Dévonien

Dévonien

Données clés

Notation chronostratigraphique	D
Notation française	d
Stratotype initial	Devon
Niveau	Période / Système
Érathème / Ère - Éonothème / Éon	Paléozoïque Phanérozoïque

Stratigraphie

Étendue

Début	Fin
419,2 ± 3,2 Ma	358,9 ± 0,4 Ma

Silurien Carbonifère

Subdivisions

• Dévonien supérieur
• Dévonien moyen
• Dévonien inférieur

Paléogéographie et climat

Climat

Taux de O2 atmosphérique	env. 15 %vol[1] (75 % de l'actuel)
Taux de CO2 atmosphérique	env. 2 200 ppm[2] (8 fois le niveau d'avant la révolution industrielle)
Température moyenne	20 °C[3] (+6 °C par rapport à l'actuel)
Niveau moyen des mers	+180-120 m (par rapport à l'actuel)[4]

Contexte géodynamique

• Gondwana
• 390 Ma : fin de l'orogenèse calédonienne (débutée à 500 Ma)
• 370 Ma : orogenèse acadienne
• 365 Ma : glaciation

Faune et flore

Vue d'artiste de la flore du début du Dévonien

Évolution

• plantes et animaux sur la terre ferme
• Progymnospermes
• 410 Ma : rhipidistiens (dipneustes, vertébrés marins)
• 400 Ma : présence à terre des arthropodes
• 395 Ma: hexapodes, terrestres (insectes)
• 390–380 Ma : ptérygotes (insectes volants)
• 390–380 Ma : sphénophytes (1^res plantes arborescentes)
• 380 Ma : chondrichthyens (poissons cartilagineux)
• 380 Ma : actinistiens (cœlacanthes)
• 380 Ma : sphénophytes (végétaux vasculaires)
• 375 Ma : apparition du bois
• 375 Ma : 1^res grandes forêts (Archæopteris)
• 375 Ma : atmosphère appauvrie en CO₂, enrichie en O₂
• 368 Ma : tétrapodes (vertébrés hors poissons)

Affleurements

Le Dévonien est un système géologique s’étendant de 419,2 ± 2,8 à 358,9 ± 0,4 millions d’années. Il est suivi par le Carbonifère et précédé par le Silurien. Le Dévonien est nommé d’après le Devonshire en Angleterre où les affleurements de couches datant de cette époque sont communs.

Durant le Dévonien les poissons évoluent vers des formes qui vont conduire aux premiers tétrapodes puis aux amphibiens^[5]. Les insectes et araignées commencent à coloniser les habitats terrestres. Les premiers Progymnospermes s'étendent sur les terres en formant des forêts. Dans les océans les requins primitifs sont plus nombreux que pendant l'Ordovicien supérieur ou le Silurien. De nouvelles formes d'Ammonites et de trilobites apparaissent. Les brachiopodes sont communs ainsi que les grands récifs coralliens.

La paléogéographie est dominée par le supercontinent Gondwana dans l'hémisphère sud et de plus petits continents au nord, Sibéria et de Laurussia, constitués de l'Amérique du Nord et d'une partie de l'Europe entre les deux.

Subdivisions

Le Dévonien est subdivisé en trois époques, le Dévonien supérieur, moyen et inférieur. Les datations des subdivisions ont été revues par la Commission internationale de stratigraphie (ICS) en 2012^[6],[7].

Les couches du Dévonien ont produit du pétrole et du gaz dans certaines régions.

Découverte

Le Dévonien est nommé d’après le Devonshire en Angleterre où les affleurements de couches datant de cette époque sont communs. Dans les textes du XIX^e siècle le Dévonien est couramment nommé âge du Vieux grès rouges, d’après des strates caractéristiques de cette époque.

Le Dévonien est aussi connu sous le nom d’âge à effet de serre ou encore d’âge des fougères. Ces noms sont incorrects et proviennent de l’échantillonnage biaisé des géologues européens du XIX^e siècle. Leurs études portaient sur des régions proches de l’équateur lors du Dévonien tandis que le climat est globalement plus froid dans le reste du monde.

L’établissement du Dévonien comme période géologique a été l’aboutissement d’une importante controverse qui s’étale de 1830 à 1837 environ, et dont quelques-uns des principaux protagonistes comptent parmi les membres les plus en vue de la communauté géologique britannique de cette époque : Murchison, De la Beche, Sedgwick ou Greenough.

Avant 1830, on considérait que la période du Carbonifère succédait directement à celle du Silurien. Mais ce découpage chronologique est remis en question à la suite notamment de la découverte de la présence de charbon dans des couches géologiques datées de la période du Silurien, ce qui n’était pas cohérent avec la chronologie acceptée jusqu’alors.

Cette controverse a donné lieu à une étude dans les domaines de la sociologie et de l’histoire des sciences: The Great Devonian Controversy de Martin Rudwick (1985). Dans cet ouvrage, l’auteur cherche à mettre en évidence les influences sociologiques dans l’évolution de la polémique, et en particulier, dans le processus de négociation vers un consensus sur le contenu scientifique^[8].

Paléogéographie

Reconstruction paléogéographique pendant le Dévonien moyen

Au début du Dévonien, Laurentia et Baltica forment Laurussia, situé dans une zone proche du tropique du Capricorne, les couches du vieux grès rouge s’y forment par oxydation d’hématite. Cette collision marque l’étape finale du cycle calédonien d’orogenèse. La côte ouest de l’Amérique du Nord présente peu d'activités orogéniques, à l'exception de l'approche d'un arc volcanique qui soulève les fonds marins et qui ramène des sédiments profonds vers le bouclier continental^[9].

Le reste de l’Eurasie moderne est situé dans l’hémisphère nord. Les terranes huns, dont Armorica et Ibéria qui s’étaient détachés du Gondwana au Silurien supérieur, continuent leur route et entrent en collision avec l’Eurasie au Dévonien supérieur.

Le reste des terres, l’Australie, l’Amérique du Sud, l’Afrique, l’Antarctique et l’Inde, forment Protogondwana, dans l’hémisphère sud.

Près de l’équateur, la (future) Pangée commence sa formation avec le rapprochement de Gondwana et Laurussia.

L’océan Panthalassa couvre le reste de la planète, quelques océans mineurs existent : Paléotéthys, Prototéthys, l’océan Rhéique, l’océan Ouralien fermé par la collision de Sibéria et de Baltica.

Climat

Le Dévonien semble être une période chaude autour de 30°C de moyenne avec un gradient de température entre les pôles et l'équateur moins marqué que de nos jours. Il est caractérisée par une absence de glacier et de calottes polaires. Le climat était également très aride. Le développement des forêts, en extrayant le CO₂ de l'atmosphère aurait entrainé un net refroidissement (5°C) pendant le dévonien moyen. Toutefois, la fin du dévonien est marquée par une élévation des températures pour retrouver le niveau du début de la période, mais sans que cela corresponde à une élévation du CO₂ atmosphérique. Cette augmentation de température entraine une augmentation de la pluviométrie sur les continents, ce qui s'est reflété dans la distribution de la flore.

Faune

Une importante extinction massive, l’extinction du Dévonien, a lieu au Dévonien supérieur, entre le Frasnien et le Famennien, qui affecte jusqu’à 70 % des espèces vivantes. La cause d’une telle extinction est inconnue. Bien qu'elle ait été conjecturée comme étant d’origine extraterrestre (un impact de météorite), aucune trace crédible d'impact majeur n'a été découverte pour cette période. Au début du Dévonien, le climat était très chaud, puis vers la fin la température diminua lentement, favorisant les espèces qui possédaient des nageoires solides et des poumons les aidant à sortir de l'eau pour se réchauffer.

Biotopes marins

Trilobite Phacops rana du Dévonien, États-Unis.

Le niveau de la mer est élevé. La faune marine est dominée par les ectoprocta, diverses sortes de brachiopodes et de coraux. Les trilobites sont encore communs mais moins diversifiés que dans les époques précédentes. Les grands poissons à plaques, les placodermes, ont été rejoints pendant le Dévonien moyen par les premiers poissons à écailles, qui se sont ensuite diversifiés.

Les premiers requins apparaissent au début du Dévonien. Les poissons à arêtes, certains de taille importante, les rejoignent bientôt. Pendant le Dévonien supérieur, nos ancêtres, les poissons à arêtes lobés ont évolué vers les premiers tétrapodes, tel le Tiktaalik roseae, qui ont marché sur les terres à la fin du Dévonien. Les Ammonoidea apparaissent au Dévonien tardif ou à la fin du Silurien mais ne deviennent abondantes que durant le Mésozoïque. Les formes les plus évoluées de graptolites disparaissent.

Récifs

Une grande barrière de récifs, maintenant située dans le bassin de Kimberley au nord-ouest de l’Australie, s’étend sur près de 1 000 km en formant une bordure continentale. Les récifs sont en général construits par des organismes sécrétant des dépôts carbonés résistant à l’action des vagues. Les contributeurs principaux à ces constructions sont des algues calcaires, des organismes présentant des similitudes avec les coraux modernes, les stromatopores, les tabulates et des Rugosa. Les variations climatiques du Dévonien ont entrainé des variations dans les organismes constructeurs de récifs. Le climat chaud du début et de la fin de la période ont favorisé les micro-organismes alors que la période moyenne, plus froide était dominée par les coraux et les stromatopores

Biotopes terrestres

Sur terre, les bactéries et les algues du Silurien sont rejointes pendant cette période par des plantes primitives qui ont créé les premières terres grasses et hébergé des arthropodes, comme les acariens et les scorpions, et des myriapodes, les arthropodes étaient déjà présents sur terre avant le Dévonien. Les premières traces fossiles d’insectes datent du Dévonien récent. À la fin du Dévonien les premiers amphibiens et les arthropodes sont solidement établis sur terre.

Au Dévonien supérieur des forêts de plantes primitives existent : lycophytes, sphénophytes, fougères et des progymnospermes sont apparus. La plupart de ces plantes ont de vraies racines et feuilles. Les fougères se sont spéciées en formes géantes semblables aux arbres. À la fin du dévonien les premières plantes à graines sont apparues. L’apparition rapide de tant de groupes de plantes différentes est connue sous le nom d’« explosion du Dévonien ». Les arthropodes primitifs coévoluent avec ces plantes diverses. La dépendance évolutive entre les insectes et les plantes à graines est caractéristique du monde vivant moderne et a ses racines dans le Dévonien.

La couverture de verdure des continents a agi comme une pompe à dioxyde de carbone et la réduction du taux de ce gaz à effet de serre a pu provoquer un refroidissement conduisant à une extinction massive.

Références

• (en) The Earth Trough Time, Chapter 9, Paléogéographie de la fin du Paléozoïque.

Voir aussi

• Échelle des temps géologiques
• Dorothée Le Maître, spécialiste des stromatopores et du Dévonien
• Parc national de Miguasha, site fossilifère du Dévonien, au Québec, classé au Patrimoine mondial de l'UNESCO.

Liens externes

• « Le Dévonien », sur Objectif Terre (consulté le 23 octobre 2012).
• (en) « GeoWhen Database — Devonian Period », sur http://www.stratigraphy.org,‎ 18 janvier 2005 (consulté le 23 octobre 2012).

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