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Nous avons jusqu’ici étudié de manière très générale les événements géologiques les plus importants de la première moitié de l’histoire de la Terre. Nous abordons maintenant plus en détail la chronologie restante, et d’abord la géologie historique de l’ère paléozoïque. La place de ce chapitre dans l’ouvrage montre d’emblée que la plus grande partie de l’histoire connue de la Terre est postérieure au Précambrien, et cette connaissance bien plus précise est due non seulement à la meilleure conservation des roches, mais surtout à l’abondance des fossiles. Les strates de la seconde moitié de l’histoire de la Terre sont aussi généralement beaucoup moins altérées et déformées par les forces internes. Les formations plus anciennes, en revanche, même si elles n’avaient pas été autant métamorphisées, seraient pauvres en fossiles, car pendant les centaines de millions d’années qu’elles représentent, les organismes étaient dépourvus de parties susceptibles de se conserver.
Définition du Paléozoïque. Sur les immenses masses de roches ignées, sédimentaires et métamorphiques anciennes des ères archéozoïque et protérozoïque reposent, généralement en discordance marquée, les strates abondamment fossilifères de l’ère paléozoïque. Au siècle dernier, les géologues considéraient généralement que ces roches contenaient les traces des premières formes de vie apparues sur Terre. C’est pourquoi, en 1838, Sedgwick nomma la partie inférieure de cette ère « série paléozoïque », un terme signifiant « vie ancienne », car il pensait alors qu’elle renfermait les premières formes de vie. Depuis, cependant, comme nous l’avons vu précédemment, des fossiles ont été découverts dans le Protérozoïque, et l’on considère aujourd’hui que des formes de vie primitives ont également existé durant l’Archéozoïque. Néanmoins, le terme « paléozoïque » n’est plus seulement réservé à la période définie par Sedgwick, mais son sens s’est étendu jusqu’à englober l’ensemble des roches et des périodes comprises entre le Protérozoïque et le Mésozoïque. Le Paléozoïque est actuellement considéré comme la troisième ère géologique de l’histoire de la Terre, ou le troisième volume du « livre des temps géologiques ».
Paléozoïque d’Amérique du Nord. — L’Amérique du Nord est d’une richesse exceptionnelle, avec une longue succession de formations paléozoïques regorgeant de fossiles, notamment dans l’est des États-Unis et du Canada. Aucun autre continent n’est aussi riche en fossiles.
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De plus, les strates paléozoïques d’Europe sont généralement très perturbées et métamorphisées, ce qui les rend très difficiles à interpréter. En Amérique du, sur de vastes étendues à l’ouest des Appalaches, les strates très fossilifères sont restées presque intactes, bien que consolidées par le temps. Lorsque ces strates s’érodent, elles libèrent librement les organismes qu’elles contiennent, et d’innombrables types de fossiles peuvent être trouvés par ceux qui les recherchent dans la grande vallée du Mississippi, dans le sud et le centre du Canada, et jusqu’au-delà du cercle polaire arctique.
Avec le début du Paléozoïque, cette abondance de fossiles offre un moyen simple et fiable de corréler les formations, non seulement d’un endroit à l’autre, mais aussi entre les continents. Ainsi, pour la plupart des strates post-Protérozoïques, nous disposons d’une classification beaucoup plus détaillée des événements, ainsi que d’une meilleure compréhension de deux évolutions parallèles : celle des roches et celle des organismes. [ p. 184 ] Ces deux ensembles de phénomènes interagissant constamment, ils se contrôlent mutuellement pour déterminer les événements qui se sont réellement produits à un moment donné et en un lieu précis. Autrement dit, grâce à l’abondance de fossiles du Paléozoïque et des ères suivantes, nous disposons d’un moyen aisé de reconstituer une histoire de la Terre et de la vie bien plus détaillée que pour les époques antérieures.
Imperfections des archives paléozoïques. — Il n’existe nulle part d’archives complètes des formations paléozoïques, et même en rassemblant les connaissances acquises grâce à l’étude de tous les affleurements nord-américains, ces archives restent incomplètes, bien que les lacunes ne soient généralement pas considérées comme correspondant à de longs intervalles de temps. C’est à l’est du Mississippi que l’on observe la plus longue superposition de strates, ainsi que dans les Appalaches, du nord de la Pennsylvanie jusqu’au nord de l’Alabama. L’étude détaillée de ces formations, et la comparaison de sites très éloignés les uns des autres, révèlent que certaines formations d’une section peuvent être considérablement épaissies, amincies, voire totalement absentes dans une autre (voir Fig., p. 183). Même la célèbre séquence de l’État de New York, la « section standard » avec laquelle les strates paléozoïques d’Amérique sont comparées et corrélées, est maintenant reconnue comme étant fortement interrompue par des discontinuités ou des intervalles d’érosion.