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carbonifère

Dimétrodon
Dimétrodon

Système du paléozoïque supérieur, le carbonifère est la période de l'ère primaire, de – 359 à – 299 millions d'années (durée 65 millions d'années), entre le dévonien et le permien. À la base, les sédiments marins sont pauvres en trilobites, mais riches en foraminifères (fusulines), brachiopodes, goniatites, etc., et localement en amphibiens. Les premières plantes du groupe des gymnospermes (conifères actuels) apparaissent. Les sédiments continentaux de la partie supérieure sont riches en végétaux (houilles), en insectes, arthropodes et en premiers restes de reptiles.

Au carbonifère, les masses continentales sont en contact (constituant un amalgame mouvant appelé la Pangée), mais elles continuent à se déplacer les unes par rapport aux autres, provoquant de grandes déformations (chaîne hercynienne) accompagnées de rotations de blocs, révélées par le paléomagnétisme, de l'Espagne à l'Europe centrale. Une glaciation encadrée par deux périodes chaudes affecte l'hémisphère Sud (Gondwana). Le carbonifère fait partie du cycle hercynien ou varisque.

La paléogéographie du carbonifère

Avec le carbonifère, après qu'en certaines régions une phase bretonne eut inauguré l'orogenèse hercynienne, une transgression générale, l'une des plus importantes des temps géologiques (comparable par son ampleur à celle du crétacé supérieur), s'avance sur toutes les masses continentales. Sur le continent nord-atlantique en Europe, c'est la transgression dinantienne. En Amérique du Nord, cette transgression est dite mississippienne. Le carbonifère saharien est également transgressif sur le continent nigritien.

Cette transgression marine dépose des calcaires. Les premières ébauches de chaîne hercynienne commencent à émerger, alimentant la sédimentation d'un flysch dans les fosses marines (faciès kulm ou culm en Europe).

Au carbonifère moyen et supérieur, la chaîne hercynienne commence à se structurer avec les phases sudète et asturienne, essentielles dans le domaine prototéthysien occidental (Amérique du Nord, Europe de l'Ouest).

Au carbonifère moyen, par suite du basculement de l'équateur, une zone d'évaporites se développe sous les latitudes subtropicales (régions septentrionales de l'Amérique du Nord, du Groenland et de l'Europe du Nord). Par ailleurs, l'équateur, qui passe alors par le sud des États-Unis et le sud de l'Europe, est le siège d'une exubérante végétation (forêt houillère) qui colonise les zones exondées par la surrection de la chaîne hercynienne. C'est en bordure de la chaîne hercynienne que se formeront les bassins houillers paraliques marins. Au carbonifère supérieur s'individualisent, à l'intérieur de la chaîne, des bassins houillers limniques continentaux.

La Pangée un moment réunie se dissocie, à la fin du carbonifère, en trois blocs qui connaîtront des évolutions paléogéographiques et bioclimatiques ultérieures différentes : au sud, le continent du Gondwana (boucliers brésilien, africain, arabe, australien) et, au nord, celui de l'Angara (plate-forme sibérienne) et le continent nord-atlantique.

La biostratigraphie et la chronostratigraphie du carbonifère

Le carbonifère constitue un système unique et se subdivise en deux parties ayant chacune rang de sous-système : dinantien et silésien en Europe, mississippien et pennsylvanien en Amérique du Nord.

Ces sous-systèmes se subdivisent eux-mêmes en séries : tournaisien et viséen pour le dinantien ; namurien, westphalien et stéphanien pour le silésien. Les autres dénominations correspondantes sont au nombre de douze et sont principalement définies à partir de stratotypes situés en Russie.

La paléontologie du carbonifère

Les animaux

À la suite des poissons, les batraciens se développent – avec l'apparition d'un groupe de grande taille, les stégocéphales – ainsi que les reptiles, dont le dimétrodon. Les premiers insectes sont connus au carbonifère. Parmi les microfossiles, les fusulines apparaissent. Elles constituent le fondement de la stratigraphie du permo-carbonifère mésogéen. Les trilobites et les goniatites restent très présentes.

Les végétaux

Les végétaux continuent leur explosion : les cryptogames vasculaires, se reproduisant par des spores, constituent de véritables forêts. Les groupes de ptéridophytes se diversifient, et certains atteignent des tailles d'arbres : filicales, lycopodiales (Lepidodendron, Sigillaria), équisétales (Calamites). Les gymnospermes (conifères actuels) sous forme de cordaïtes apparaissent.

Le volcanisme, la granitisation et les gisements métallifères au carbonifère

Au carbonifère inférieur, la mise en place de ceintures volcaniques sous-marines s'accompagne vers – 360 millions d'années d'une importante phase métallogénique en ce qui concerne le cuivre, l'or et les métaux de base, avec la formation en Europe des amas sulfurés de Neves Corvo (Portugal), de la ceinture sud-ibérique (Rio Tinto), de Mavan et Galmoy en Irlande, de la Toscane et de Chessy et Sain-Bel, en France.

Au carbonifère supérieur, un important volcanisme orogénique profond accompagne également la sédimentation du stéphanien. Avec les granitoïdes et l'hydrothermalisme connexes, il détermine la mise en place dans le socle ancien des hercynides d'Europe et d'Ouzbékistan, vers – 300 millions d'années, de minéralisations filoniennes économiques à or, antimoine, plomb, argent, zinc, et plus tardivement (vers – 280 à – 260 millions d'années) à zinc, plomb, fluorine et localement, uranium.