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Datation relative : les fossiles, premier outil de chronologie

Dossier - Géologie : voyage dans le temps
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Pour connaître l'histoire de notre planète, le géologue doit savoir voyager dans le temps avec précision. La nature nous offre cette possibilité grâce aux chronomètres naturels, qui sont le résultat de la désintégration du noyau de certains atomes instables dans les roches.

  
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Les fossiles représentent un outil de chronologie essentiel pour le géologue. Ils lui permettent en effet de déterminer des périodes géologiques et de retracer peu à peu une véritable échelle grâce à la datation relative.

Dans le titre du film de Steven Spielberg Jurassic Park, il y a Jurassic, soit « Jurassique » en français. Ce terme désigne une période géologique précise, parfaitement délimitée dans le temps, comme il en existe bien d'autres.

Grâce aux fossiles et à la datation relative, il est possible de retracer une échelle géologique. Ici, Spinosaurus aegyptiacus. © Didier Descouens, CC by-nc 4.0

L'image ci-dessous donne un exemple d'échelle géologique de 1925, donc encore assez simple.

Échelle géologique de 1925. © DR

Échelle géologique et paléontologie

Le point important est que cette échelle (comme celles, plus sophistiquées, qui vont suivre dans ce dossier) peut être utilisée en n'importe quel point de la planète.

Deux questions viennent à l'esprit à propos de cette échelle géologique :

  1. Comment a-t-elle été construite ?
  2. Pourquoi est-elle universelle (utilisable sur toute la planète) ?

Autrement dit, pourquoi les géologues ont-ils distingué, par exemple, des terrains de l'ère secondaire de ceux de l'ère tertiaire ? Tout simplement parce qu'ils ont remarqué que ces terrains contenaient des fossiles spécifiques et que, par exemple, les ammonites, les dinosaures et bien d'autres êtres vivants ont disparu à la fin du Crétacé, dernier étage du secondaire (voir l'image ci-dessous).


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. De nombreux animaux ont disparu à la fin du Crétacé, dernier étage de l'ère secondaire. © DR

Il y a eu là un bouleversement biologique majeur dont on a beaucoup parlé, mais qui n'est pas unique, loin de là. En effet, si les êtres vivants, animaux et végétaux, évoluent lentement au cours du temps, afin de mieux s'adapter aux milieux en évolution permanente, il existe des évènements à l'échelle de la planète suffisamment « catastrophiques » pour que de nombreuses espèces ne soient pas capables de surmonter l'épreuve.

C'est ainsi que les différences de faunes et flores fossilisées dans les couches géologiques successives sont le reflet d'une succession d'évènements relativement brefs à l'échelle de la planète, qui sont à l'origine des limites entre les nombreux étages géologiques des échelles stratigraphiques modernes.

Les fossiles sont les seuls vestiges des dinosaures à avoir survécu jusqu'à notre époque. C’est à partir de ces restes que les scientifiques peuvent espérer comprendre ces anciens animaux. Futura-Sciences a interviewé Éric Buffetaut, paléontologue, afin d’en savoir plus sur leur formation. © Futura-Sciences

En conclusion, la paléontologie (palaios, ontos, logos : étude des êtres vivants du passé) est une discipline précieuse en sciences de la Terre, car :

  1. on retrouve certains fossiles d'un bout à l'autre de la Terre ;
  2. des terrains contemporains contiennent des fossiles similaires.

C'est à partir du moment où les géologues ont compris cela qu'ils ont pu efficacement travailler, disposant de repères fiables sur le terrain.

Les ammonites ont disparu à la fin du Crétacé. © DR

La limite Crétacé-Tertiaire

Il convient toutefois de faire une remarque sur l'aspect catastrophique de ces évènements. Prenons l'exemple des ammonites (voir photo ci-dessus) : si on les voit disparaître à la fin du Crétacé, il faut noter que leur diversité s'est fortement réduite bien avant leur disparition, et il est donc probable que leur vulnérabilité était grande lorsque l'évènement géologique majeur à la limite Crétacé-Tertiaire survint. L'incidence de ces évènements sur les êtres vivants dépend donc de l'importance physique de l'évènement, mais aussi de la vulnérabilité des espèces du moment.

Une deuxième remarque concerne la précision de la datation par les fossiles. Il s'agit bien sûr d'une précision relative mais il faut noter que certains fossiles peuvent permettre une résolution sur le temps relatif bien meilleure que ce que donnent les méthodes de datation absolue. Le géologue a donc absolument besoin de ces deux approches.