The Geologic Time Spiral - A Path to the Past - United States Geological Survey - Sept 2008

     

                            SOMMAIRE

1- Stratigraphie 2- Origines 3- John Phillips et la structuration des grandes ères 4- Alcide d’Orbigny : Le principe de ‘succession faunistique’ et le concept d’étage 5- L’âge de la terre 6- Les organismes internationaux 7- L’échelle/charte chronostratigraphique internationale 8- Les étages internationaux 9- Stratotype de limite 10- Stratotype d'unité

     

      1- Stratigraphie et chronostratigraphie

La stratigraphie dérivée du latin stratum ( « couche » ) et du grec graphein ( « écrire » ),  est la discipline scientifique qui analyse la disposition, la succession et la corrélation des couches de dépôts sédimentaires, appelées strates, observables en affleurement sur le terrain ou révélées par des sondages.

La chronostratigraphie, branche de la stratigraphie, s’attache plus particulièrement à l’organisation temporelle de ces strates, en vue d’établir leur âge relatif et absolu.

L’échelle chronostratigraphique fournit un cadre de référence permettant de classer chronologiquement les  événements géologiques survenus depuis la formation de la Terre jusqu’à nos jours. Elle divise l’histoire de la Terre en unités hiérarchisées : éons, ères, périodes, époques et étages.

Ces subdivisions sont généralement définies à partir de changements majeurs observés dans l’enregistrement stratigraphique, notamment l’apparition ou la disparition d’espèces, souvent associées à des crises biologiques d’ampleur variable.

 

      2. Aux origines de l’échelle chronostratigraphique 

Afin de comprendre la genèse de l’échelle chronostratigraphique, il est nécessaire de revenir sur quelques jalons historiques majeurs.

          2-1. Le principe de superposition

Nicolas Sténon (1638 – 1686), un géologue danois, est l’un des pionniers de la géologie et a notamment formulé au XVIIᵉ le principe de superposition dans l’ouvrage « De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus » (1669). Celui-ci énonce que dans une série de couches sédimentaires, les strates les plus récentes recouvrent les plus anciennes. Ce principe fondamental constitue la base de toute chronologie relative des terrains.

        2-2. Les premières classifications des terrains

En 1760, le géologue italien Giovanni Arduino (1714-1795), à partir de ses observations du relief de la Vénétie dans le Vicentin (région autour de Vicence – Vicenza), a proposé une première classification de l’histoire de la Terre en quatre grands « ordres » de terrains :

• Les ‘monti primari’, montagnes minérales, pauvres en fossiles
• Les ‘monti secondari’, montagnes élevées riches en fossiles marins, notamment en ammonites
• Les ‘monti terziari’, comprenant des formations détritiques et volcaniques, abondamment fossilifères
• Enfin le ‘quatro ordine’, correspondant aux plaines formées de dépôts alluviaux récents

         2-3. Le concept de « formation » et la théorie de Werner

Les premiers véritables balbutiements de la chronostratigraphie sont étroitement liés au concept de formation, introduit à la fin du XVIIIᵉ siècle par le géologue allemand Abraham Gottlob Werner.
Selon Werner, l’histoire de la Terre se décompose en une succession d’époques, chacune caractérisée par un mode spécifique de formation des roches. Il proposa ainsi une classification chronologique des terrains, fondée sur une interprétation neptuniste, selon laquelle les roches cristallines sont des dépôts «primitifs» dans un océan chaotique.

• les terrains volcaniques (attribués à des phénomènes de combustion souterraine)
• les terrains de transport ou Diluvium = Quaternaire + Tertiaire
• les terrains de sédiment, regroupant l’ensemble des roches en couches,

• les terrains de transition, de formation déjà cristalline mais encore lités = diorites, radiolarites, gypses, grauwakes, schistes argileux,

• les terrains primitifs, tels que les gneiss, granites et porphyres, formés dans l’océan primitif.

(d’après L’échelle stratigraphique, M. Gidon, Géo-Alp, verbatim)

       2-4. De la lithologie à la chronologie

Les premières subdivisions stratigraphiques furent initialement nommées d’après le contenu pétrographique ou économique des couches étudiées : Coal Measures (gisements houillers), Muschelkalk (calcaires coquilliers), Crétacé (craie), Corallien (coraux).

En 1822, les géologues britanniques Conybeare et Phillips, conscients de l’importance économique du charbon, proposèrent de remplacer l’appellation « coal measures » par le terme Carboniferous pour caractériser l’ensemble des formations riches en charbon.

Dans le prolongement de ces travaux, les géologues anglais étudièrent les terrains plus anciens situés sous les dépôts houillers et définissent progressivement le Cambrien, l’Ordovicien, le Silurien, le Dévonien. Pendant ce temps, les géologues français définissent le Jurassique, les Allemands l’Eifelien, et les Russes le Permien, illustrant la construction collective et internationale de l’échelle stratigraphique.

Les noms étranges du Silurien, tels que Trémadoc, Llandeilo, Caradoc, Wenlock, Ludlow, proviennent du Pays de Galles où ces séries furent étudiées et décrites au XIXᵉ siècle par Adam Sedgwick et Roderick Murchison.

 

         3. John Phillips et la structuration des grandes ères 

Dans la première moitié du XIXᵉ siècle, le géologue britannique John Phillips (1800–1874) joua un rôle déterminant dans la structuration de l’échelle des temps géologiques. Il proposa de regrouper les terrains en vastes ensembles caractérisés par des associations fossiles distinctes, donnant naissance aux trois grandes ères de l’histoire du globe : le Paléozoïque, le Mésozoïque et le Cénozoïque, termes progressivement stabilisés autour des années 1840.

Cette découpe repose sur l’observation de profondes ruptures dans les faunes fossiles et s’inscrit dans un cadre conceptuel compatible avec le catastrophisme, tel qu’il avait été formulé par Georges Cuvier. Les limites entre ces ères correspondent en effet à des crises biologiques majeures, parmi lesquelles figurent l’extinction de la fin du Permien, il y a environ 252 millions d’années, et celle marquant la limite Crétacé–Paléogène, survenue il y a environ 66 millions d’années.

John Philips contribua à la mise en valeur des travaux de son oncle William Smith, notamment à travers la publication et la diffusion de la première grande carte géologique de la Grande-Bretagne en 1815, connue sous le nom de The Great Map ou The Great Card.

• La subdivision du Mésozoïque

Le Mésozoïque est par la suite subdivisé en trois périodes, aujourd’hui universellement reconnues :

• • Trias, nommé par le géologue allemand Friedrich August von Alberti en 1834, en référence aux trois unités stratigraphiques majeures observées en Allemagne et plus largement en Europe centrale : Buntsandstein (grès bigarré), Muschelkalk (calcaire coquillier) et Keuper.
  • Jurassique, dérivé du nom du massif du Jura est un terme formellement introduit en 1829 par Alexandre Brongniart pour désigner les formations calcaires caractéristiques de cette région corrélés avec des formations analogues reconnues en Grande-Bretagne. Dès 1799, Alexander von Humboldt  avait toutefois déjà identifié ces roches dans le Jura franco-suisse et les avait désignées sous le nom de Jura-Kalkstein (« calcaire du Jura »). Le géologue allemand Leopold von Buch propose ensuite, en 1839, une organisation du système jurassique en trois grandes séries stratigraphiques : Jurassique inférieur, moyen et supérieur. 
  • Crétacé, défini en 1822 par le géologue belge Jean-Baptiste d’Omalius d’Halloy, à partir de la craie (creta en latin), roche calcaire caractéristique de cette période dans de nombreuses parties de l’Europe du Nord. 

D’après Eric Buffetaut, paléontologue au Laboratoire de géologie de l’école normale supérieure, à Paris (CNRS, UMR 8538). Pour la science 2005 – verbatim.

• La subdivision du Cénozoïque

Les subdivisions du Cénozoïque, telles que l’Éocène (« aube du récent »), l’Oligocène (« peu récent »), le Miocène (« moins récent »), le Pliocène (« plus récent ») et le Pléistocène (« le plus récent », en référence à la forte proportion d’espèces encore actuelles), furent introduites par Charles Lyell autour des années 1840.
Ces dénominations traduisent l’importance croissante accordée à la continuité et au renouvellement progressif des faunes, dans un cadre conceptuel désormais dominé par l’uniformitarisme.

 

           4. Alcide d’Orbigny : Le principe de ‘succession faunistique’ et le concept d’étage

Si William Smith avait montré dès le début du XIXᵉ siècle que chaque couche géologique possède un contenu fossilifère caractéristique, et si John Phillips avait reconnu l’existence de grandes faunes successives, c’est Alcide d’Orbigny (1802–1857) qui donna à ces observations une véritable portée théorique et méthodologique en développant et systématisant le principe de succession faunistique.

Pour d’Orbigny, ce n’est plus la nature pétrographique des roches qui doit fonder la classification stratigraphique, mais avant tout leur contenu paléontologique. Une couche est définie par l’association d’espèces qu’elle renferme, lesquelles reflètent un moment précis de l’histoire de la vie.

Ainsi, la stratigraphie s’enrichit d’un concept fondamental : l’étage.

«  Un étage est un état naturel de la nature passée pendant lequel il existait, comme dans la nature actuelle, des continents et des mers, des plantes et des animaux et, dans la mer, des animaux pélagiens et des animaux côtiers à toutes les zones de profondeur. Pour qu’un étage soit complet, il doit montrer un ensemble d’êtres terrestres ou marins qui puisse représenter une époque tout entière, analogue au développement que nous voyons actuellement sur la terre.  » Alcide d’Orbigny

La série des couches jurassiques établie en Angleterre, au début du XIXe siècle, par William Smith et complétée par Buckland, puis par Conybeare et Phillips, se décomposait ainsi :   1° Inferior oolite ; 2° Fuller’s earth ; 3° Great oolite ; 4° Bradford-clay and Forest-marble ; 5° Cornbrash.

D’Orbigny étudia en détail l’Inferior Oolite et, considérant que le site fossilifère le plus représentatif se trouvait près de Bayeux (Calvados), transforma cette unité lithologique en un étage chronostratigraphique, qu’il nomma Bajocien.

L’étage Bathonien tire son nom de la ville de Bath, en Angleterre. Il a été introduit dans la littérature scientifique par le géologue belge Jean-Baptiste-Julien d’Omalius d’Halloy en 1843. Alcide d’Orbigny reprit ensuite ce terme et en précisa la définition paléontologique ainsi que la durée dans ses travaux de 1850-1852, contribuant à son intégration dans la chronostratigraphie moderne.

D’Orbigny expose clairement sa méthode de dénomination à propos du Sinémurien (1850) : « J’ai fait dériver ce nom de la ville de Semur en Auxois (lat. Sinemurium), où se trouve le meilleur type, un gisement que je puis considérer comme étalon, c’est-à-dire pouvoir servir de point de comparaison« .

Autres exemples : le Toarcien (Thouars, Deux-Sèvres), l’Aptien (Apt, Vaucluse), le Stampien (Stampae, Étampes, Essonne)…

Fondé exclusivement sur la comparaison du contenu paléontologique, le travail de d’Orbigny l’amena à convertir systématiquement les subdivisions du Jurassique et du Crétacé décrites par ses prédécesseurs en une série cohérente d’étages.

Des géologues tels qu’Albert de Lapparent poursuivirent et approfondirent cette approche en proposant de subdiviser les étages en biozones, définies par la présence d’espèces fossiles caractéristiques appelées fossiles guides ou fossiles marqueurs.

Exemples :

• Bathonien : zone à Oppelia aspidoïdes, zone à Oppelia fusca…
• Bajocien : zone à Harpoceras Murchisonae, zone à Harpoceras concavum, zone à Sonninia Romani, zone à Parkinsonia Parkinsoni…

Après d’Orbigny, de nombreux autres étages furent définis, et l’on en comptera au total 47 sur le territoire français (voir figure 1 ci-dessous – P. De Wever).

               Figure 1 – Les 47 étages définis en France. Source P. De Wever

Un zoom particulier pour les étages présents dans le Bassin Parisien :

Étages	Localité de référence	Inventeur	Sites caractéristiques dans le BP
Priabonien	Priabona (Italie)	Munier-Chalmas et De Lapparent (1893)	Le Vouast 60)  Chavençon (60) Ludes (51)
Bartonien	Barton (GB)	Karl Mayer-Eymar (suisse) 1857	Auvers-sur-Oise (95)  Le Guepelle (95) Le Fayel (60)
Lutétien	Lutetia (Paris)	De Lapparent (1883)	Thiverval-Grignon (78)  Damery (51) Chaumont en Vexin (60)
Yprésien	Ypres (Belgique)	André Dumont (1850)	Cuise-la-Motte (60)  Pourcy (51) Hérouval (60)
Thanétien	Ile de Thanet (GB)	Renévier, 1873	Bracheux 60)  Grès de la Fère (02) Rilly la Montagne (51)

 

Vers le milieu du XIXᵉ siècle, les grandes périodes et époques de l’échelle stratigraphique étaient désormais largement établies. Si leur contenu et leurs limites ont été précisés et affinés depuis, la plupart de ces subdivisions sont encore en usage aujourd’hui.

 

          5. L’âge de la terre

Jusqu’à la fin du Moyen Âge, deux conceptions principales coexistent : le principe d’éternité de la Terre, hérité d’Aristote, et l’idée d’un temps court, fondée sur une lecture littérale des textes bibliques, situant la création de la Terre à moins de 6000 ans.

À partir du XVIIIᵉ siècle, diverses approches scientifiques fondées sur le taux de sédimentation, l’érosion, l’évolution de la salinité des océans ou le refroidissement du globe (Buffon, Lord Kelvin) conduisent progressivement à l’émergence de la notion de temps long.

Une étape décisive est franchie au début du XXᵉ siècle avec l’introduction de la radiochronologie. En 1913, le géologue britannique Arthur Holmes publie la première échelle des temps géologiques fondée sur des datations radiométriques, proposant un âge de la Terre d’environ 1,3 milliard d’années, porté à 3,35 milliards d’années en 1946.

Les progrès ultérieurs de l’analyse isotopique, notamment sur les météorites et les roches lunaires, permettent d’établir l’âge actuellement admis de la Terre à environ 4,54 milliards d’années. Voir aussi l’âge de la Terre.

 

          6. Les organismes internationaux

L’organisation et la normalisation des connaissances géologiques à l’échelle mondiale sont le fruit de collaborations scientifiques qui se sont structurées progressivement à partir du XIXᵉ siècle.

      6-1 Les débuts de la coopération géologique internationale

The Geological Society of London, fondée en 1807 et la Société Géologique de France (SGF), fondée en 1830, sont les plus anciennes sociétés savantes consacrées à l’étude de la Terre. Très vite, la nécessité de rencontres internationales se fait sentir.

Un comité de géologues internationaux réuni à Buffalo (États-Unis) en 1875 s’engage à organiser des réunions régulières sur des thèmes géologiques. C’est ainsi que naissent les Congrès Internationaux de Géologie (CIG), dont le premier se tient dans le cadre de l’Exposition Universelle de Paris en 1878.Dans différents pays, 37 éditions auront été organisés jusqu’en 2024, et une 38ᵉ prévue à Calgary en 2028.

Au Congrès international de Géologie de Paris en 1900, l’un des itinéraires d’excursions comprenait la célèbre falunière de Grignon, sous la conduite de Stanislas Meunier.

Lors du 12ᵉ Congrès international de Géologie à Toronto en 1913, est créée la Commission de la Carte Géologique du Monde (CCGM), destinée à stimuler l’établissement de cartes géologiques nationales et leur harmonisation à l’échelle mondiale.

      6-2 L’Union Internationale des Sciences Géologiques (UISG)

Le Conseil International des Unions Scientifiques (CIUS) — en anglais International Council of Scientific Unions (ICSU) — est fondé en 1931 pour promouvoir la coopération scientifique internationale dans toutes les disciplines. C’est dans ce cadre plus large qu’est ensuite créée l’organisme central de la géologie mondiale :

• L’Union Internationale des Sciences Géologiques (UISG) est fondée en 1961, avec pour objectif de favoriser la coopération scientifique internationale dans l’ensemble des disciplines géologiques.
  Elle devient dès lors le principal organisateur des Congrès Internationaux de Géologie et le siège de nombreuses commissions thématiques.

      6-3 La Commission Internationale de Stratigraphie (ICS)

Au sein de l’UISG, la Commission Internationale de Stratigraphie (ICS) est créée en 1974. Elle est chargée de coordonner les travaux de stratigraphie à l’échelle mondiale. Ses missions principales incluent :

• la production et la mise à jour de l’échelle des temps géologiques ou échelle chronostratigraphique. Dans ce contexte, on emploie parfois le terme « charte chronostratigraphique » comme synonyme d’« échelle chronostratigraphique », en mettant l’accent sur sa représentation graphique et son usage de référence.

• la définition des unités chronostratigraphiques internationales (éons, ères, périodes, époques, étages),

• l’établissement des stratotypes de limite (GSSP) et des stratotypes d’unité, essentiels pour la standardisation mondiale de l’échelle des temps.

      6-4 L’exemple contemporain : la proposition de l’Anthropocène

La question de l’extension ou de la redéfinition des unités stratigraphiques se pose encore aujourd’hui. Lors du Congrès international de Géologie de 2012, la proposition d’introduire une nouvelle unité stratigraphique — l’Anthropocène (l’ère de l’impact humain) — est largement débattue. Cette proposition envisage que l’activité humaine, à partir d’un signal clair dans l’enregistrement géologique (par exemple, les polluants, les isotopes liés aux essais nucléaires ou les modifications massives des cycles biogéochimiques), puisse justifier la définition d’une nouvelle unité après l’Holocène.

Différentes propositions ont placé le début de l’Anthropocène à des horizons variés (parmi lesquels le début de la révolution industrielle au XVIIIᵉ siècle marquée par une augmentation significative des émissions de dioxyde de carbone (CO2), ou des repères comme l’année 1610, marquée par une faible concentration en CO2 dans l’atmosphère terrestre, mais le 21 mars 2024, l’Union Internationale des Sciences Géologiques (UISG) a annoncé le rejet de la proposition d’adopter formellement l’Anthropocène comme unité géologique de l’échelle des temps. La décision reflète les exigences rigoureuses de définition stratigraphique, notamment l’absence, à ce jour, d’un signal stratigraphique suffisamment cohérent à l’échelle mondiale pour servir de base à un stratotype de limite (GSSP).

Pour approfondir cette controverse, voir Anthropocène ou pas Anthropocène ?

      6-5 Résumé des organismes cités

• • SGF : Société géologique de France — société savante nationale fondée en 1830.

  • Congrès Internationaux de Géologie (CIG) — réunions internationales de la communauté géologique depuis 1878.

  • CCGM : Commission de la Carte Géologique du Monde — créée en 1913.

  • CIUS / ICSU : Conseil International des Unions Scientifiques — fondé en 1931.

  • UISG : Union Internationale des Sciences Géologiques — fondée en 1961 ; organisatrice des congrès géologiques et des commissions spécialisées.

  • ICS : Commission Internationale de Stratigraphie — créée en 1974 ; responsable de l’échelle chronostratigraphique internationale.

Ces organismes ont progressivement mis en place un référentiel commun destiné à harmoniser les subdivisions du temps géologique à l’échelle mondiale : la charte chronostratigraphique internationale.

 

    7. L’échelle/charte chronostratigraphique internationale

L’ensemble des données géologiques couvrant la période allant de la formation de la Terre à nos jours est synthétisé dans un document de référence appelé Échelle des temps géologiques ou Échelle / charte chronostratigraphique internationale. Ce document constitue l’ossature temporelle de la géologie moderne et permet de situer les événements géologiques, biologiques et climatiques dans une chronologie cohérente.

Cette échelle est évolutive : elle est régulièrement mise à jour en fonction des nouvelles découvertes stratigraphiques, paléontologiques, géochimiques et géochronologiques.

La dernière version officielle de l’Échelle chronostratigraphique est publiée et actualisée par la Commission Internationale de Stratigraphie (ICS) et validée par l’Union Internationale des Sciences Géologiques (UISG). La version actuellement en vigueur est la Charte chronostratigraphique 2023/09, disponible sur le site de l’ICS (http://www.stratigraphy.org )

• L’unité fondamentale : l’étage

L’unité de base de l’échelle chronostratigraphique est l’étage, concept introduit au XIXᵉ siècle par Alcide d’Orbigny.

Un étage correspond à un ensemble de couches sédimentaires caractérisées par un contenu paléontologique spécifique, représentant un intervalle de temps généralement compris entre quelques centaines de milliers et quelques millions d’années.

• Chronostratigraphie et géochronologie

Deux types de découpages complémentaires sont utilisés :

1. la chronostratigraphie, fondée sur les ensembles de couches (unités matérielles),

2. la géochronologie, fondée sur des intervalles de temps mesurés en millions d’années (Ma).

Ainsi, lorsque l’on associe à chaque étage la durée correspondant à sa mise en place, on obtient son équivalent en âge géochronologique. L’ensemble constitue l’échelle géochronologique.

Si on introduit le temps nécessaire, mesuré en millions d’années (Ma), pour la formation des différentes couches d’un étage, on obtient ce que l’on appelle « l’Échelle/charte géochronologique « .

• Correspondance entre unités chronostratigraphiques et géochronologiques

Echelle chronostratigraphique	Echelle géochronologique	Exemple
Superéonothèmes	Superéon	—
Eonothèmes	Éon	Phanérozoïque
Érathèmes	Ére	Cénozoïque
Systèmes	Période	Paléogène
Séries	Époque	Éocène
Etage	Âge	Lutétien

Ainsi :

1. un âge correspond à un étage,

2. une époque regroupe plusieurs étages (série),

3. une période regroupe plusieurs séries (système),

4. une ère regroupe plusieurs périodes (érathème),

5. un éon regroupe plusieurs ères (éonothème).

• Exemple de représentation

Exemple tiré de l’Échelle chronostratigraphique de l’ICS : 

Figure 2 – Extrait de la charte chronostratigraphique 2017 de l’ICS

Ce type de représentation graphique permet de visualiser simultanément :

1. la hiérarchie des unités,

2. leurs relations d’emboîtement,

3. et leurs bornes chronologiques exprimées en millions d’années.

• Les éons et la notion de superéon

Une subdivision de rang supérieur à l’ère est l’éon. L’éon actuel est :

• • Phanérozoïque (du grec phanerós, visible, et zôon, animal), couvrant les 541 derniers millions d’années, depuis l’explosion de la biodiversité cambrienne jusqu’à aujourd’hui.

Les éons plus anciens sont :

• • Protérozoïque : de 2,5 à 0,541 milliards d’années,

  • Archéen : de 4,0 à 2,5 milliards d’années,

  • Hadéen : de 4,6 à 4,0 milliards d’années.

Un superéon correspond à un regroupement d’éons. Un seul superéon est actuellement reconnu :

• • le Précambrien, qui regroupe l’Hadéen, l’Archéen et le Protérozoïque, représentant environ 88 % de l’histoire de la Terre.

 

      8. Les étages internationaux

L’unité de base de l’échelle chronostratigraphique est l’étage (du latin stare, « se tenir debout »), représentant un intervalle de temps généralement compris entre quelques centaines de milliers et quelques millions d’années ; son équivalent géochronologique est l’âge.

Chaque étage est défini à partir d’un affleurement de référence appelé stratotype, qui correspond à une coupe géologique servant de standard international. Le nom d’un étage est le plus souvent dérivé de la localité où se situe le gisement-type ayant servi à sa définition, suivi du suffixe -ien (par exemple : Lutétien, d’après Lutetia, nom latin de Paris, défini par De Lapparent en 1883).

Pour rappel, la notion moderne d’étage est directement héritée des travaux pionniers d’Alcide d’Orbigny, qui fut l’un des premiers à fonder systématiquement les subdivisions stratigraphiques sur leur contenu paléontologique.

      8-1 Étages créés par Alcide d’Orbigny reconnus par l’ICS

Neuf étages introduits et décrits par d’Orbigny sont aujourd’hui officiellement reconnus par la Commission Internationale de Stratigraphie (ICS).

• Pour la période Jurassique (5 étages sur 11)
  • Sinémurien — Semur-en-Auxois (Côte d’Or),
  • Toarcien — Thouars (Deux-Sèvres),
  • Bajocien — Bayeux (Calvados),
  • Callovien — Kellaways Bridge (Wiltshire, Angleterre)
  • Kimméridgien — Kimmeridge (Dorset, Angleterre)
• Pour la période Crétacé (4 étages sur 12)
  • Aptien — Apt (Vaucluse),
  • Albien — Vallée de l’Aube, (origine du nom Alba),
  • Cénomanien — Le Mans (Cenomanum en latin, Sarthe),
  • Turonien — Tours (Indre-et-Loire

      8-2 Place des étages français dans l’échelle internationale

Sur les 47 étages définis historiquement sur le territoire français (voir figure 1 – P. De Wever), 21 sont actuellement intégrés dans l’échelle chronostratigraphique internationale,

      8-3. Déclinaisons locales des étages internationaux

Bien que l’échelle chronostratigraphique internationale définie par la Commission Internationale de Stratigraphie (ICS) constitue aujourd’hui la référence mondiale, des subdivisions et terminologies locales continuent d’être utilisées dans de nombreux pays, notamment pour décrire finement les séries sédimentaires régionales.

En France, par exemple, l’échelle des temps géologiques du BRGM (édition 2006) reprend les appellations internationales de l’ICS, mais elle intègre également :

• • des équivalents stratigraphiques utilisés en Europe du Nord-Ouest,

  • des sous-étages régionaux,

  • ainsi que des termes stratigraphiques historiques, parfois aujourd’hui obsolètes, employés de longue date pour décrire les successions sédimentaires des bassins parisien, aquitanien et du Sud-Est.

Ces dénominations locales restent largement utilisées dans la littérature géologique régionale, dans les cartes géologiques anciennes et dans certaines descriptions de terrain.

      8-4 Exemples de correspondances pour le Bassin parisien

Etages	Localité de référence	Inventeur	Correspondance étage international
Ludien	Ludes (51)	Munier-Chalmas et De Lapparent (1893)	Priabonien
Cuisien	Cuise-la-Motte (60)	G. Dollfus (1880)	Yprésien sup.
Sannoisien	Sannois (95)	Munier-Chalmas et De Lapparent (1893)	Rupélien inf.
Stampien	Étampes (77)	D’Orbigny (1852)	Rupélien
Auversien	Auvers-sur-Oise (95)	G. Dollfus	Bartonien inf.
Marinésien	Marines (95)	G. Dollfus (1905)	Bartonien sup.

      8-5 Exemple hors France

En Belgique, l’étage international Lutétien est traditionnellement subdivisé en trois unités régionales :

1. Bruxellien

2. Lédien

3. Wemmelien

Figure 3 – Extrait carte du BRGM – éd. 2006

Les codes couleur utilisés sur les cartes géologiques sont normalisés au niveau international, ce qui permet une lecture cohérente malgré la coexistence de terminologies locales.

Voir également l’intégralité de l’Echelle des temps géologiques BRGM 2006.

 

      9. Stratotype de limite (GSSP – Global Boundary Stratotype Section and Point)

L’échelle chronostratigraphique internationale introduit la notion de stratotype de limite, selon laquelle chaque étage est défini par ses limites inférieure et supérieure. Idéalement, la limite inférieure d’un étage correspond à la limite supérieure de l’étage précédent. Cette limite est matérialisée par un point de référence mondial appelé : Point Stratotypique Mondial (PSM)  ou GSSP (Global Boundary Stratotype Section and Point)

Sur le terrain, un GSSP est symbolisé par un clou d’or (Golden Spike), scellé dans une coupe stratigraphique accessible, continue et bien étudiée.

      9-1 GSSP actuellement définis en France

À ce jour, tous les stratotypes de limite ne sont pas encore formellement établis à l’échelle mondiale.
La France accueille cependant cinq GSSP officiellement ratifiés :

1. 1. Maastrichtien → Tercis-les-Bains (Landes)

   2. Cénomanien → Mont Risou (Hautes-Alpes)

   3. Bathonien → Ravin du Bès (Alpes-de-Haute-Provence)

   4. Tournaisien → Aveyron

   5. Famennien → Montagne Noire

•  Exemple : GSSP de la limite inférieure du Lutétien 

Extrait de la base de données de la Commission Internationale de Stratigraphie (ICS) pour la définition du stratotype de limite inférieure de l’étage Lutétien :

Cet exemple illustre que la définition d’un GSSP repose sur une combinaison de critères biostratigraphiques, magnétostratigraphiques, lithostratigraphiques et séquentiels

• Sites français candidats à de futurs GSSP

Plusieurs sites français sont actuellement proposés ou étudiés comme candidats pour la désignation de futurs stratotypes de limite :

• • Albien → 1 site dans le Sud-Est

  • Hauterivien → La Charce (Drôme)

  • Valangénien → Montbrun-les-Bains (Drôme)

  • Tithonien → Canjuers (Var)

  • Oxfordien → Savournon (Hautes-Alpes)

 

      10- Stratotypes d’unité (SSU – Unit Stratotype Section)

Au niveau international, un stratotype d’unité est un affleurement, ou un ensemble d’affleurements, considéré comme le type, la référence ou l’étalon d’un étage géologique.

Historiquement, le nom d’un étage est généralement dérivé du lieu géographique où se trouvait la coupe de référence originale. Dans le référentiel international actuel, bien que ces noms d’étages soient conservés, seul un nombre restreint de stratotypes d’unité officiellement reconnus subsiste, et la localisation de la coupe de référence mondiale peut différer de celle utilisée lors de la définition initiale.

Autrement dit, un étage peut conserver son nom historique tout en ayant aujourd’hui un stratotype d’unité situé ailleurs que dans la région d’origine.

Exemple : le Bajocien

Le Bajocien, défini par Alcide d’Orbigny en 1852 dans la région de Bayeux (Calvados), avait pour coupe de référence la falaise côtière de Sainte-Honorine-des-Pertes (à l’ouest de Port-en-Bessin).

Bien que ce site reste la coupe de référence du Bajocien en France, la Commission Internationale de Stratigraphie (ICS) a défini en 1996 :

• • la falaise de Cabo Mondego (Portugal),

  • complétée par la falaise de Bearreraig (île de Skye, Écosse),

comme stratotype d’unité international du Bajocien.

• Catégories de stratotypes

Afin de tenir compte de l’évolution des connaissances et de la qualité variable des coupes, plusieurs catégories de stratotypes ont été définies :

• • Stratotype historique

  • Stratotype composite

  • Parastratotype

  • Hypostratotype

  • Néostratotype

Si la localisation originelle est retenue comme référence internationale, elle devient un holostratotype.
Si un autre site est choisi comme coupe de remplacement, celui-ci devient un néostratotype.

(Pour approfondir : Notion de stratotype, Patrick De Wever)

 

Conclusion

Depuis les premiers principes de la stratigraphie au XVIIᵉ siècle jusqu’à l’établissement moderne de l’échelle chronostratigraphique internationale, la géologie a progressivement bâti un système de datation reposant sur l’observation des roches, la succession des fossiles et la corrélation mondiale des séries sédimentaires.

L’introduction des étages, des stratotypes d’unité et surtout des stratotypes de limite (GSSP) a permis de passer d’une stratigraphie essentiellement descriptive à un cadre chronologique international normalisé, continuellement affiné par les progrès de la biostratigraphie, de la géochimie et de la géochronologie.

L’échelle des temps géologiques n’est donc pas un outil figé : elle reflète un consensus scientifique évolutif, fondé sur l’accumulation des données et sur une coopération internationale permanente. 

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   Bibliographie.

• Un voyage au Mésozoïque, Eric Buffetaut (Pour la Science 2005)
• Quel âge a la terre, Vincent Deparis (Planet terre)
• Histoire de la géologie, François Ellenberger
• Regards sur deux siècles de stratigraphie, Maurice Rat
• Des stratotypes pour une échelle des temps géologiques, Patrick De Wever, Annie Cornée, Max Jonin, site du MNHN
• La notion de stratotype, Patrick De Wever et Annie Cornée, site du MNHN
• Stratigraphie, fondamentaux et grands principes, Patrick De Wever
• L’échelle stratigraphique, M.Gidon (Géo-Alp)

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