Archéen - Archean

Archéen
4000 – 2500 mA
Archéen.png
Vue d'artiste d'un paysage archéen.
Chronologie
Étymologie
Formalité de nom Formel
Orthographe(s) alternative(s) Archéen, Archéen
Synonyme(s) Éozoïque
JW Dawson , 1865
Informations d'utilisation
Corps céleste Terre
Utilisation régionale Mondial ( ICS )
Echelle(s) de temps utilisée(s) Échelle de temps ICS
Définition
Unité chronologique Éon
Unité stratigraphique Éonothème
Formalité de laps de temps Formel
Définition de la limite inférieure Définie chronométriquement
Limite inférieure GSSP N / A
GSSP ratifié N / A
Définition de la limite supérieure Définie chronométriquement
Limite supérieure GSSP N / A
GSSP ratifié N / A

Le Archéen Eon ( / ɑːr k ì ə n / Ar- KEE -ən , également orthographié Archéen ou Archéen ) est le deuxième de quatre ères géologiques de l'histoire de la Terre , ce qui représente le temps de 4 000 à 2 500 millions d' années . A cette époque, la croûte terrestre s'était suffisamment refroidie pour que des continents se forment et pour que la première vie connue commence. La vie était simple tout au long de l'Archéen, principalement représentée par des tapis microbiens d' eau peu profonde appelés stromatolites , et l'atmosphère manquait d'oxygène libre. L'Archéen a été précédé par l' Hadéen Eon et suivi par le Protérozoïque .

Étymologie et changements de classification

Le mot archéen vient du mot grec arkhē ( αρχή ), signifiant « commencement, origine ». Il a été utilisé pour la première fois en 1872, alors qu'il signifiait « de l'âge géologique le plus ancien ». Avant que l'Eon Hadean ne soit reconnu, l'Archéen couvrait l'histoire primitive de la Terre depuis sa formation il y a environ 4 540 millions d'années jusqu'à il y a 2 500 millions d'années.

Au lieu d'être basés sur la stratigraphie , le début et la fin de l'éon archéen sont définis chronométriquement . La limite inférieure ou le point de départ de l'éon il y a 4 milliards d'années est officiellement reconnu par la Commission internationale de stratigraphie .

Géologie

L'évolution du flux de chaleur radiogénique de la Terre au cours du temps

Au début de l'Archéen, le flux de chaleur de la Terre était près de trois fois plus élevé qu'aujourd'hui, et il était encore le double du niveau actuel à la transition de l'Archéen au Protérozoïque (2 500  Ma ). La chaleur supplémentaire était le résultat d'un mélange de chaleur résiduelle provenant de l'accrétion planétaire , de la formation du noyau métallique et de la désintégration d' éléments radioactifs .

Bien que quelques grains minéraux soient connus pour être Hadéens, les plus anciennes formations rocheuses exposées à la surface de la Terre sont archéennes. Les roches archéennes se trouvent au Groenland , en Sibérie , dans le Bouclier canadien , au Montana et au Wyoming (parties exposées du craton du Wyoming ), dans le bouclier baltique , dans le massif des Rhodopes , en Écosse , en Inde , au Brésil , en Australie occidentale et en Afrique australe . Les roches granitiques prédominent dans les restes cristallins de la croûte archéenne survivante. Les exemples incluent de grandes nappes de fonte et de volumineuses masses plutoniques de granite , de diorite , d' intrusions stratifiées , d' anorthosites et de monzonites connues sous le nom de sanukitoïdes . Les roches archéennes sont souvent des sédiments d'eau profonde fortement métamorphisés, tels que des grauwackes , des mudstones , des sédiments volcaniques et des formations de fer rubanées . L' activité volcanique était considérablement plus élevée qu'aujourd'hui, avec de nombreuses éruptions de lave, y compris des types inhabituels tels que la komatiite . Les roches carbonatées sont rares, ce qui indique que les océans étaient plus acides en raison du dioxyde de carbone dissous que pendant le Protérozoïque. Les ceintures de roches vertes sont des formations archéennes typiques, constituées d'unités alternées de roches ignées mafiques et sédimentaires métamorphisées, y compris des roches volcaniques felsiques archéennes . Les roches ignées métamorphisées proviennent d' arcs insulaires volcaniques , tandis que les sédiments métamorphisés représentent des sédiments d'eau profonde érodés par les arcs insulaires voisins et déposés dans un bassin d'avant- arc . Les ceintures de roches vertes, étant les deux types de roches métamorphisées, représentent des sutures entre les protocontinents.

Les continents de la Terre ont commencé à se former à l'Archéen, bien que les détails sur leur formation soient encore débattus, en raison du manque de preuves géologiques étendues. Une hypothèse est que les roches qui se trouvent maintenant en Inde, en Australie occidentale et en Afrique australe ont formé un continent appelé Ur à 3 100 Ma. Une autre hypothèse contradictoire est que les roches de l'ouest de l'Australie et de l'Afrique australe ont été assemblées sur un continent appelé Vaalbara dès 3 600 Ma. Bien que les premiers continents se soient formés au cours de cet éon, la roche de cet âge ne représente que 7 % des cratons du monde actuel ; même en tenant compte de l'érosion et de la destruction des formations passées, les preuves suggèrent que seulement 5 à 40% de la superficie actuelle des continents se sont formés pendant l'Archéen.

À la fin de l'Archéen vers 2500 Ma, l'activité tectonique des plaques pourrait avoir été similaire à celle de la Terre moderne. Il existe des bassins sédimentaires bien conservés et des preuves d' arcs volcaniques , de rifts intracontinentaux , de collisions continent-continent et d' événements orogéniques étendus à l'échelle du globe suggérant l'assemblage et la destruction d'un et peut-être de plusieurs supercontinents . Les preuves des formations de fer rubanées, des lits de chert , des sédiments chimiques et des basaltes en coussins démontrent que l'eau liquide était répandue et que des bassins océaniques profonds existaient déjà.

En 2021, Simone Marchi a annoncé des preuves d'impacts d'astéroïdes beaucoup plus lourds entre 3 500 et 2 500 Ma, comparant un modèle de dispersion d'impact avec des données sur d'anciennes couches de sphérules : « [Nous] étions probablement touchés par un impact de la taille d'un Chicxulub en moyenne tous les 15 millions années... Nous constatons que les niveaux d'oxygène auraient considérablement fluctué pendant la période d'impacts intenses. "

Environnement

On pense que l'atmosphère archéenne a presque manqué d'oxygène libre . Les astronomes pensent que le Soleil avait environ 70 à 75 % de la luminosité actuelle, mais les températures sur Terre semblent avoir été proches des niveaux modernes seulement 500 millions d'années après la formation de la Terre (le faible paradoxe du jeune Soleil ). La présence d'eau liquide est attestée par certains gneiss fortement déformés produits par métamorphisme de protolithes sédimentaires . Les températures modérées peuvent refléter la présence de plus grandes quantités de gaz à effet de serre que plus tard dans l'histoire de la Terre. Alternativement, l' albédo de la Terre peut avoir été plus faible à l'époque, en raison de moins de superficie et de couverture nuageuse.

Début de la vie

Les processus qui ont donné naissance à la vie sur Terre ne sont pas complètement compris, mais il existe des preuves substantielles que la vie est apparue soit vers la fin de l'éon Hadéen, soit au début de l'éon archéen.

La première preuve de vie sur Terre est le graphite d' origine biogénique trouvé dans des roches métasédimentaires vieilles de 3,7 milliards d'années découvertes dans l' ouest du Groenland .

Les premiers fossiles identifiables sont constitués de stromatolites , qui sont des tapis microbiens formés en eau peu profonde par des cyanobactéries . Les premiers stromatolites se trouvent dans des grès vieux de 3,48 milliards d'années découverts en Australie-Occidentale . Les stromatolites se trouvent dans tout l'Archéen et deviennent communs à la fin de l'Archéen. Les cyanobactéries ont joué un rôle déterminant dans la création d'oxygène libre dans l'atmosphère.

Une preuve supplémentaire de la jeunesse est trouvée dans une baryte vieille de 3,47 milliards d'années , dans le groupe Warrawoona d'Australie occidentale. Ce minéral présente un fractionnement du soufre pouvant atteindre 21,1%, ce qui est la preuve de bactéries sulfato-réductrices qui métabolisent le soufre-32 plus facilement que le soufre-34.

Les preuves de la vie à la fin de l'Hadéen sont plus controversées. En 2015, du carbone biogénique a été détecté dans des zircons datés de 4,1 milliards d'années, mais cette preuve est préliminaire et doit être validée.

La Terre était très hostile à la vie avant 4,2-4,3 Ga et la conclusion est qu'avant l'éon archéen, la vie telle que nous la connaissons aurait été mise à l'épreuve par ces conditions environnementales. Alors que la vie aurait pu naître avant l'Archéen, les conditions nécessaires à son maintien n'auraient pas pu se produire avant l'Archéen Eon.

La vie à l'Archéen était limitée à de simples organismes unicellulaires (sans noyau), appelés procaryotes . En plus du domaine Bactéries , des microfossiles du domaine Archaea ont également été identifiés. Il n'y a pas de fossiles eucaryotes connus du premier Archéen, bien qu'ils aient pu évoluer au cours de l'Archéen sans en laisser aucun. Des stéranes fossiles , indicatifs d'eucaryotes, ont été signalés dans les strates archéennes, mais il a été démontré qu'ils provenaient d'une contamination par de la matière organique plus jeune. Aucune preuve fossile n'a été découverte pour les réplicateurs intracellulaires ultramicroscopiques tels que les virus .

Les microbes fossilisés des tapis microbiens terrestres montrent que la vie était déjà établie sur terre il y a 3,22 milliards d'années.

Voir également

Notes de bas de page

Les références

Liens externes