Cambrien - Cambrian

Cambrien
541,0 ± 1,0 – 485,4 ± 1,9 mA
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Terre au milieu de la période cambrienne
Chronologie
Étymologie
Formalité de nom Formel
Informations d'utilisation
Corps céleste Terre
Utilisation régionale Mondial ( ICS )
Echelle(s) de temps utilisée(s) Échelle de temps ICS
Définition
Unité chronologique Période
Unité stratigraphique Système
D'abord proposé par Adam Sedgwick , 1835
Formalité de laps de temps Formel
Définition de la limite inférieure Apparition de l' Ichnofossile Trepichnus pedum
Limite inférieure GSSP Section Fortune Head , Terre - Neuve , Canada 47.0762°N 55.8310°W
47°04′34″N 55°49′52″O /  / 47.0762 ; -55.8310
GSSP ratifié 1992
Définition de la limite supérieure FAD du Conodont Iapetognathus fluctivagus .
Limite supérieure GSSP Section Greenpoint, Green Point , Terre - Neuve , Canada 49.6829°N 57.9653°W
49°40′58″N 57°57′55″O /  / 49.6829; -57.9653
GSSP ratifié 2000
Données atmosphériques et climatiques
O atmosphérique moyen
2
teneur
c. 12,5 vol %
(63 % de moderne)
CO atmosphérique moyen
2
teneur
c. 4500 ppm
(16 fois pré-industriel)
Température de surface moyenne c. 21 °C
(7 °C au-dessus de la modernité)
Niveau de la mer au-dessus d'aujourd'hui Montée en continu de 4m à 90m

La période cambrienne ( / k æ m . B r i . Ə n , k m - / KAM -bree-ən, KAYM - , parfois symbolisée ) a été la première période géologique du Paleozoic Era, et du Phanerozoic Éon . Le Cambrien a duré 55,6 millions d'années de la fin de la période édiacarienne précédente il y a 541 millions d'années (mya) au début de la période ordovicienne 485,4 mya. Ses subdivisions et sa base sont quelque peu en mouvement. La période a été établie comme « série cambrienne » par Adam Sedgwick , qui l'a nommée d'après Cambria , le nom latin de « Cymru » ( Pays de Galles ), où les roches cambriennes britanniques sont les mieux exposées. Sedgwick a identifié la couche dans le cadre de sa tâche, avec Roderick Murchison , pour subdiviser la grande « série de transition », bien que les deux géologues soient en désaccord pendant un certain temps sur la catégorisation appropriée. Le Cambrien est unique par sa proportion inhabituellement élevée de dépôts sédimentaires de lagerstätte , des sites de conservation exceptionnelle où les parties « molles » des organismes sont préservées ainsi que leurs coquilles plus résistantes. En conséquence, notre compréhension de la biologie cambrienne surpasse celle de certaines périodes ultérieures.

Le Cambrien a marqué un profond changement dans la vie sur Terre ; avant le Cambrien, la majorité des organismes vivants dans l'ensemble étaient petits, unicellulaires et simples ; la Charnia précambrienne étant exceptionnelle. Les organismes multicellulaires complexes sont progressivement devenus plus courants au cours des millions d'années précédant immédiatement le Cambrien, mais ce n'est qu'à cette période que les organismes minéralisés - donc facilement fossilisés - sont devenus courants. La diversification rapide des formes de vie au Cambrien, connue sous le nom d' explosion cambrienne , a produit les premiers représentants de tous les phylums animaux modernes . L'analyse phylogénétique a soutenu l'idée que pendant le rayonnement cambrien, les métazoaires ( animaux ) ont évolué de manière monophylétique à partir d'un seul ancêtre commun : les protistes coloniaux flagellés similaires aux choanoflagellés modernes .

Bien que diverses formes de vie aient prospéré dans les océans, on pense que la terre était relativement stérile, avec rien de plus complexe qu'une croûte de sol microbienne et quelques mollusques qui ont émergé pour brouter le biofilm microbien. La plupart des continents étaient probablement secs et rocheux en raison d'un manque de végétation. Des mers peu profondes flanquaient les marges de plusieurs continents créés lors de l'éclatement du supercontinent Pannotia . Les mers étaient relativement chaudes et la glace polaire était absente pendant une grande partie de la période.

Stratigraphie

La base du Cambrien repose sur un assemblage complexe de traces fossiles connu sous le nom d' assemblage de Trepichnus pedum . L'utilisation de Trepichnus pedum , un ichnofossile de référence pour marquer la limite inférieure du Cambrien, est difficile puisque l'occurrence de traces fossiles très similaires appartenant au groupe des Treeptichnids se trouve bien en dessous du T. pedum en Namibie , en Espagne et à Terre - Neuve , et peut-être dans l'ouest des USA. L'aire stratigraphique de T. pedum chevauche l'aire de répartition des fossiles d' Ediacaran en Namibie, et probablement en Espagne.

Subdivisions

La période cambrienne a suivi la période édiacarienne et a été suivie par la période ordovicienne . Le Cambrien est divisé en quatre époques ( séries ) et dix âges ( stades ). Actuellement, seules trois séries et six étages sont nommés et ont un GSSP (un point de référence stratigraphique internationalement convenu).

Parce que la subdivision stratigraphique internationale n'est pas encore complète, de nombreuses subdivisions locales sont encore largement utilisées. Dans certaines de ces subdivisions, le Cambrien est divisé en trois séries (époques) avec des noms localement différents - le Cambrien ancien (Caerfai ou Waucoban, 541 ± 1,0  à 509 ± 1,7 mya), le Cambrien moyen (St Davids ou Albertan, 509 ± 1,0  à 497 ± 1,7 mya) et furongien ( 497 ± 1,0  à 485,4 ± 1,7 mya ; également connu sous le nom de Cambrien supérieur, Merioneth ou Croixan). Les zones à trilobites permettent une corrélation biostratigraphique au Cambrien. Les roches de ces époques sont considérées comme appartenant au Cambrien inférieur, moyen ou supérieur.

Chacune des séries locales est divisée en plusieurs étapes. Le Cambrien est divisé en plusieurs stades fauniques régionaux dont le système russo-kazakhien est le plus utilisé dans le langage international :

Corrélation de la stratigraphie cambrienne mondiale et régionale
Série internationale Chinois Nord Américain Russe-Kazakhe australien Régional
C
a
m
b
r
i
a
n
Furongien Ibexian (partie) Ayusokkanian datsonien Dolgellian ( Trempealeauan , Fengshanian)
Payntonien
Sunwaptan Sakian Ivérien Ffestiniogian ( Franconien , Changshanien)
Steptoan Aksayan Idaméen Maentwrogien (Dresbachien)
Marjuman Batyrbayan Mindyallan
Miaolingien Maozhangian maya Boomerangien
Zuzhuangian Delamaran Amgan Undillian
Zhungxian Florian
Templetonien
  Dyeran Ordien
Cambrien Série 2 Longwangmioan toyonien Lenian
Changlangpuan Montezouman Botomien
Qungzusian Atdabanien
Terreneuvienne
Meishuchuan
Jinningian
placentien Tommotien
Nemakit-Daldynien*
Cordoue
Précambrien Sinien Hadrynien Nemakit-Daldynien*
Sakharan
Adélaïde

*La plupart des paléontologues russes définissent la limite inférieure du Cambrien à la base de l'Étape Tommotian, caractérisée par la diversification et la distribution mondiale des organismes à squelette minéral et l'apparition des premiers biohermes Archaeocyath .

Rencontrer le Cambrien

Archéocyathides de la formation Poleta dans la région de la Vallée de la Mort

La Commission internationale de stratigraphie indique que la période cambrienne commence  il y a 541 millions d'années et se termine  il y a 485,4 millions d'années .

La limite inférieure du Cambrien était à l'origine considérée comme représentant la première apparition de la vie complexe, représentée par les trilobites . La reconnaissance de petits fossiles coquilliers avant les premiers trilobites, et du biote d'Ediacara sensiblement plus tôt, a conduit à des appels à une base plus précisément définie pour la période cambrienne.

Malgré la longue reconnaissance de sa distinction avec les roches ordoviciennes plus jeunes et les roches précambriennes plus anciennes, ce n'est qu'en 1994 que le système/la période cambrienne a été ratifié au niveau international. Après des décennies d'examen attentif, une séquence sédimentaire continue à Fortune Head, Terre - Neuve, a été établie comme base formelle de la période cambrienne, qui devait être corrélée dans le monde entier par la première apparition de Trepichnus pedum . La découverte de ce fossile à quelques mètres sous le GSSP a permis d'affiner cette affirmation, et c'est l' assemblage d'ichnofossil de T. pedum qui est maintenant formellement utilisé pour corréler la base du Cambrien.

Cette désignation formelle a permis d'obtenir des dates radiométriques à partir d'échantillons à travers le monde qui correspondaient à la base du Cambrien. Les premières dates d'il y a 570  millions d'années ont rapidement gagné en popularité, bien que les méthodes utilisées pour obtenir ce nombre soient maintenant considérées comme inappropriées et inexactes. Une date plus précise utilisant la datation radiométrique moderne donne une date d'il y a 541  ± 0,3 million d'années . L'horizon de cendres à Oman à partir duquel cette date a été récupérée correspond à une baisse marquée de l'abondance de carbone-13 qui est corrélée à des excursions équivalentes ailleurs dans le monde, et à la disparition de fossiles distinctifs d'Édiacarien ( Namacalathus , Cloudina ). Néanmoins, il existe des arguments selon lesquels l'horizon daté à Oman ne correspond pas à la limite Ediacaran-Cambrian, mais représente un changement de faciès des strates marines à dominées par les évaporites - ce qui signifierait que les dates d'autres sections, allant de 544 ou 542 Ma, sont plus adaptés.

Paléogéographie

Les reconstructions de plaques suggèrent qu'un supercontinent mondial, Pannotia , était en train de se disloquer au début de la période, la Laurentia (Amérique du Nord), la Baltique et la Sibérie s'étant séparées du supercontinent principal du Gondwana pour former des masses continentales isolées. La plupart des terres continentales étaient regroupées dans l'hémisphère sud à cette époque, mais dérivaient vers le nord. Un grand mouvement de rotation à grande vitesse du Gondwana semble s'être produit au début du Cambrien.

En l'absence de glace de mer - les grands glaciers de la Terre Marinoan Snowball ont longtemps fondu - le niveau de la mer était élevé, ce qui a entraîné l'inondation de vastes zones des continents dans des mers chaudes et peu profondes idéales pour la vie marine. Le niveau de la mer a quelque peu fluctué, suggérant qu'il y avait des « périodes glaciaires », associées à des impulsions d'expansion et de contraction d'une calotte glaciaire du pôle sud .

En Baltoscandie, une transgression du Cambrien inférieur a transformé de vastes étendues de la pénéplaine subcambrienne en une mer épicontinentale .

Climat

La Terre était généralement froide au début du Cambrien, probablement à cause de l'ancien continent du Gondwana couvrant le pôle Sud et coupant les courants océaniques polaires. Cependant, les températures moyennes étaient de 7 degrés Celsius plus élevées qu'aujourd'hui. Il y avait probablement des calottes glaciaires polaires et une série de glaciations, car la planète se remettait encore d'une Terre Boule de Neige antérieure . Il s'est réchauffé vers la fin de la période ; les glaciers ont reculé et ont fini par disparaître, et le niveau de la mer a augmenté de façon spectaculaire. Cette tendance se poursuivra jusqu'à l' Ordovicien .

Flore

La flore cambrienne était peu différente de l'Ediacaran. Les principaux taxons étaient les macroalgues marines Fuxianospira , Sinocylindra et Marpolia . Aucune macroalgue calcaire n'est connue de cette période.

Aucun fossile de plante terrestre ( embryophyte ) n'est connu du Cambrien. Cependant, des biofilms et des tapis microbiens étaient bien développés sur les vasières et plages cambriennes de 500 millions d'années, et les microbes formant des écosystèmes microbiens de la Terre, comparables à la croûte terrestre moderne des régions désertiques, contribuent à la formation des sols.

La vie océanique

L'explosion cambrienne a été une période de croissance multicellulaire rapide. La plupart de la vie animale pendant le Cambrien était aquatique. Les trilobites étaient autrefois supposés être la forme de vie dominante à cette époque, mais cela s'est avéré incorrect. Les arthropodes étaient de loin les animaux les plus dominants dans l'océan, mais les trilobites ne représentaient qu'une partie mineure de la diversité totale des arthropodes. Ce qui les rendait si abondants en apparence, c'était leur lourde armure renforcée par du carbonate de calcium (CaCO 3 ), qui se fossilisait beaucoup plus facilement que les fragiles exosquelettes chitineux d'autres arthropodes, laissant de nombreux restes préservés.

La période a marqué un changement radical dans la diversité et la composition de la biosphère terrestre. Le biote de l'Édiacarien a subi une extinction massive au début de la période cambrienne, ce qui correspondait à une augmentation de l'abondance et de la complexité du comportement fouisseur. Ce comportement a eu un effet profond et irréversible sur le substrat qui a transformé les écosystèmes des fonds marins . Avant le Cambrien, le fond marin était recouvert de tapis microbiens . À la fin du Cambrien, les animaux fouisseurs avaient détruit les tapis dans de nombreuses régions par bioturbation . En conséquence, bon nombre de ces organismes qui dépendaient des tapis ont disparu, tandis que les autres espèces se sont adaptées à l'environnement modifié qui offrait désormais de nouvelles niches écologiques. Vers la même époque , il y eut une apparition apparemment rapide de représentants de tous les phylums minéralisés , à l' exception des Bryozoaires , apparus dans l' Ordovicien inférieur . Cependant, beaucoup de ces embranchements n'étaient représentés que par des formes de groupes souches ; et puisque les phylums minéralisés ont généralement une origine benthique, ils peuvent ne pas être un bon indicateur pour les phylums non minéralisés (plus abondants).

Une reconstruction de Margaretia dorus des schistes de Burgess , que l'on croyait autrefois être des algues vertes , mais qui sont maintenant considérées comme des hémichordés.

Alors que le premier Cambrien montrait une telle diversification qu'il a été nommé l'explosion cambrienne, cela a changé plus tard dans la période, lorsqu'il s'est produit une forte baisse de la biodiversité. Il y a environ 515 millions d'années, le nombre d'espèces en voie d'extinction dépassait le nombre de nouvelles espèces apparaissant. Cinq millions d'années plus tard, le nombre de genres était passé d'un pic antérieur d'environ 600 à seulement 450. En outre, le taux de spéciation dans de nombreux groupes a été réduit entre un cinquième et un tiers des niveaux précédents. Il y a 500 millions d'années, les niveaux d'oxygène ont chuté de façon spectaculaire dans les océans, entraînant une hypoxie , tandis que le niveau de sulfure d'hydrogène toxique augmentait simultanément, provoquant une autre extinction. La dernière moitié du Cambrien était étonnamment stérile et montrait des preuves de plusieurs événements d'extinction rapide; les stromatolites qui avaient été remplacés par des éponges constructeurs de récifs appelées Archaeocyatha , sont revenus une fois de plus lorsque les archéocyathides se sont éteintes. Cette tendance à la baisse n'a pas changé jusqu'au Grand Événement de Biodiversification Ordovicien .

Certains organismes cambriens se sont aventurés sur terre, produisant les traces fossiles Protichnites et Climactichnites . Des preuves fossiles suggèrent que les euthycarcinoïdes , un groupe éteint d'arthropodes, ont produit au moins une partie des Protichnites . Les fossiles du traceur de Climctichnites n'ont pas été trouvés ; cependant, les traces de fossiles et les traces de repos suggèrent un grand mollusque ressemblant à une limace .

Contrairement aux périodes ultérieures, la faune cambrienne était quelque peu restreinte; les organismes flottant librement étaient rares, la majorité vivant au fond de la mer ou à proximité; et les animaux minéralisateurs étaient plus rares que dans les périodes futures, en partie à cause de la chimie océanique défavorable .

De nombreux modes de conservation sont uniques au Cambrien, et certains préservent les parties molles du corps, ce qui entraîne une abondance de Lagerstätten .

symbole

Le Comité fédéral des données géographiques des États-Unis utilise un caractère « C majuscule barré » ⟨Ꞓ⟩ pour représenter la période cambrienne. Le Unicode caractère U + A792 LATIN MAJUSCULE C AVEC BAR .

Galerie

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes