- Carbonifère
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éon
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Le Carbonifère est un système géologique s’étendant de 359,2 ± 2,5 à 299,0 ± 1,8 million d'années[1]. Le Carbonifère suit le Dévonien et précède le Permien. Son nom provient des vastes couches de charbon qu’il a laissées en Angleterre et en Europe de l'Ouest.
La Pangée continue sa formation durant le Carbonifère, la température moyenne, stable pendant la première partie du Carbonifère se refroidit ensuite. La partie sud du Gondwana est recouverte d’un glacier continental, mais aux latitudes plus basses un environnement propice et riche en vie prédomine.
Cette période est caractérisée par les premiers grands arbres. Dans le nord-est de l'Amérique, les lits marins deviennent moins communs et sont presque inexistants vers la fin de cette période. La vie marine est riche en crinoïdes et autres espèces d’échinodermes. Les brachiopodes sont abondants. Les trilobites se sont raréfiés. Sur les terres, une population variée de plantes existe. Les vertébrés terrestres incluent de grands amphibiens et les premiers reptiles.
Sommaire
Subdivisions
Le Carbonifère est subdivisé en deux époques, le Pennsylvanien et le Mississippien. En Europe on utilise également les notions de Silésien et de Dinantien, ces époques correspondent au Pennsylvanien et au Mississippien à l’exception du Serpukhovien qui est placé dans le Silésien.
- Pennsylvanien
- Mississippien
- Serpukhovien (326,4 ± 1,6 - 318,1 ± 1,3 Ma)
- Viséen (345,3 ± 2,1 - 326,4 ± 1,6 Ma)
- Tournaisien (359,2 ± 2,5 - 345,3 ± 2,1 Ma)
Paléogéographie
La Terre au Carbonifère.
La baisse globale du niveau de la mer de la fin du Dévonien s’inverse au début du Carbonifère. Cette hausse du niveau de la mer crée des mers épicontinentales et les dépôts de carbonate du Mississippien. Une chute des températures se produit au pôle Sud et le sud du Gondwana est gelé ; il n'est pas certain que les glaciers sur ce continent soient nouveaux ou s'ils existaient déjà durant le Dévonien. Ces conditions plus froides ont peu d’impact aux latitudes plus basses où des marécages luxuriants sont communs[2].
Le niveau de la mer chute vers le milieu du Carbonifère, de nombreuses espèces marines sont touchées et s’éteignent, particulièrement les Crinoïdes et les Ammonites. Cet épisode marque la limite entre le Mississippien et le Pennsylvanien[2].
Le Carbonifère est une période d’orogenèse active, la Pangée est en cours de formation. Les continents de l’hémisphère sud restent liés dans Gondwana, tandis que ce supercontinent entre en collision avec la Laurussia le long de ce qui est actuellement la côte est de l’Amérique du Nord. La chaîne hercynienne en Europe et les Appalaches en Amérique du Nord se forment lors de cette collision[2]. La plaque eurasienne se soude à l’Europe de l'Ouest au niveau de l’Oural. La plus grande partie de la Pangée est alors assemblée à l’exception de la Chine du nord et de l’Asie du Sud-Est. La forme de la Pangée à la fin du Carbonifère est celle d'un C quasi-fermé, au bord gauche épais ; presque celle d’un D.
Il existe deux océans majeurs au Carbonifère, Panthalassa et Paléotéthys, à l’intérieur du C formé par la Pangée du Carbonifère récent.
D’autres océans mineurs existent :
- la Prototéthys, fermé par la collision du micro-continent de Chine du Nord et Siberia/Kazakhstania ;
- l’océan Rhéique, fermé par la collision de l’Amérique du Nord et de l’Amérique du Sud ;
- le petit et peu profond océan de l'Oural, fermé par la collision de Baltica et Sibéria.
Climat
Après le refroidissement amorcé durant le Dévonien, la température reste tiède et stable durant la première partie du Carbonifère, pendant la seconde partie du Carbonifère le climat se refroidit à nouveau. Le Gondwana, dans les latitudes hautes de l’hémisphère sud, est en partie couvert de glace, glaciation qui se poursuit au début du Permien. Laurussia est situé à des latitudes peu élevées et n'est guère touché par le refroidissement.
Géologie
Écorce fossile, HéraultLes couches rocheuses datant du carbonifère en Europe et en Amérique du Nord consistent souvent en des séquences répétées de calcaire, grès, schiste et charbon. En Amérique du Nord, les dépôts de calcaire sont largement d’origine marine. Les dépôts de charbon du carbonifère ont fourni une grande part de l’énergie nécessaire à la révolution industrielle et reste encore de nos jours une ressource énergétique de grand intérêt.
Les larges dépôts de charbon sont dus à deux facteurs :
- l’apparition d’arbres à écorces et en particulier ceux à écorces ligneuses ;
- le niveau des mers, peu élevé, comparé à celui du dévonien, qui a permis l’extension de vastes marécages et forêts en Amérique du Nord et en Eurasie.
On a émis l’hypothèse que l’enfouissement de grandes quantités de bois est dû au fait que les bactéries et les animaux n’étaient pas encore assez évolués, pour être capables de digérer et de décomposer les nouveaux ligneux. La lignine est en effet difficile à décomposer. De plus les plantes ligneuses de cette période comportaient un ratio écorce/bois bien plus important que de nos jours, 8 pour 1 à 20 pour 1, contre 1 pour 4 de nos jours. Les écorces devaient comporter entre 38 et 58 % de lignine. La lignine n’est pas soluble, elle peut rester dans le sol pendant des centaines d’années et inhiber la décomposition d’autres substances végétales[3].
L’enfouissement massif de carbone a pu conduire à un surplus d’oxygène dans l’air allant jusqu’à 35 %[4] mais des modèles révisés considèrent ce chiffre comme irréaliste et considère que le pourcentage d’oxygène dans l’air devait se situer entre 15 et 25 %[5] Des taux élevés d’oxygène sont une des causes avancées au gigantisme de certains insectes et amphibiens dont la taille est inversement corrélée à leur capacité à absorber de l’oxygène.
Références
- (en) GeoWhen Database
- Steven M. Stanley, Earth System History. (New York: W.H. Freeman and Company, 1999), 414-426.
- Robinson JM 1990 Lignin, land plants, and fungi: Biological evolution affecting Phanerozoic oxygen balance. Geology 10; 607-610, on p608.
- (en) PubMed : Atmospheric oxygen over Phanerozoic time
- (en) The role of land plants, phosphorus weathering and fire in the rise and regulation of atmospheric oxygen
Articles connexes
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