Archéen

L’Archéen est un éon de l’échelle des temps géologiques, subdivisé en quatre ères. Il suit l’Hadéen et précède le Protérozoïque, tous trois étant regroupés sous le vocable de Précambrien (les 86 premiers pourcents de l’existence de la Terre). Son origine est traditionnellement placée à -3800 millions d’années, bien que cette borne inférieure n’ait pas été officialisée par la Commission internationale de stratigraphie^[1]. L’Archéen commence en fait avec l’apparition certaine de la vie sur Terre : ce point de départ étant imprécis et faisant l’objet de nombreuses recherches par les spécialistes des origines de la vie, le début de l’Archéen restera sans doute une convention encore quelque temps. Le mot vient du grec ancien "Αρχή" (Arkhē), signifiant "commencement, origine".

Ères de l’Archéen

Les bornes des ères de l’Archéen, à l’exception de sa base, sont définis non pas par des stratotypes mais par des bornes chronologiques absolues. L’Archéen se décompose en quatre ères :

• l’Éoarchéen (de -3800 à -3600 Ma) : apparition supposée des procaryotes ;
• le Paléoarchéen (de -3600 à -3200 Ma) : la plus ancienne forme de vie connue (bactérie de 3460 Ma d’âge) remonte à cette ère ;
• le Mésoarchéen (de -3200 à -2800 Ma) : existence avérée de stromatolithes;
• le Néoarchéen (de -2800 à -2500 Ma).

Éléments de connaissance

Bien que quelques fragments de roche plus anciens soient connus (datés de l’Hadéen), les premières formations rocheuses datent de cette époque. Ces formations se rencontrent au Groenland, dans le Bouclier canadien, au nord-ouest de l’Australie et au sud de l’Afrique.

Au début de l’Archéen, l'énergie thermique délivrée par le Soleil était de 25 à 30 % moins importante (qu'à notre époque), mais le flux d'UV était probablement filtré par une couche d'ozone et de nuages moins dense (les aérosols issus des plantes et algues faisant défaut). Une étude sur un gisement de fer rubané montre que l'atmosphère terrestre contenait beaucoup plus de gaz à effet de serre qu'aujourd'hui (mais à une concentration en CO₂ 3 fois supérieure) et que la quasi-absence de terres émergées (à l'albédo plus élevé) rendaient les conditions environnementales favorables à l'apparition de la vie, c'est-à-dire supérieures à la température de congélation de l'eau ^[2].
De plus, le flux thermique issu de la Terre elle-même est supposé avoir été, à cette époque, au moins le triple de la valeur actuelle ; et fut sans doute encore le double au début du Protérozoïque. La chaleur excédentaire a pu provenir du reste de la chaleur dégagée lors de l’accrétion de la Terre, (donc aussi) de la chaleur produite par la formation du noyau ferreux, et bien sûr, celle produite par la désintégration radioactive des différents isotopes radioactifs, comme l'uranium 238, l'uranium 235, le thorium 232, le potassium 40 ; alors présents en plus grandes quantités qu'actuellement ; voire plusieurs fois plus abondants : pour les isotopes (uranium 235, potassium 40).

Les roches de cet éon sont des roches métamorphiques ou des roches magmatiques, la majorité de ces dernières sont des roches plutoniques. L’activité volcanique était nettement plus importante que de nos jours, avec de nombreux points chauds, rifts et des éruptions de laves inhabituelles telles que de la komatiite. Les roches plutoniques, des strates et de masses volumineuses, de granites, de diorites, des intrusions de roche ultramafique dans des roches mafiques, des anorthosites et des monzonites prédominent dans les cratons cristallins, rémanents de la croûte archéenne, qui existent encore de nos jours.

Le modèle de tectonique des plaques de l’Archéen ne fait pas consensus chez les géophysiciens, un modèle propose une tectonique substantiellement différente de celle de nos jours, avec des plaques plus petites et plus nombreuses et une croûte océanique recyclée plus rapidement, il n’existe pas de grands continents, les petits proto-continents sont probablement la norme. Ces continents felsiques se forment au niveau des points chauds plutôt qu’au niveau des zones de subductions à partir d’une variété de source : différentiation de roches mafiques qui produisent des roches felsiques, magma mafique qui force la fusion de roche felsique et provoque la granitisation de roches intermédiaires, fonte partielle de roche mafique et métamorphisme de sédiments felsique rocheux. Ces fragments de continents ont pu disparaitre si leur densité était trop élevée pour éviter leurs destructions dans les zones de subductions^[3] ou leur délamination.

Une autre explication pour l’absence de roches de plus de 3,8 milliards d’années est donnée par la collision de la Terre d’un grand nombre de météorites ou de comètes entre 4,1 et 3,8 milliards d’années durant le grand bombardement tardif. Des impacteurs suffisamment volumineux ont pu faire disparaitre toute trace de roches antérieures.

Paléoclimat

L’atmosphère de l’Archéen ne contient apparemment pas ou très peu d’oxygène libre. Sa température est supérieure à celle d’aujourd’hui, bien que le Soleil soit de 25 à 30% moins lumineux que de nos jours, la différence est compensée par la présence de gaz à effet de serre, ou, alternativement, par l'absence de nuages réfléchissants et un albédo de surface plus bas. La pression est de quelques atmosphères et moyennement réductrice : (CO₂ ; N₂). Des modèles plus anciens considéraient une atmosphère fortement réductrice comme probable : (CH₄ ; NH₃).

La température dans la majorité des modèles est de 40 °C à 85 °C, bien qu’une atmosphère plus tempérée soit possible^[4]. L’eau sous forme liquide est présente, les océans ont probablement fini de se former durant l’Hadéen.

Paléoécologie

Une vie supposée très primitive est présente et évolue durant tout l'archéen (« expansion archéenne »). Elle était probablement réduite à des formes bactériennes simples et d'algues bleues et/ou vertes très résistantes, unicellulaires et sans noyau, les archées. Cette période se termine à la fin du Protérozoïque et le début du Cambrien, avec l'explosion du Cambrien qui verra apparaître de très nombreuses nouvelles espèces, dans une atmosphère plus riche en oxygène et protégée par une couche d'ozone alors que le vivant commence à constituer d'importants puits de carbone qui ôteront beaucoup de CO₂ de l'atmosphère et des océans, ainsi que beaucoup de calcium, permettant de nouvelles formes de vie et de nouveaux équilibres.

La vie de cette époque a laissé peu de traces (organismes essentiellement mous), mais leur empreinte ADN persiste chez les organismes actuels : des généticiens du Massachusetts Institute of Technology publient dans Nature leur étude sur le génome de 100 espèces et leurs 4 000 gènes par un modèle mathématique de macroévolution. L'expansion archéenne voit apparaître 27% des gènes actuels, notamment ceux codant pour les protéines de la voie du transport membranaire des électrons, protéines impliquées dans la photosynthèse et aboutissant à la Grande Oxydation à la fin de l'Archéen^{[réf. à confirmer] [5]}.

De plus, la fossilisation d’organismes microscopiques pendant cette période est à l’origine des premières roches sédimentaires, appelées stromatolites^{[réf. nécessaire]}.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Bibliographie

• H. Bouhallier ; Evolution structurale et métamorphique de la croûte continentale archéenne (Craton de Dharwar, Inde du Sud). 277 p., 100 fig., dont 5 pl. coul., 7 tab., dont annexes (1995). ISBN:2-905532-59-9 (voir)
• A.N. Kouamelan ; Géochronologie et Géochimie des Formations Archéennes et Protérozoïques de la Dorsale de Man en Côte d’Ivoire. Implications pour la Transition Archéen-Protéorozoïque. 290 p., 99 fig., 23 tabl., 2 pl. couleur, dont annexe (1996). ISBN:2-905532-72-6 (voir n° 73)
• M. A. Santos Pinto ; Le recyclage de la croûte continentale archéenne : Exemple du bloc du Gavião - Bahia, Brésil. 193 p., 102 fig., 51 tab. (1996). ISBN 2-905532-74-2 (voirn° 75)
• D. Chardon ; Les déformations continentales archéennes : Exemples naturels et modélisation thermomécanique. 300 p., 127 fig., 6 tabl., 4 pl. photo ; dont annexes. (1997). ISBN 2-905532-75-0 (voirN° 75)

Notes et références

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