Protérozoïque

Sur l’échelle des temps géologiques, le Protérozoïque (du grec πρότερος, protéro-, « de devant, d'avant » et ζῶον, zôon, « animal ») est le dernier éon du Précambrien.

Il couvre à lui seul près de la moitié du temps d’existence de la planète, entre l’Archéen et le Phanérozoïque. Divisé en 3 ères, il est marqué par plusieurs évènements précis relativement bien connus des paléontologues et géologues mais dont la datation est approximative.

Classiquement, cet éon finit au début du Cambrien, à partir du moment où les premiers fossiles d’animaux connus sous le noms de trilobites apparaissent. Dans la seconde moitié du XX^e siècle des fossiles de trilobites ont été découverts dans des roches datant du Précambrien mais la fin du Protérozoïque est restée fixée au début du Cambrien. Il s’étend de 2 500 à 542 ± 1 million d’années^[1].

Les évènements les mieux identifiés sont :

• la transition à une atmosphère oxygénée, qui se produisit probablement durant le Mésoprotérozoïque, la Grande Oxydation ;
• plusieurs glaciations, dont la plus sévère se produisit durant le Néoprotérozoïque ;
• la période de l’Édiacarien, où l’évolution d’organismes à corps mou s’accélère.

Au cours de cet éon, les noyaux continentaux, également appelés boucliers continentaux, et apparus durant l’Archéen, montrent une forte croissance. À la fin du Protérozoïque, le volume de la masse continentale se stabilise.

Subdivisions

Contrairement aux ères qui suivent le Protérozoïque, ses bornes sont définis non pas par des stratotypes mais par des bornes chronologiques absolues, 3 ères constituent le Protérozoïque :

Enregistrement géologique

Les enregistrements géologiques du Protérozoïque sont de bien meilleure qualité que ceux de l’Archéen. En contraste avec les dépôts en eaux profondes de l’Archéen, le Protérozoïque est caractérisé par de nombreuses strates provenant de mers épicontinentales contenant des roches moins fréquemment métamorphisées que celles de l’Archéen^[2]. L’étude de ces roches montre que cet éon est caractérisé par une accrétion continentale très rapide, qui est unique dans l’histoire de la Terre, des cycles de création de supercontinent et une orogenèse déjà moderne^[3].

Les premières glaciations se produisent durant cet éon, une débute peu après son début, la plus sévère, la glaciation Varanger se produit vers la fin du Protérozoïque, pendant le Cryogénien^[4].

Atmosphère

L’augmentation du taux d’oxygène dans l’air est un des évènements les plus importants de cet éon. Si l’apparition de la photosynthèse date probablement de l’Archéen^[5], le taux d’oxygène dans l’atmosphère n’augmente pas de façon significative avant que les puits chimiques, océans, soufre et fer non oxydés, ne soient saturés. Il y a 2,3 milliards d’années, l’atmosphère contient environ 1 à 2 % d’oxygène^[6], les gisements de fer rubané sont eux aussi des puits chimiques à oxygène efficaces. L’accumulation d’oxygène dans l’air montre un plateau il y a 1,9 milliard d’années, probablement dû à un meilleur mélange de l’eau dans la colonne d’eau^[7].

Les couches rouges qui sont colorées par de l’hématite indiquent une augmentation du taux d’oxygène après 2 milliards d’années, elles ne sont pas trouvées dans des terrains plus anciens^[7]. L’oxygénation de l’atmosphère est probablement due à deux facteurs : le remplissage des puits chimiques et une augmentation de l’emprisonnement des dépôts carbonés qui séquestrent des composés organiques qui auraient été sinon oxydés par l’oxygène contenu dans l’atmosphère^[8].

Vie

Stromatolites du Paléoprotérozoïque, Bolivie, Amérique du Sud.

Les premières formes avancées de vie mono- et multicellulaires coïncident approximativement avec le début de l’accumulation d’oxygène, peut-être dû à la présence de nitrates oxydés que les eucaryotes peuvent utiliser à la différence des cyanobactéries^[8]. C’est aussi pendant le Protérozoïque que les premières relations endosymbiotiques entre les mitochondries (pour presque tous les eucaryotes), les chloroplastes (pour les plantes et certains protistes) et leurs hôtes évoluent^[9].

L’expansion des eucaryotes, tel que les acritarches n’exclut pas celle des cyanobactéries, les stromatolites atteignent leur diversité et abondance maximales il y a 1,2 milliard d’années^[10].

Classiquement la borne du Protérozoïque et du Phanérozoïque est marquée par l’apparition des premiers trilobites et d’archéocyathidés. Dans la seconde moitié du XX^e siècle de nouvelles découvertes font reculer cette limite mais la base du Phanérozoïque n’a pas été modifiée.

Références

Voir aussi

• Échelle des temps géologiques

• Portail des sciences de la Terre et de l’Univers