. - SCIENCE & VIE Hors Série > Mars > 2011

Rhyacien (-2,3 à -2,05 Ga, D = 250 Ma)

ÉTYMOLOGIE

En grec, rhyax désigne une coulée de lave.

ÉVÉNEMENTS MAJEURS

Le complexe du Bushveld et d'autres roches plutoniques similaires se sont formées à cette période. Par ailleurs, la glaciation du Huronien qui a débuté pendant le Sidérien se poursuit pendant la plus grande partie du Rhyacien, jusqu'en - 2,1 Ga.

Apparition des Eucaryotes (Eukaryota). Les plus anciens fossiles connus d'eucaryotes pluricellulaires connus ont été mis au jour dans des sédiments du Rhyacien. Ils forment le Groupe Fossile de Franceville, vieux de 2,1 Ga.

400 Fossiles de -2,1 Milliards d'A

LA RECHERCHE N°491 > Septembre > 2014

Ces Fossiles Bousculent la Chronologie du Vivant

Découverts au Gabon, des fossiles indiquent que des organismes pluricellulaires existaient il y a 2,1 milliards d'années. Or, on pensait que les premiers dataient de... 600 millions d'années ! C'est dans une carrière industrielle, dans des sédiments vieux de 2,1 milliards d'années, que 250 spécimens ont été ramassés.

Gris, rugueux, le fossile tient dans la main ; seules quelques touches dorées de pyrite lui donnent un peu d'éclat. Banal, a priori. Et pourtant, il balaie les certitudes des paléontologues sur l'origine des premières formes de vie organisée : "Il s'agit d'un organisme multicellulaire de 2,1 milliards d'années... 1,5 milliard d'années plus tôt que prévu !", s'enthousiasme le sédimentologue Abderrazak El Albani (CNRS/université de Poitiers). "Officiellement", les premiers organismes pluricellulaires ne sont apparus qu'il y a 600 millions d'années. "Cette découverte ouvre un nouveau chapitre totalement insoupçonné de l'histoire de la vie", résume le chercheur.

Et comme souvent lors des grandes découvertes, tout a commencé par hasard... "C'était en 2008, dans le bassin de Franceville, au Gabon, se rappelle-t-il. L'endroit est connu des scientifiques car il abrite des piles nucléaires naturelles. Nous travaillions dans plusieurs carrières quand nous avons marché sur d'étranges fossiles. Intrigués, nous en avons ramassé quelques-uns, puis nous sommes repartis. Ce n'est qu'en rentrant en France que nous y avons repensé. Nous avons alors envoyé des clichés à un spécialiste pour avis... Il a répondu que ça lui faisait penser à des spécimens de 600 millions d'années ! Or, connaissant le site, nos fossiles devaient dater de 2 milliards d'années... Il y avait un problème. Nous sommes retournés là-bas, et cette fois, nous sommes revenus avec 200 kg de fossiles."
Avec une telle "bombe" remettant apparemment en cause la chronologie du vivant, l'équipe savait qu'elle n'avait pas le droit à l'erreur... "Nous n'avions aucun doute sur la datation : la zone, du fait de sa géologie particulière et de sa radioactivité naturelle, est l'une des mieux datées au monde, indique Abderrazak El Albani. Seule l'origine de nos fossiles posait question". 250 spécimens de 1 à 12 cm ont été dégagés et classés selon leurs tailles, formes, etc. Mais comment faire parler ces "choses" étranges, devenues pierre il y a des milliards d'années ? Plusieurs approches sont tentées. La microtomographie et l'imagerie synchrotron révèlent des variations morphologiques externes et internes caractéristiques d'organismes à croissance coordonnée. C'est une indication, pas encore une preuve.

L'IMPENSABLE EST DEVENU RÉALITÉ

"Nous avons aussi mesuré les concentrations des fossiles en isotopes de soufre et de carbone : la composition diffère selon que l'on a affaire à du minéral ou de l'organique, explique Abderrazak El Albani. Ici, clairement, l'origine était biologique". La présence de stéranes, des hydrocarbures spécifiques aux cellules à noyau, a même été mise en évidence. Et l'existence de ces organismes concorde avec le pic de concentration en oxygène de l'atmosphère daté de 2,4 à 1,9 milliard d'années. L'impensable devenait réalité...
A quoi ressemblaient ces organismes, si anciens que les scientifiques refusent de parler de plantes ou d'animaux ? Où vivaient-ils ? Les fossiles et les traces sédimentaires qui les entouraient (empreinte des marées, etc.) sont si bien conservés que quelques grandes lignes s'esquissent : "Ils devaient vivre sur le fond marin ou pas loin, à une trentaine de mètres de profondeur. Ils étaient sans doute bombés de leur vivant car gorgés d'eau, et gélatineux. Leur partie centrale, plus renflée, semble de nature différente de la partie radiale : une poche ?", se demande Abderrazak El Albani.
Les spécialistes cherchent maintenant à comprendre leur place dans l'arbre du vivant... tout en luttant pour la sauvegarde de ce site exceptionnel, qui est aussi une carrière industrielle de grès. Ce qui est sûr, c'est que le chapitre de l'histoire du vivant ouvert par la curiosité de l'équipe de Poitiers n'a pas fini de faire parler et de poser des questions ! Quel fut le destin de ces organismes ? Ont-ils perduré ? La chute du taux d'oxygène atmosphérique il y a 1,9 milliard d'années les a-t-elle tous exterminés ? Mais alors, comment expliquer qu'ils ressemblent à des organismes de 1,5 milliard d'années plus récents ? Au final, c'est sans doute l'histoire du vivant et de la vie elle-même, capable de recréer encore et encore une incroyable diversité, qu'il va falloir récrite...

E.R. - SCIENCE & VIE > Août > 2010

LA CHRONOLOGIE DU VIVANT REMISE EN QUESTION
Découverts au Gabon, des fossiles d'organismes multicellulaires ont fait sensation : ils datent de 2,1 milliards d'années, alors qu'il est admis que cette branche du vivant apparut il y a 600 millions d'années. Ces fossiles témoignent de mystérieux organismes multicellulaires qui auraient vécu à 30 m sous l'eau et possédaient des formes très variées.

L'une des plus incroyables nouvelles de l'année en paléontologie est venue du Gabon, d'une simple carrière de grès du bassin de Franceville grignotée par les pelleteuses. Hasard et curiosité ont eu leurpart dans cette découverte couronnée par la couverture de la revue Nature au mois de juillet : venus pour une visite de repérage, le sédimentologue Abderrazak El Albani et son équipe du CNRS-université de Poitiers ont mis le pied sur d'étranges formes fossiles. Intrigués, mais incapables de juger de leur intérêt sur le coup, les scientifiques sont repartis avec quelques échantillons de pierres grises piquées de pyrite dorée... De retour en France, Abderrazak El Albani transmet des clichés à un spécialiste des anciennes formes de vie fossile, sans préciser l'âge du terrain. Résultat : ces fossiles ressemblent à ceux de créatures multicellulaires de la faune dite d'Ediacara, vieille de 600 millions d'années... Or, la datation du site gabonais est formelle : les fossiles ont ici 2,1 milliards d'années !
DES ÊTRES GÉLATINEUX : Effervescence au laboratoire : s'il s'agit bien d'organismes pluricellulaires aussi vieux, voilà qui remet en question les débuts de la chronologie du vivant. Il est en effet traditionnellement admis que les premières molécules organiques sont apparues il y a 4 milliards d'années, suivies des bactéries (des cellules simples, sans noyau) entre 3,7 et 3,2 milliards d'années, viennent ensuite les cellules à noyau il y a 2,5 milliards d'années et, il y a seulement 600 millions d'années, les organismes complexes constitués de plusieurs cellules à noyau. Or, la découverte d'Abderrazak El Albani fait reculer ce dernier chiffre de 1,5 milliard d'années! Au vu de l'enjeu, l'équipe poitevine a poussé à fond les analyses pour s'assurer que sa découverte en était bien une. Elle a vérifié, en mesurant les concentrations en isotopes de soufre et de carbone, que les fossiles étaient bien d'origine organique et non de simples formes géologiques inédites. Les analyses chimiques ont, elles, dévoilé la présence de stérane, des hydrocarbures qui peuvent être interprétés comme des marqueurs des cellules à noyau. Par ailleurs, en étudiant de près, par rayonnement synchrotron et microtomographie notamment, 250 spécimens de 1 à 12 cm de longueur, les chercheurs ont pu distinguer une dizaine de formes différentes. Sans chercher à y voir des animaux ou des végétaux (une telle distinction a-t-elle lieu d'être à des âges si reculés ?), l'équipe envisage ici des organismes marins gélatineux et sans coquille vivant à une trentaine de mètres de profondeur, près du fond. Ils possèdent peut-être en leur centre une poche, en tout cas une partie plus bombée, entourée d'une "corolle" de nature différente. Ces premiers résultats sont si prometteurs que d'autres publications sont en préparation. Elles pourront compter sur les centaines d'autres fossiles à l'étude pour répondre aux questions inédites qu'ils soulèvent : d'où viennent ces organismes ? Qu'étaient-ils et quel fut leur destin ? La carrière dans laquelle ils dormaient ayant été préservée, de nombreuses révélations sont attendues...

E.R. - SCIENCE & VIE > Janvier > 2011

Algues et Méga Fossiles : Belcher et Gunflint (Canada), Negaunee (Michigan) -2,1 Ga (2,41 Ga)

Ainsi le moment où le taux d'oxygène libre est devenu suffisant pour permettre l'apparition des algues a coïncidé avec une crise majeure dans l'histoire du climat. Au lendemain de l'extinction de masse qu'avaît dû provoquer la glaciation huronienne on trouve dans les stromatolithes de Belcher, au nord-ouest du Canada, puis dans ceux de Gunflint, un peu plus récents en Ontario, un foisonnement de vies. Les bactéries filamenteuses ou coccoïdes, coloniales ou solitaires, sont d'une diversité qu'on ne soupçonnait pas. Au fond de la mer, les cellules flottantes du plancton ont coulé. On a longtemps refusé d'admettre qu'il y avait parmi elles des eucaryotes, de vraies algues dotées d'un novau et de chloroplastes - deux milliards d'années, vous n'y pensez pas ! Voyons pourtant Eosphaera. Elle se reproduisait par une série de fissions d'une façon toute particulière. Les cellules, de deux à seize, qui résultent du clivage restent attachées à la cellule-mère et sont maintenues ensemble sous une gaine mucilagineuse, de sorte qu'elles semblent « bourgeonner » à partir de la sphère centrale. On ne connaît rien, chez aucun prokaryote actuel ou fossile qui ressemble de près ou de loin à ce « bourgeonnement ». C'est au contraire le mode habituel de reproduction pour certaines « algues rouges » actuelles, les porphyridiales.
Dans un site contemporain de Gunflint à Negaunee (Michigan) on a trouvé à des centaines d'exemplaires, en 1992, un fossile « macroscopique », c'est-à-dire si gros qu'il est visible à l'œil nu. Il s'appelle Grypania. Il a été conservé sous forme de la pellicule noire que laisse un corps cylindrique comprimé sur une lamelle rocheuse. Il a l'aspect d'un ruban qui se love en spirales. En termes moins académiques, on dirait « un spaghetti enroulé en tire-bouchon ». Auparavant, on ne connaissait de Grypania que des spécimens plus jeunes de 700 millions d'années...

Avec le commencement du protérozoïque moyen vient le premier témoignage de l'accroissement de l'oxygène dans l'atmosphère. Cette catastrophe globale a scellé le destin tragique de beaucoup de groupes bactériens, mais a rendu possible l'explosion des formes eucaryotiques. Celles-ci incluent les algues multicellulaires et vers la fin du protérozoïque, les premiers fossiles à partie dure qui devinrent des animaux.

Orosirien (-2,05 à -1,8 Ga, D = 250 Ma)

ÉTYMOLOGIE

En grec, orosira signifie chaîne de montagne.

ÉVÉNEMENTS MAJEURS

La seconde moitié de cette période est marquée par une intense orogenèse sur l'ensemble des terres émergées. Par ailleurs, l'atmosphère s'est considérablement enrichie en oxygène du fait de la photosynthèse des cyanobactéries.

Deux évènements d'impact se sont produits pendant l'Orosirien. Le premier, estimé vers -2 023 Ma, a donné lieu au Dôme de Vredefort. Un second impact, vers -1 850 Ma, a produit la structure du bassin de Sudbury.

Le Règne des Acritarches : -2 à -1 Ga : (de 2,5 à 3,5 Ga)

Pendant un milliard d'années la vie sur terre a été dominée par les « acritarches ». Ce mot est un aveu d'ignorance. Il désigne, en collant deux mots grecs, un organisme « d'origine » (archê) « incertaine » (acritê). On l'emploie pour parler du kyste, de la spore ou du stade végétatif « dormant » d'une algue que sa coque protégeait contre un environnement hostile. Cette coque est en général faite d'une substance qui résiste aux acides, la sporopollénine. C'est elle qui a permis la conservation des fossiles.
La plupart des acritarches qui se sont multipliés de - 2 à - 1 Ga étaient des algues vertes unicellulaires. Elles ont atteint une diversité qu'on a peine à imaginer aujourd'hui, à la fois par leur taille (d'un centième de millimètre à plusieurs centimètres de diamètre) et par leur forme, tantôt ronde et lisse, tantôt polygonale ou munie d'ailerons, tantôt hérissée de piquants comme un porc-épic - de là leurs noms : « hystricosphère » « acanthomorphe ». Il y a eu aussi, très vite, des algues multicellulaires au thalle ramifié - les plus anciennes ulvophycées viennent de Wumishan, en Chine, et remontent à 1,3 Ga. Ajoutons des organismes énigmatiques. Par exemple ceux qu'on a trouvés dans des dépôts vieux de 1,7 Ga à Tuanshanzi, en Chine. Ils ont l'allure d'un bulbe aplati qui serait attaché au substrat par une tige dont la base prend la forme d'un crampon ou de radicelles. On les appelle Longfengshania. Ils sont souvent associés à de gros sphéroïdes flottants qu'on nomme Chuaria et à des objets oblongs « en forme de saucisse », Tawuia. On s'est demandé si ces fossiles d'aspect si différent ne représenteraient pas trois stades dans le cycle vital d'un même organisme. Une algue, peut-être ? Ou l'un de ces protistes proches de l'ancêtre commun aux animaux et aux champignons, qu'on nomme les mycétozoaires ?

Stathérien (-1,8 à -1,6 Ga, D = 200 Ma)

ÉTYMOLOGIE

En grec, statheros signifie stable ou solide.

ÉVÉNEMENTS MAJEURS

Formation de nouveaux plateaux continentaux et de grands Protons.
Début de la formation du supercontinent Columbia.

Columbia (Supercontinent -1,8 à -1,5 Ga, D = 300 Ma)

Columbia (également connu sous les noms de Nuna et, plus récemment d'Hudsonland ou Hudsonia) est le nom d'un des premiers supercontinent qui aurait existé il y a environ 1,5 à 1,8 milliards d'années pendant l'ère paléoprotérozoïque. Il a laissé des cratons qui se retrouve sur les continents Laurentia et Baltica, puis de l'Ukraine, d'Amazonia, de l'Australie, et peut être de Sibéria, du nord de la Chine et du Kalahari. L'existence de Columbia est basée sur l'interprétation de données paléomagnétiques.

TAILLE ET POSITION

L'extension de Columbia est estimée à environ 12 900 kilomètres du nord au sud et 4 800 km dans sa plus grande largeur. La côte orientale de l'Inde était rattachée à l'Amérique du Nord Ouest, l'Australie du sud étant au contact du Canada occidental. La plus grande partie de l'Amérique du Sud était orientée de façon à ce que la bordure ouest du Brésil moderne soit dans le prolongement de l'Amérique du Nord, formant une marge continentale qui s'étendait jusque sous la côte sud de la Scandinavie.

FORMATION

Columbia s'est formé tout au long d'une période de collision et d'orogenèse à grande échelle s'étendant de 2,2 à 1,8 Ga, il comprenait la plupart de masses continentales de la Terre. Les blocs cratoniques d'Amérique du Sud et d'Afrique de l'ouest se sont soudés lors des orogenèses Transamazonienne et Eburnéenne il y a 2,1 à 2,0 Ga ; les cratons du Kaapval et du Zimbabwe sont entrés en collision le long de la ceinture du Limpopo il y a 2,0 Ga ; les cratons d'Amérique du Nord se sont suturés il y a 1,9 à 1,8 Ga lors des orogenèses Trans-Hudson, Pénokéen, Taltson-Thelon, Wopmay, Ungava, Torngat et Nagssugtoqidain ; les cratons de Kola, de Karélie, de Volgo-Ouralia et de Sarmatie se sont joints pour former le paléo-continent de Baltica il y a 1,9 à 1,8 Ga lors des orogenèses Kola-Karelienne, Svécofennienne, Volhyn-Central Russe et Pachelma ; au même moment, les cratons d'Anabar et d'Aldan en Sibérie se sont connectés lors des orogenèses d'Akitkan et d'Aldan Central ; l'Antarctique oriental et un bloc indéterminé se sont rejoints lors de l'orogénèse des monts Transantarctiques, les blocs du nord et du sud de l'Inde se sont amalgamés le long de la zone tectonique d'Inde Centrale et les blocs est et ouest du craton de Chine du Nord se sont soudés il y a 1,85 Ga lors de l'orogénèse du nord de la Chine.

À la suite de son assemblage final, le continent a subi une croissance de longue durée (1,8 à 1,3 Ga) au niveau des zones de subduction au niveau des marges continentales principales, à l'origine d'une large ceinture d'accrétion magmatique le long de l'actuelle marge sud de l'Amérique du Nord, du Groenland et de Baltica. Cela inclut, en Amérique du nord, de 1,8 à 1,7 Ga les ceintures de Yavapai, des plaines centrales et de Makkovikian, de 1,7 à 1,6 Ga, les ceintures de Mazatzal et Labradorienne, de 1,5 à 1,3 Ga celles de St. Francois et de Spavinaw et de 1,3 à 1,2 Ga celle d'Elzevirian ; au Groenland, de 1,8 à 1,7 Ga, la ceinture de Ketilidian ; et en Baltica, de 1,8 à 1,7 Ga la ceinture ignée transscandinavienne, de 1,7 à 1,6 Ga la ceinture Kongsberggienne-Gothianne et de 1,5 à 1,3 Ga la ceinture granitoïde du sud ouest de la Suède.

Au cours de la même période, les autres blocs cratoniques ont également subi une croissance sur leurs marges. En Amérique du sud, une zone d'accrétion est apparue le long de la marge ouest du craton Amazonia de 1,8 à 1,3 Ga, représentée par les ceintures du Rio Negro, de Juruena et Rondonienne. En Australie, une zone d'accrétion magmatique, incluant les ceinture d'Arunta, du Mont Isa, de Georgetown, de Coen et des Broken Hill, a existé entre 1,8 et 1,5 Ga sur la marge orientale du craton d'Australie du Nord et du craton de Gawler. En Chine, une zone d'accrétion magmatique nommée la ceinture de Xiong s'étendait le long de la marge sud du craton de Chine du Nord entre 1,8 et 1,4 Ga.

FRAGMENTATION

La fragmentation de Columbia a commencé il y a 1,6 Ga par la formation d'un rift continental qui s'étendait le long de la marge ouest de Laurentia (le supergroupe de la ceinture de Purcell), l'Inde Orientale (Mahanadi et Godavari), la marge sud de Baltica (Supergroupe de Telemark), le nord ouest de la marge d'Afrique du Sud (la ceinture de cuivre du Kalahari) et la marge nord du bloc de Chine du Nord (ceinture de Zhaertai-Bayan Obo). Elle s'est accompagnée d'une activité magmatique anorogènetique de grande extension, correspondant à la formation d'une succession anorthosite-mangerite-charnockite-granite (AMCG) en Amérique du Nord, en Baltica, en Amazonia et dans le nord de la Chine. Elle s'est prolongée jusqu'à la disparition du continent entre 1,3 Ga et 1,2 Ga, qui est matérialisée par la mise en place des essaims de dykes mafiques de MacKenzie il y a 1,27 Ga, et de Sudbury il y a 1,24 Ga en Amérique du Nord. Les différents fragments ont formé le continent de Rodinia, 500 Ma plus tard.

 
 

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