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mésozoïque

Reconstitution d'un brontosaure
Reconstitution d'un brontosaure

Le mésozoïque est une ère géologique, d'une durée de 185 millions d'années, intermédiaire entre le paléozoïque et le cénozoïque, appelée autrefois secondaire.
Le mésozoïque voit la dislocation des masses continentales par l'ouverture des nouveaux océans. L'ouverture de l'océan Atlantique, d'abord au sud puis au nord, éloigne progressivement l'Amérique de l'Afrique et de l'Europe. L'ouverture de l'océan Indien fragmente le bloc Afrique-Australie-Antarctique, mais l'Inde reste soudée à l'Afrique. L'océan Mésogée sépare l'Afrique du bloc Eurasie, puis commence à se refermer.
De nouvelles espèces vivantes apparaissent et certaines atteignent leur apogée, tels les ammonites ou les reptiles géants, qui allaient disparaître à la fin du mésozoïque, comme 60 % des autres espèces peuplant la Terre. Vers la fin du mésozoïque apparaissent les mammifères et les végétaux angiospermes.
Le mésozoïque représente une durée d'environ 185 millions d'années. Cette durée n'équivaut même pas à la moitié de celle du paléozoïque, et ne correspond qu'à une faible partie des temps fossilifères. EIle n'est cependant pas négligeable par rapport au cénozoïque (tertiaire et quaternaire), beaucoup plus court.

1. Signification du terme mésozoïque

Le terme mésozoïque a l'intérêt de montrer la position des temps secondaires par rapport à l'histoire de la vie sur la Terre (du grec mesos, moyen, et zôon, être vivant). Ce terme ne signifie pas que l'on soit alors au « milieu » de cette histoire des êtres vivants, puisqu'il y a au début du mésozoïque 600 millions d'années que des groupes d'organismes importants sont développés, et qu'à la fin de l'ère il n'y a plus que 60 millions d'années pour qu'apparaisse l'Homme. Le terme mésozoïque indique bien que cette période représente une espèce de « Moyen Age » dans l'histoire de la vie, histoire dont le paléozoïque (primaire) serait l'« Antiquité » et dont le cénozoïque (tertiaire et quaternaire) recouvrirait les « Temps modernes et l'époque contemporaine ».

2. Les subdivisions du mésozoïque

Le mésozoïque se subdivise en trois grands systèmes géologiques :
trias, de – 251 à – 200 millions d'années (durée : 51 millions d'années) ;
jurassique, de – 200 à – 145 millions d'années (durée : 55 millions d'années) ;
crétacé, de – 145 à – 65 millions d'années (durée : 80 millions d'années).

Les divisions stratigraphiques du mésozoïque

Subdivisions du mésozoïque (secondaire)

Durée : 86 millions d'années

Étages

Date de début

Principaux événements

crétacé (– 146 à – 65 millions d'années)

crétacé supérieur

maastrichtien

– 71 millions d'années

extinction massive d'espèces

campanien

– 84 millions d'années

premiers serpents

santonien

– 86 millions d'années

 

coniacien

– 89 millions d'années

 

turonien

– 94 millions d'années

 

cénomanien

– 100 millions d'années

premières plantes à fleurs

crétacé inférieur

albien

– 112 millions d'années

 

aptien

– 125 millions d'années

 

barrémien

– 130 millions d'années

 

hauterivien

– 134 millions d'années

 

valanginien

– 140 millions d'années

 

berriasien

– 146 millions d'années

 

jurassique (– 200 à – 146 millions d'années)

jurassique supérieur (malm)

thitonien

– 151 millions d'années

oiseau primitif : l'archéoptérix

kimméridgien

– 156 millions d'années

 

oxfordien

– 161 millions d'années

 

jurassique moyen (dogger)

callovien

– 165 millions d'années

 

bathonien

– 168 millions d'années

 

bajocien

– 172 millions d'années

 

aalénien

– 176 millions d'années

 

jurassique inférieur (lias)

toarcien

– 183 millions d'années

 

pliensbachien

– 190 millions d'années

 

sinémurien

– 197 millions d'années

 

hettangien

– 200 millions d'années

 

trias (– 251 à – 200 millions d'années)

trias supérieur

rhétien

– 204 millions d'années

premiers dinosaures

norien

– 216 millions d'années

premières tortues

carnien

– 228 millions d'années

 

trias moyen

ladinien

– 237 millions d'années

 

anisien

– 246 millions d'années

 

trias inférieur

olénékien

– 250 millions d'années

 

induen

– 251 millions d'années

 

Les coupures du mésozoïque, trias, jurassique, crétacé, proviennent de lieux situés en Europe (Jura, formation de la craie). Il en va de même des subdivisions encore plus fines : la notion d'étage géologique vient de terrains du jurassique ou du crétacé pris comme stratotypes (sinémurien de Semur, bajocien de Bayeux, albien de l'Aube, cénomanien du Maine, turonien de Tours sont quelques exemples).

3. La valeur stratigraphique des ammonites

La valeur stratigraphique des ammonites a permis d'étudier correctement et de dater les terrains mésozoïques. Ces céphalopodes sont des espèces pélagiques dont les coquilles sont facilement transportables par flottaison et peuvent être répandues dans une large aire, et qui sont donc indépendantes du faciès des dépôts où on les recueille. Par ailleurs, elles présentent des mutations successives assez nettes. Cela a permis de définir une série de biozones, bases de toute subdivision biostratigraphique, en considérant l'extension dans le temps d'une espèce ou d'un genre donné, ou, pour une meilleure précision, d'une association caractéristique de genres ou d'espèces.

4. Les changements géologiques : l'ouverture des océans actuels

Cette grande période correspond à la dislocation des édifices précédemment construits, les continents et les chaînes primaires; il s'y prépare le bâti de ce qui deviendra les chaînes alpines et péripacifiques, cela pouvant s'expliquer par un phénomène à l'échelle du globe. Le mésozoïque est la période de la naissance, de l'ouverture des océans actuels. Ces faits se sont déroulés sous des climats différents de ceux d'aujourd'hui, ou bien répartis différemment : les changements possibles de latitude sont explicables par les mouvements relatifs des pôles et des continents. Les climats ont été dans l'hémisphère Nord assez chauds (de 5 à 10 °C en moyenne de plus que de nos jours, ce qui explique l'importance des formations calcaires au cours du jurassique et du crétacé et plus particulièrement des édifices coralliens). Ils se sont refroidis lentement au crétacé supérieur. Les territoires de l'hémisphère austral soumis aux glaciations à la fin du primaire ont connu par contre un lent réchauffement.

5. La vie au mésozoïque

Le mésozoïque est marqué par :
– l'absence de certains groupes connus au primaire qui ont disparu au cours ou à la fin de cette ère, par exemple les graptolites, les trilobites, les fusulines ;
– la diminution progressive et la disparition de certains autres au cours du trias, du jurassique ou du crétacé (par exemple parmi les brachiopodes, l'important groupe des spirifers. Chez les végétaux, les ptéridospermées [fougères à graine], les cordaïtes. Chez les vertébrés, les batraciens géants) ;
– le remarquable développement, suivi de la spectaculaire apogée, puis de la disparition à la fin de l'ère de groupes comme les ammonites ou les reptiles géants ;
– l'apparition de formes qui ont actuellement une importance considérable, les oiseaux, les mammifères et les végétaux angiospermes.

Dans les mers du mésozoïque, les genres et espèces représentés sont nombreux. On constate un développement des échinodermes (oursins et encrines, dont les débris forment les calcaires à entroques), et on assiste avec les nérinées (gastropodes), les polypiers (madréporaires) ou les algues mélobésiées à la formation de nombreux calcaires construits. Les céphalopodes pullulent, non seulement les ammonites, mais aussi les bélemnites et les nautiles. Les foraminifères sont nombreux et jouent un rôle de constructeurs de roches (orbitolines) ou de marqueurs stratigraphiques (globotruncanidés).

Le monde continental est colonisé depuis le paléozoïque. Mais il ne reste que pour peu de temps encore des batraciens (amphibiens) géants, vestiges de cette ère. Les reptiles primitifs ont déjà, à l'aube du mésozoïque, subi une diversification : ils ont été séparés en une lignée reptilienne et une lignée mammalienne, par un phénomène de divergence très précoce.

5.1. Les reptiles géants : les dinosaures

Les reptiles sont donc un groupe très hétérogène. C'est une juxtaposition de formes très spécialisées et de formes très discrètes représentant des groupes souches. Après la souche des mammifères, ils comporteront la souche des oiseaux, la souche aussi des reptiles actuels. Les crocodiles apparaissent au jurassique, les ophidiens (serpents) au crétacé.

Les formes spécialisées sont évidemment plus connues : c'est le développement, puis la disparition des reptiles géants. Ils ont en effet peuplé tous les milieux terrestres, marins, aériens, illustrant quelques-unes des meilleures possibilités d'adaptation.

Les reptiles dans le milieu terrestre

Les plus connus sont les dinosaures, dont l'âge d'or se situe au jurassique et au crétacé inférieur.La diversification a abouti à d'énormes et paisibles herbivores (30 m de long, 50 tonnes) ou à de féroces carnassiers (tyrannosaures).

Les reptiles dans le milieu marin

Les ichtyosaures témoignent d'une parfaite adaptation au mode de vie aquatique (forme, appareil natatoire, y compris viviparité).

Les reptiles dans le milieu aérien

Les reptiles volants (ptérosaures) conquièrent le monde aérien dès – 180 millions d'années.

5.2. Petits mammifères primitifs, archœopteryx et oiseaux à dents

À côté de ces formes adaptées se développent les petits mammifères primitifs (fin du trias, début du jurassique), auxquels succèdent des multituberculés, des marsupiaux, qui seront nombreux au crétacé. Une évolution parallèle existe dans les formes aviennes. L'archéoptéryx (à caractères intermédiaires entre oiseaux et reptiles) vit au jurassique (– 140 millions d'années). Le milieu aérien verra ensuite le développement des oiseaux à dents (– 80 millions d'années).

5.3. Les végétaux et les insectes

Chez les végétaux, où c'est l'apogée des gymnospermes, il existe des formes vieillissantes (cycas, ginkgo). Mais les conifères ont une place importante. Il y a surtout au crétacé moyen le développement des angiospermes (dicotylédones). En même temps que les plantes à fleurs apparaissent les insectes butineurs (papillons, abeilles, fourmis) : tous les grands ordres d'insectes sont alors représentés.

5.4. L'extinction massive de la fin du mésozoïque

La fin du mésozoïque (c'est-à-dire la fin du crétacé), il y a 65 millions d'années, est la période posant le problème paléobiologique le plus difficile. Beaucoup de groupes actuels existent au crétacé, beaucoup de groupes survivent au tertiaire sans être affectés : les nautiles, les insectes, les poissons, les crocodiles, les tortues, etc., comme autant de formes « conservatrices ». Par contre, beaucoup de formes (celles qui étaient très évoluées) disparaissent (reptiles géants, ammonites, beaucoup de foraminifères, un quart des familles animales au total). Phénomène étrange, cette catastrophe touche tous les écosystèmes : les plantes autant que les animaux, 60 à 75 % des espèces marines, des milliers d'espèces terrestres, en particulier les animaux pesant plus de 25 kg, les espèces vivant dans les milieux tropicaux ou fréquentant les eaux douces des continents. Toutes s'éteignent quasi simultanément. Le processus d'extinction fut rapide, affectant l'ensemble de la planète et de ses mers.

L'hypothèse de la météorite

L'étude des couches géologiques déposées au moment de la crise a permis de découvrir un taux anormalement élevé d'iridium, métal lourd de numéro atomique 77. On suppose que cela pourrait être la conséquence de la chute d'une météorite gigantesque, de 10 km de diamètre, dont la collision avec la Terre aurait libéré une énergie supérieure à plusieurs dizaines de bombes atomiques. D'ailleurs, les restes d'une météorite de grande taille, ou tout au moins son cratère d'impact, ont été retrouvés dans le golfe du Mexique. Cette donnée conforte l'hypothèse de collision. Dans sa chute, la météorite aurait provoqué une onde de choc colossale, aurait explosé en de nombreux fragments et répandu une telle poussière dans l'atmosphère que, les rayons du Soleil n'atteignant quasiment plus notre planète, il s'en serait suivi un arrêt de la photosynthèse et un refroidissement climatique général. La traversée de notre atmosphère par cette météorite aurait provoqué, par oxydation de l'azote atmosphérique, une pollution en dioxyde d'azote (NO2). Avec la disparition d'une grande partie des plantes et du plancton, le taux de dioxyde de carbone (CO2, auparavant assimilé par ces organismes photosynthétiques) se serait anormalement élevé, provoquant une importante augmentation de la température par effet de serre. La présence dans l'atmosphère de gaz tels que NO2 et CO2 aurait amené, à chaque pluie, la précipitation d'énormes quantités d'acides nitrique et carbonique (les « pluies acides ») nocives pour les êtres vivants.

Toutefois, il demeure un fait inexpliqué : tous les animaux et toutes les plantes n'ont pas été affectés par la catastrophe.

Les autres hypothèses

Des scientifiques avancent qu'une augmentation générale du volcanisme, identifiée dans les couches géologiques de la fin du mésozoïque par le taux anormalement élevé d'iridium, aurait provoqué un bouleversement climatique si brutal et si rapide que les espèces les plus fragiles n'auraient pas pu s'adapter. Elle représente l'hypothèse la plus probable si l'on ne retient pas celle de la météorite. Dans un autre scénario, le bouleversement climatique aurait été provoqué par la dérive des continents. Mais, en pareil cas, les changements n'auraient pas été suffisamment rapides pour expliquer le caractère brutal de l'extinction. Enfin, plus anecdotique, on a fait l'hypothèse de l'apparition de nouvelles espèces de plantes à fleurs toxiques qui auraient décimé nombre d'herbivores, et par là même bouleversé l'ensemble des écosystèmes.

6. La Terre au mésozoïque

Au début du mésozoïque, la surface du globe peut être décrite comme un assemblage de deux supercontinents :
– le bloc laurasien (Amérique du Nord, Groenland, Europe, Asie du Nord) ;
– le bloc gondwanien (Amérique du Sud, Afrique, Inde, Australie, Antarctique).

Les événements essentiels du mésozoïque, capitaux pour comprendre la géographie actuelle du globe, sont, d'une part, les mouvements de séparation et de jeu relatif des deux blocs dans la zone instable dite de la Mésogée et, d'autre part, l'éclatement de chacun des blocs par le mécanisme dit d'ouverture océanique. Ce mécanisme, continu et qui dure encore actuellement, consiste en la fracturation des blocs continentaux, en leur séparation donnant naissance à un océan. Par suite de l'expansion des fonds océaniques, l'ouverture progressive des océans entraîne l'écartement, puis la dérive des blocs continentaux. Ce mécanisme, qui a donné naissance aux océans comme l'Atlantique ou l'Indien, est de plus responsable de la formation des importantes cordillères périocéaniques. La théorie moderne de la tectonique des plaques a bien montré que l'antagonisme entre blocs mobiles (surtout entre domaine océanique et masses continentales) entraînait la naissance de chaînes bordières du type de la bordure pacifique (chaînes bordières de type andin).

6.1. L'ouverture des océans et la dérive des continents

Les premières étapes, les plus déterminantes, de ce mécanisme ont eu lieu au cours du mésozoïque.

De – 180 millions d'années à – 135 millions d'années, c'est l'ouverture de l'océan Atlantique et de l'océan Indien. Ces océans, d'abord étroits, reçoivent peu à peu des dépôts. Ils ne contiennent guère de sédiments plus vieux que – 150 millions d'années. La fin du jurassique (– 135 millions d'années) marque le début de la séparation Amérique du Sud-Afrique et Afrique-Inde.

Au début du crétacé, c'est le pivotage de l'Amérique du Sud, qui s'écarte de l'Afrique, et le pivotage de l'Inde, qui s'éloigne également de l'Afrique.

Au crétacé moyen, puis au crétacé supérieur (environ de – 100 millions d'années à – 70 millions d'années), il y a rupture complète entre l'Australie et l'Antarctique et fissuration du bloc Europe (ouverture du golfe de Gascogne).

Pendant ce temps, des mouvements semblant antagonistes se développent dans la zone de la Mésogée, où l'instabilité est fréquente : en particulier, une interaction constante entre blocs africain et eurasien domine l'histoire complexe des géosynclinaux mésogéens (de Gibraltar à la Birmanie ?). Des dislocations au trias, au jurassique supérieur et surtout au crétacé moyen (– 100 millions d'années) aboutissent au bâti de ce qui deviendra le système alpin, disposé perpendiculairement à l'axe de la grande disjonction atlantique.

7. Les événements géologiques à l'échelle des continents

Les conséquences géologiques de ces mouvements, qui affectent une bonne partie du globe, sont très grandes. Elles se traduisent tant au point de vue sédimentaire que tectonique (types de dépôts, agencement de ceux-ci). Au trias, les profondes dislocations ayant fracturé et fait jouer les blocs continentaux sont aussi à l'origine d'importantes coulées basaltiques. C'est le début d'une grande période d'immersion des continents par les mers au jurassique. Si les océans ne sont qu'ébauchés, les surfaces marines n'en sont pas restreintes pour autant : en effet, de vastes mers peu profondes recouvre une large surface des aires continentales, par exemple toute l'Europe occidentale, où les invasions marines ont atteint la France, l'Angleterre l'Allemagne, l'Espagne et l'Afrique du Nord. Au jurassique supérieur, la phase orogénique andine ou névadienne marque une étape importante dans la construction des cordillères ouest-américaines. Pendant le crétacé, période relativement longue (70 millions d'années), l'ébauche d'un nouveau monde se poursuit. Il existe encore des zones d'importants dépôts marin. Le crétacé moyen (– 100 millions d'années) marque l'extension maximale de la transgression marine. Ensuite, le trait donnant de la géologie du mésozoïque va s'effacer. Les vastes mers épicontinentales vont se réduire et disparaître pour la plupart. Les phases orogéniques se succèdent : au crétacé inférieur, au crétacé moyen (phase autrichienne), au crétacé terminal (phase laramienne). Ces phases aboutisses à la construction des chaînes pacifiques, asiatiques, à l'ébauche des Pyrénées (à la suite de l'ouverture du golfe de Gascogne) et développe une embryogenèse de toutes les chaînes du système alpin.

8. Le mésozoïque en France

Les événements géologique du mésozoïque sont particulièrement importants en France puisqu'il expliquent la formation ultérieure des Pyrénées et des Alpes. Mais les dépôts mésozoïques occupent par ailleurs dans le pays une très large place bien visible sur une carte géologique. En effet, les transgressions marines, venant d'abord du domaine mésogéen, puis, dès le crétacé, partant du jeune Atlantique, ont envahi presque tout le territoire : elles ont donc recouvert le soubassement primaire, à l'exception de quelques zones émergées (Massif central, Massif armoricain). Peu profondes, mais très étendues, ces mers ont formé de vaste platiers récifaux où se sont formés les calcaires à entroques, à oolites et polypiers (jurassique de Bourgogne, Lorraine, Poitou, Causses...), les calcaires à polypiers du crétacé provençal, ou bien aussi les vasières fines qui ont donné naissance à la craie de Normandie, de Picardie ou de Champagne.