L'échelle des temps géologiques

La Terre a environ 4,5 milliards d'années. Pour se repérer dans une durée aussi vertigineuse, les géologues ont construit l'échelle des temps géologiques, un calendrier découpé en éons, ères, périodes et époques. C'est elle qui permet de dire qu'un T. rex vivait au Crétacé ou qu'un trilobite nageait au Cambrien. Voici comment elle fonctionne, ses grandes divisions et les événements majeurs de l'histoire de la vie.

Comment l'échelle des temps géologiques est-elle construite ?

L'échelle repose sur deux principes complémentaires.

1. La chronologie relative : dans une série de couches sédimentaires non bouleversées, les plus basses sont les plus anciennes. Les fossiles qu'elles contiennent changent d'une couche à l'autre, ce qui permet de corréler des roches de régions éloignées. C'est ainsi que les géologues du XIXe siècle ont défini la plupart des périodes, bien avant de connaître leur âge réel.
2. La chronologie absolue : depuis le XXe siècle, la radiochronologie mesure la désintégration d'éléments radioactifs (uranium-plomb, argon-argon…) dans certaines roches, notamment les cendres volcaniques. Elle donne un âge en millions d'années (Ma).

La Commission internationale de stratigraphie (ICS) publie une charte officielle, régulièrement mise à jour quand de nouvelles datations affinent les limites. Chaque limite est définie par un point de référence précis dans une couche de roche, souvent marqué par l'apparition d'un fossile caractéristique.

Les grandes divisions : éons, ères, périodes

Du plus long au plus court, on distingue :

• les éons (plusieurs centaines de millions à plusieurs milliards d'années) ;
• les ères ;
• les périodes ;
• les époques et les étages, plus fins.

L'histoire de la Terre compte quatre éons. Les trois premiers (Hadéen, Archéen, Protérozoïque) forment ensemble le Précambrien, soit près de 90 % du temps géologique. Le quatrième, le Phanérozoïque (« vie visible »), commence avec l'essor des animaux et se divise en trois ères : Paléozoïque, Mésozoïque et Cénozoïque.

Tableau de l'échelle des temps géologiques

Les âges ci-dessous sont arrondis d'après la charte chronostratigraphique internationale de l'ICS. Ils sont donnés en millions d'années (Ma) avant le présent.

Éon	Ère	Période	Début (Ma)	Fin (Ma)
Phanérozoïque	Cénozoïque	Quaternaire	2,58	aujourd'hui
Phanérozoïque	Cénozoïque	Néogène	23	2,58
Phanérozoïque	Cénozoïque	Paléogène	66	23
Phanérozoïque	Mésozoïque	Crétacé	environ 145	66
Phanérozoïque	Mésozoïque	Jurassique	201	environ 145
Phanérozoïque	Mésozoïque	Trias	252	201
Phanérozoïque	Paléozoïque	Permien	299	252
Phanérozoïque	Paléozoïque	Carbonifère	359	299
Phanérozoïque	Paléozoïque	Dévonien	419	359
Phanérozoïque	Paléozoïque	Silurien	443	419
Phanérozoïque	Paléozoïque	Ordovicien	487	443
Phanérozoïque	Paléozoïque	Cambrien	539	487
Protérozoïque	—	(dont l'Édiacarien, 635 à 539 Ma)	2 500	539
Archéen	—	—	4 031	2 500
Hadéen	—	—	4 567	4 031

La limite entre le Jurassique et le Crétacé est la seule limite de période du Phanérozoïque qui n'a pas encore de point de référence officiel ; son âge, longtemps donné à environ 145 Ma, fait encore l'objet de révisions, et des datations récentes penchent pour un âge un peu plus jeune, vers 143 Ma.

Le Précambrien : 4 milliards d'années de préparation

• L'Hadéen (4 567 à 4 031 Ma) : la Terre se forme, la Lune apparaît probablement à la suite d'un impact géant, puis les premiers océans se constituent. Les plus vieux minéraux connus, des zircons d'Australie, ont environ 4,4 milliards d'années.
• L'Archéen (4 031 à 2 500 Ma) : les premières traces de vie apparaissent. Des stromatolithes, édifiés par des colonies de microbes, sont connus dès environ 3,5 milliards d'années.
• Le Protérozoïque (2 500 à 539 Ma) : vers 2,4 milliards d'années, la Grande Oxydation enrichit l'atmosphère en oxygène grâce aux cyanobactéries. Les cellules complexes (eucaryotes) puis les premiers organismes pluricellulaires apparaissent. À la fin de l'éon, l'Édiacarien voit se développer d'étranges organismes à corps mou, parmi les premiers animaux.

Le Paléozoïque : l'explosion de la vie

Le Paléozoïque (environ 539 à 252 Ma) commence avec l'explosion cambrienne : en quelques dizaines de millions d'années, la plupart des grands groupes d'animaux actuels apparaissent. On y croise l'Anomalocaris, l'Opabinia, les Trilobites et les premiers vertébrés comme Haikouichthys.

• Cambrien : explosion de la diversité animale, presque entièrement dans les mers.
• Ordovicien : grande diversification marine, céphalopodes géants comme le Cameroceras, premières plantes terrestres simples.
• Silurien : poissons à mâchoires, scorpions de mer comme l'Eurypterus, premières plantes vasculaires.
• Dévonien : « âge des poissons », avec le géant cuirassé Dunkleosteus et le scorpion de mer géant Jaekelopterus ; premières forêts ; sortie des eaux des vertébrés, illustrée par le Tiktaalik et l'Ichthyostega.
• Carbonifère : immenses forêts marécageuses à l'origine du charbon, insectes géants comme la Meganeura, mille-pattes géant Arthropleura ; apparition des amniotes, ancêtres des reptiles et des mammifères (voir l'origine des reptiles).
• Permien : règne des synapsides comme le Dimetrodon et l'Inostrancevia ; les continents sont réunis dans la Pangée.

Le Mésozoïque : l'ère des dinosaures

Le Mésozoïque (252 à 66 Ma) est souvent appelé « ère des reptiles ». C'est l'époque des dinosaures, mais aussi des ptérosaures et des grands reptiles marins, qui n'étaient pas des dinosaures.

• Trias : la vie se reconstruit après la grande extinction. Les premiers dinosaures, comme l'Eoraptor et l'Herrerasaurus, apparaissent il y a environ 230 millions d'années. Les premiers mammifères et ptérosaures datent aussi de cette période.
• Jurassique : la Pangée se fragmente. Les Sauropodes : les géants au long cou géants comme le Diplodocus dominent les terres, l'Allosaure les chasse, et l'Archaeopteryx, vers 150 Ma, témoigne de l'origine des oiseaux.
• Crétacé : apparition et essor des plantes à fleurs ; âge d'or des Hadrosaures : les dinosaures à bec de canard, des Cératopsiens : les dinosaures à cornes et des tyrannosauridés. Il se termine par l'extinction de la fin du Crétacé.

Pour tout comprendre sur cette ère, lisez notre histoire des dinosaures.

Le Cénozoïque : l'ère des mammifères

Le Cénozoïque (depuis 66 Ma) voit les mammifères et les oiseaux se diversifier dans les niches laissées libres.

• Paléogène : premiers primates modernes, baleines primitives comme l'Ambulocetus puis le Basilosaurus, oiseaux géants comme la Gastornis.
• Néogène : extension des prairies, grands mammifères, requin Mégalodon ; les premiers homininés apparaissent en Afrique.
• Quaternaire : alternance de glaciations, faune de l'âge glaciaire avec le mammouth, le Smilodon ou le rhinocéros laineux ; apparition d'Homo sapiens il y a environ 300 000 ans.

Les cinq grandes extinctions de masse

Plusieurs fois, la vie a subi des crises brutales qui ont marqué les limites de l'échelle géologique.

Extinction	Âge approximatif	Causes probables
Fin de l'Ordovicien	vers 445-443 Ma	Glaciation, baisse du niveau des mers
Dévonien supérieur	vers 372 et 359 Ma	Plusieurs crises ; manque d'oxygène dans les océans
Permien-Trias	252 Ma	Volcanisme géant des trapps de Sibérie ; la plus grave de toutes
Trias-Jurassique	201 Ma	Volcanisme lié à l'ouverture de l'Atlantique
Crétacé-Paléogène	66 Ma	Astéroïde de Chicxulub et trapps du Deccan

La crise Permien-Trias a fait disparaître la grande majorité des espèces marines, souvent estimée à plus de 80 %, ainsi qu'une grande partie de la faune terrestre. Celle du Trias-Jurassique a éliminé de nombreux concurrents des dinosaures et favorisé leur domination. Enfin, l'extinction Crétacé-Paléogène, il y a 66 millions d'années, a mis fin aux dinosaures non aviens, aux ptérosaures et aux grands reptiles marins comme le Mosasaure. Pour en savoir plus, consultez les théories de l'extinction des dinosaures.

Certains chercheurs estiment qu'une sixième extinction, liée aux activités humaines, est en cours ; son ampleur fait l'objet d'études et de débats.

Se représenter le temps profond

Si l'on ramène toute l'histoire de la Terre à une seule année :

• les premières traces de vie apparaissent vers la fin mars ;
• l'explosion cambrienne a lieu vers la mi-novembre ;
• les premiers dinosaures apparaissent vers le 13 décembre ;
• ils disparaissent le 26 décembre ;
• Homo sapiens n'apparaît que le 31 décembre, environ une demi-heure avant minuit.

Autre repère frappant : le Stégosaure (vers 150 Ma) est plus éloigné dans le temps du T. rex (vers 67 Ma) que le T. rex ne l'est de nous.

Pour aller plus loin

• Tous les animaux par époque : les animaux préhistoriques.
• Les grands groupes de dinosaures : types de dinosaures et liste des dinosaures.
• Comment on date et étudie les fossiles : tout sur les fossiles de dinosaures.