L’histoire de la Terre
La Terre a environ 4,5 milliards d’années. En 1956, le géochimiste Clair Patterson a mesuré cet âge à 4,55 milliards d’années1. Sa méthode repose sur l’uranium, qui se transforme lentement en plomb, à un rythme connu. En mesurant le plomb qu’a produit l’uranium d’un échantillon, on calcule le temps écoulé depuis sa formation. Patterson a fait cette mesure dans des météorites et dans des sédiments océaniques, qui mélangent le plomb de toute la planète ; les deux donnent le même âge, et la Terre est donc née en même temps que les météorites1.
Le plus ancien morceau de la Terre connu est un grain de zircon, un minéral très résistant, trouvé en Australie-Occidentale. Il a cristallisé il y a 4,4 milliards d’années, 150 millions d’années après la formation de la Terre. Les grains de zircon résistent à l’érosion de leur roche d’origine et se retrouvent dans des roches plus jeunes qu’eux ; c’est dans l’une d’elles qu’on a trouvé celui-ci. En 2014, Valley et ses collègues ont localisé un à un les atomes de plomb du grain et vérifié qu’ils étaient restés en place. S’ils s’étaient déplacés, la mesure de son âge aurait été fausse2.
Presque toutes les roches datant de 4,4 à 4,02 milliards d’années ont disparu. En 2014, Marchi et ses collègues ont attribué cette disparition aux impacts d’astéroïdes, qu’ils ont simulés3. Dans leur modèle, des impacts répétés font fondre la roche de surface, la brassent et l’enfouissent sous des coulées de roche fondue. Les plus grandes collisions y vaporisent aussi les océans déjà présents, jusqu’à il y a environ 4 milliards d’années3. La plus ancienne roche datée avec précision, le gneiss d’Acasta, au nord-ouest du Canada, date de la fin de cette période. D’après Reimink et ses collègues, en 2016, elle a 4,02 milliards d’années, à moins de 2 millions d’années près4.
Aujourd’hui, la croûte terrestre est découpée en plaques qui se déplacent : c’est la tectonique des plaques. Il y a 3,9 à 3,4 milliards d’années, la croûte était encore d’une seule pièce, immobile. Tarduno et ses collègues l’ont établi en 2023 à partir de zircons d’Afrique du Sud5. Ces zircons renferment de minuscules grains de magnétite, un minéral qui s’aimante en se refroidissant, d’autant plus fort que le champ magnétique terrestre est intense à ce moment-là. Or l’intensité de ce champ dépend de la latitude. Les grains de magnétite datant de 3,9 à 3,4 milliards d’années ont presque tous la même aimantation. Tarduno et ses collègues en déduisent que les roches d’origine de ces zircons n’ont pas changé de latitude pendant cette période. Des zircons d’Australie-Occidentale, mesurés auparavant, montrent la même intensité5. La tectonique des plaques a donc commencé après 3,4 milliards d’années. Avant ce résultat, les estimations de cette date allaient de l’Hadéen au Protérozoïque5.
Les rédacteurs de Genes.media rangent les événements de la frise de ce site sur l’une de deux pages, selon ce qui les caractérise le mieux. Ceux qui concernent avant tout la planète, sa formation, son air et son climat, sont sur cette page. L’accumulation d’oxygène dans l’air en fait partie, bien que des bactéries l’aient provoquée. Les autres sont sur la page « L’histoire du vivant ».
Références de cette introduction
- Patterson (1956), Geochimica et Cosmochimica Acta · Age of meteorites and the earthdoi:10.1016/0016-7037(56)90036-9
- Valley et al. (2014), Nature Geoscience · Hadean age for a post-magma-ocean zircon confirmed by atom-probe tomographydoi:10.1038/ngeo2075
- Marchi et al. (2014), Nature · Widespread mixing and burial of Earth's Hadean crust by asteroid impactsdoi:10.1038/nature13539
- Reimink et al. (2016), Nature Geoscience · No evidence for Hadean continental crust within Earth's oldest evolved rock unitdoi:10.1038/ngeo2786
- Tarduno et al. (2023), Nature · Hadaean to Palaeoarchaean stagnant-lid tectonics revealed by zircon magnetismdoi:10.1038/s41586-023-06024-5
18 jalons retenus sur 200, groupés en 8 chapitres
Hadéen4,54 Ga → 4,03 Ga
- 01La formation de la Terreil y a ~4,54 milliards d’années
La Terre s’est formée par accrétion, c’est-à-dire par l’agglomération de grains puis par la collision de corps de plus en plus gros dans le disque qui entourait le jeune Soleil, il y a environ 4,54 milliards d’années.
- 02L’impact géant qui a formé la Luneil y a ~4,5 à 4,4 milliards d’années (débattu)
La Lune se serait formée à partir des débris mis en orbite par la collision de la Terre avec une jeune planète appelée Théia, il y a environ 4,5 à 4,4 milliards d’années, selon un scénario encore débattu dans ses détails.
Mésoarchéen3,2 Ga → 2,8 Ga
- 03Le début de la tectonique des plaquesil y a ~3 milliards d’années (estimations de 3,8 à 2,2 Ga)
La tectonique des plaques, le régime où l’enveloppe de la Terre est brisée en plaques rigides mobiles, a succédé à une enveloppe immobile il y a environ 3 milliards d’années, ou entre 3,8 et 2,2 milliards selon les estimations.
Paléoprotérozoïque2,5 Ga → 1,6 Ga
- 04La Grande Oxydationil y a ~2,4 milliards d’années
L’oxygène s’est accumulé durablement dans l’atmosphère pour la première fois il y a environ 2,4 milliards d’années, après des centaines de millions d’années où la planète le consommait aussi vite que des micro-organismes le produisaient.
Mésoprotérozoïque1,6 Ga → 1 Ga
- 05Le plafond d’oxygène du Protérozoïqueil y a ~1,6 à 0,8 milliard d’années
L’oxygène de l’atmosphère ne dépassait pas le millième du niveau actuel il y a 1,6 à 0,8 milliard d’années, d’après les isotopes du chrome mesurés dans les sédiments.
Néoprotérozoïque1 Ga → 539 Ma
- 06La Terre boule de neigeil y a ~717 à 635 millions d’années
La Terre boule de neige désigne deux épisodes du Cryogénien, une période géologique, survenus il y a 717 à 635 millions d’années, où des calottes glaciaires ont atteint le niveau de la mer à toutes les latitudes, tropiques compris.
Paléozoïque539 Ma → 252 Ma
- 07La glaciation permo-carbonifèreil y a ~360 à 260 millions d’années
La glaciation permo-carbonifère, du nom de deux périodes géologiques, désigne la centaine de millions d’années où des calottes glaciaires ont couvert plusieurs fois une large part du Gondwana, formé des continents actuels du Sud.
- 08La Pangéeil y a ~335 à 175 millions d’années
La Pangée est le supercontinent qui réunissait presque toutes les terres en une seule masse, d’un pôle à l’autre, entourée d’un seul océan, la Panthalassa, il y a 335 à 175 millions d’années.
Mésozoïque252 Ma → 66 Ma
- 09La dislocation de la Pangéeil y a ~201 à 135 millions d’années
Le supercontinent de la Pangée s’est disloqué par rifting, sa croûte s’étirant jusqu’à se rompre, il y a 201 à 135 millions d’années, et un épanchement de basalte a précédé chaque rupture.
- 10L’optimum thermique du Crétacéil y a ~94 à 83 millions d’années
La Terre a connu, il y a 94 à 83 millions d’années, les températures et le niveau marin les plus hauts du dernier demi-milliard d’années, et elle n’avait alors aucune glace permanente.
Cénozoïque66 Ma → 2026
- 11L’englacement de l’Antarctiqueil y a ~34 millions d’années
Le dioxyde de carbone est descendu sous le seuil où la glace subsiste durant l’été antarctique il y a environ 34 millions d’années, et une calotte de glace a couvert le continent en environ huit cent mille ans.
- 12Les glaciations du Quaternaireil y a ~2,6 millions à 11 700 ans
Les calottes de glace ont grandi et fondu des dizaines de fois sur l’Amérique du Nord et l’Europe du Nord depuis 2,6 millions d’années, au rythme des cycles de Milankovitch, des variations de l’orbite et de l’axe de la Terre.
- 13La révolution industriellede 1750 à 1950
La révolution industrielle a remis dans l’atmosphère, en quelques décennies à partir de 1750, un carbone dont l’enfouissement avait pris des centaines de millions d’années.
- 14James Hutton et le temps profond1788
James Hutton a déduit en 1788, de deux ensembles de couches de roche qui se rencontrent à angle droit à Siccar Point, sur la côte écossaise, que l’histoire de la Terre dépassait toute chronologie courte, durée appelée le temps profond.
- 15La Grande Accélérationdepuis 1950
La Grande Accélération est la hausse brusque et simultanée, après 1950, d’une vingtaine d’indicateurs de l’activité humaine et de la réponse de la Terre, qui vont de la population et de l’énergie au dioxyde de carbone et aux plastiques.
- 16L’âge de la Terre1956
L’âge de la Terre, 4,55 milliards d’années, a été obtenu en 1956 par Clair Patterson, qui a mesuré les isotopes du plomb dans des météorites et dans des sédiments océaniques réputés représentatifs du plomb de toute la planète.
- 17L’expansion des fonds océaniquesde 1963 à 1968
L’expansion des fonds océaniques, établie entre 1963 et 1968, est la formation du plancher océanique aux dorsales, des chaînes de montagnes sous-marines, d’où il s’éloigne des deux côtés en gardant des bandes magnétiques symétriques.
- 18La carotte de glace EPICA Dome C2004
La carotte de glace EPICA Dome C est un cylindre de trois kilomètres de glace antarctique, étudié couche par couche depuis 2004, qui renferme des bulles d’air ancien et donne côte à côte la température et le dioxyde de carbone du passé.