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Après les événements connus de l’ère protérozoïque, et avant l’apparition des strates paléozoïques riches en fossiles, subsiste une vaste lacune, une rupture d’une importance capitale. Durant cet intervalle épiprotérozoïque, que Walcott a nommé Lipalien (d’un mot signifiant disparu ou manquant), les continents semblent avoir été bien au-dessus du niveau océanique général, et l’érosion était l’activité géologique prédominante. Bien sûr, des traces se sont formées dans les strates en accumulation, mais ces dépôts restent encore totalement inconnus. C’est pourquoi, là où des formations paléozoïques ou postérieures reposent sur les formations protérozoïques, une rupture très significative apparaît entre elles. Cette rupture, représentée par une discordance de premier ordre, doit être parfaitement comprise, et sa description permettra également de mieux appréhender tous les autres intervalles et ruptures.
Il est désormais courant pour les géologues de parler des discordances comme de ruptures et d’intervalles : des ruptures pour les courtes périodes de perte d’enregistrement représentées par les discordances et les diastèmes, et des intervalles pour les plus longues, visibles dans les discordances angulaires. La
durée des intervalles d’érosion et des discordances est très variable selon les régions. Ils peuvent être si courts que les géologues ont beaucoup de difficultés à discerner les ruptures, et à l’inverse, ils peuvent sembler couvrir la quasi-totalité des temps géologiques. Sur le Bouclier canadien, il est fréquent de trouver des formations archéozoïques recouvertes par des dépôts glaciaires pléistocènes presque récents, et même ces derniers peuvent être absents. Il semblerait alors qu’en ces lieux, aucune roche ne se soit déposée, ni par la mer ni par l’érosion terrestre, depuis l’Archéozoïque. Pourtant, les géologues savent que le bouclier a été recouvert à diverses reprises de couches de sédiments formées au Protérozoïque, au Paléozoïque et, dans une moindre mesure, au Mésozoïque.
Certains géologues rattachent le Keweenawan au Paléozoïque, mais la plupart s’accordent à dire que sa formation est la plus récente du Protérozoïque et qu’un long intervalle sépare cette série des dépôts les plus anciens du Cambrien. De plus, sur la majeure partie du bouclier, le Keweenawan ne s’est jamais constitué, [ p. 180 ] et l’Animikien, voire l’Huronien, ont probablement été érodés avant que les mers du Cambrien n’envahissent à nouveau la région. Par conséquent, la durée apparente de l’intervalle précambrien est très variable localement, mais au vu des données géologiques les plus complètes disponibles, cette interruption ne semble pas plus importante que celles observées entre les autres ères. On peut donc dire que cet intervalle paraît avoir été très long, mais comme les fossiles du Protérozoïque tardif sont rares et qu’il n’existe donc aucune trace d’évolution organique pour nous guider, sa durée ne peut être déterminée à ce jour.
Là où les strates paléozoïques reposent sur les strates protérozoïques, on observe généralement une discordance marquée, souvent angulaire. Dans l’ouest du Montana, de l’Idaho et de la Colombie-Britannique, cependant, le Paléozoïque repose sans discordance marquée sur les formations plus anciennes du Protérozoïque ou de la série Beltienne (voir Fig., p. 167). Cette situation indique que la lithosphère n’était pas plissée à la fin du Protérozoïque, et en réalité pas avant la fin du Mésozoïque.
La discordance marquée, souvent angulaire, sous la base du Paléozoïque signifie que des nappes de roche plus ou moins épaisses, voire des chaînes de montagnes, ont été soulevées puis érodées. Ainsi, les terres de l’époque de Lipahan étaient réduites à une plaine basse, une pénéplaine, et ce, avant même le Paléozoïque. C’est sur ces terres érodées et plates que les mers paléozoïques ont répandu leurs conglomérats, sables, boues et calcaires, riches en fossiles. Nous n’apprenons donc, pour l’époque lipalienne, que l’œuvre destructrice des forces aériennes, une action lente et progressive orchestrée par l’atmosphère, l’oxygène, l’acide carbonique, l’eau, la température, le vent et la gravité. Grain par grain, les hauts plateaux furent transportés dans les mers et les océans (voir le frontispice et la figure, p. 168). On ignore la durée exacte de ce processus, mais elle fut suffisamment longue pour qu’une grande partie du règne animal troque sa peau molle contre une enveloppe rigide de carbonate de calcium, comme celle que l’on observe chez les coraux, les cystidés, les brachiopodes et les gastéropodes du Cambrien.
Walcott décrit l’époque lipalienne comme « l’ère d’une sédimentation marine inconnue, entre l’adaptation de la vie pélagique aux conditions littorales et l’apparition de la faune du Cambrien inférieur ». En d’autres termes, le terme Lipalien désigne l’intervalle épiprotérozoïque non reconstitué, une période durant laquelle les animaux marins ont évolué, [ p. 181 ] passant de formes flottantes et nageuses sans squelette externe à la vie diversifiée du Cambrien et ses enveloppes protectrices.
Océans Lipaliens. — On pense que, durant toute la période Lipalienne, le continent nord-américain se situait environ 1,5 cm au-dessus du niveau océanique moyen de l’époque. Ce qui est vrai pour l’Amérique du Nord semble l’être également pour tous les continents, puisqu’aucune formation marine lipalienne n’a été découverte. Ces faits suggèrent que vers la fin du Protérozoïque, la lithosphère terrestre a subi l’un de ses plus grands réajustements, apparemment le plus important de ses « périodes critiques » connues des géologues. En conséquence, les bassins océaniques se sont alors creusés excessivement, abaissant considérablement le niveau des océans et donnant l’impression que les continents étaient beaucoup plus élevés que ce niveau. Pour ces raisons, on pense que tous les dépôts marins lipaliens se sont formés à des niveaux inférieurs à ceux des époques ultérieures et sont donc enfouis à jamais dans les océans.
Le niveau bas de la ligne de rivage de l’époque lipalienne s’est par la suite élevé, en partie à cause de l’érosion des continents entraînés dans les océans, mais probablement surtout en raison des vastes quantités d’eau nouvelle apportées par l’activité volcanique des magmas des roches internes. On estime que la quantité d’eau ainsi ajoutée depuis l’époque lipalienne pourrait représenter 10 % du volume océanique actuel.
À l’époque lipalienne, lorsque tous les continents se situaient bien au-dessus de la ligne de rivage, l’érosion était très active et, par l’usure des terres, une grande quantité de sel a été libérée des roches et ajoutée aux eaux océaniques. Cette augmentation de la salinité a pu constituer un stimulus supplémentaire pour la formation de coquilles ou de squelettes externes chez les animaux invertébrés et, combinée à une autre cause – une adaptation plus poussée aux fonds des mers peu profondes, entraînant une forte densité de population et une lutte plus acharnée pour la survie – a accéléré l’évolution et la nécessité d’une armure externe ; d’où un squelette composé soit de chitine avec un peu de chaux, soit entièrement de carbonate de calcium. Les squelettes siliceux avaient été adoptés depuis longtemps par les radiolaires et les éponges.
C. D. Walcott, Apparition abrupte de la faune cambrienne sur le continent nord-américain, Collections diverses du Smithsonian, vol. 57, 1910, p. 1-16.