Geologists rewrite textbooks with new insights from Cambrian rocks of Grand Canyon
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Des géologues réécrivent les manuels scolaires avec de nouvelles informations sur les roches cambriennes du Grand Canyon
par Steve Carr, Université du Nouveau-Mexique
Couverture de GSA Today présentant Le Cambrien du Grand Canyon. Crédit : GSA
Peu de temps après la formation de notre planète, l'histoire de la Terre, longue de 4,6 milliards d'années, a été dominée par la vie unicellulaire. Quelque chose de dramatique s'est produit il y a environ 500 millions d'années, appelé « l'explosion » cambrienne, au cours de laquelle une incroyable diversité de formes de vie a été préservée dans les archives rocheuses. Ces fossiles comprenaient des groupes majeurs d'animaux divers qui ont évolué en groupes d'animaux encore vivants aujourd'hui (y compris les humains).
Un article récent de chercheurs de l'UNM et d'une équipe collaborative élargie est présenté comme l'article scientifique principal du numéro de novembre 2024 de GSA Today intitulé « Le Cambrien du Grand Canyon : raffinement d'un modèle stratigraphique classique ».
« Le groupe Tonto du Grand Canyon recèle un trésor de couches sédimentaires et de fossiles relatant l'explosion cambrienne il y a environ 500 millions d'années, lorsque les premiers animaux à carapace dure ont rapidement proliféré et que le niveau de la mer s'est élevé pour envelopper les continents avec une vie marine émergente », a déclaré Carol Dehler, professeur à l'Université d'État de l'Utah.
Dehler était l'auteur principal avec le professeur adjoint et paléontologue de l'UNM Fred Sundberg comme co-directeur, et les co-auteurs dont les professeurs distingués de l'UNM Karl Karlstrom et Laurie Crossey, James Hagadorn du Denver Museum of Nature and Science, Mark Schmitz de l'Université d'État de Boise et Steve Rowland de l'Université du Nevada à Las Vegas.
En plus des avancées de la recherche, l'article présente des avancées en matière d'enseignement des géosciences qui s'appuient sur le modèle classique de la transgression marine (avancée des mers à travers les continents) développé il y a 50 ans sur ces mêmes roches par Eddy McKee. Le modèle McKee, enseigné à de nombreux étudiants en géologie dans le monde entier, postule un approfondissement et des changements progressifs dans les environnements sédimentaires.
« Notre nouveau modèle de dépôt du groupe de Tonto est beaucoup plus nuancé, montrant un mélange de milieux marins et non marins, des ruptures ou des discordances lorsqu'aucun sédiment ne se déposait, et un rythme d'évolution beaucoup plus rapide », a déclaré Karlstrom. « Plus encore qu'avant, le groupe de Tonto du Grand Canyon reste l'une des sections de type cambrien les plus importantes au monde en raison de son exposition complète. »
« Nos découvertes nous rappellent que la science est un processus », a déclaré Hagadorn. « Notre travail dans le Grand Canyon, l'un des paysages les plus connus et les plus appréciés au monde, relie les gens à cette science d'une manière très personnelle. »
De plus, des outils avancés ont fourni de nouvelles informations sur les vitesses de sédimentation des roches et ont offert des indices sur la rapidité avec laquelle les espèces marines, telles que les trilobites et d'autres animaux primitifs, se sont diversifiées.
« Nos nouvelles méthodes de datation U-Pb en tandem affinent les âges précis de chaque couche de la succession et des transitions entre les biozones de trilobites », a déclaré Schmitz, « nous constatons que différentes espèces de trilobites ont rayonné, puis ont disparu à un rythme très rapide, inférieur à un million d'années. »
Cette méthode consiste à broyer l'échantillon de roche sédimentaire et à séparer des centaines de cristaux de zircon de la taille d'un grain de sable qui se sont déposés dans le sédiment. Les rapports U-Pb des grains sont d'abord acquis à l'aide d'une méthode préliminaire de datation rapide, puis les grains les plus jeunes sont datés avec précision à l'aide d'une méthode de laboratoire plus élaborée (et précise).
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"Les roches sédimentaires sont difficiles à dater", a déclaré Crossey, "mais le dépôt des sédiments et des fossiles qu'ils contiennent doit être plus jeune que l'âge du grain le plus jeune, de sorte qu'avec de nombreuses dates, nous pouvons encadrer les âges sédimentaires".
Dehler affirme que le nouveau modèle de l'équipe, comparé au modèle de McKee, offre des voies clés aux étudiants et aux chercheurs pour parvenir à une compréhension plus approfondie de l'explosion cambrienne.
« Les couches de 500 mètres d'épaisseur du groupe de Tonto nous permettent d'en apprendre davantage sur l'élévation du niveau de la mer et les effets des tempêtes tropicales catastrophiques, probablement plus puissantes que les ouragans dévastateurs d'aujourd'hui. Ces phénomènes se sont produits dans un monde dépourvu de plantes terrestres et pendant une période de températures très élevées, lorsque la Terre était libre de glace. Le niveau de la mer était si élevé que des sédiments comme ceux du groupe de Tonto se sont déposés sur la plupart des continents dans des environnements qui ont permis une expansion rapide de la diversité animale sur Terre. »
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COMMENTAIRE
Les roches cambriennes extraites des fonds du Grand Canyon nous aapportent donc des éléments nouveaux de k histoire de la Terre ....Je rappelle a mes élèves que jusqu'à aujouird hui
l'histoire de la vie sur Terre commence au
Précambrien, il y a plus de 539 millions d'années. ... et qu il ne s 'agit que d 'une forme de vie uniquement aaquatique ...
L 'appaition de plantes et d ' animaux terrestres ne peut se produire qu' aprés la montéee de l oxygène atmosphérique due à l activité du plancton marin ..Il semble que
lla production d'oxygène débute probablement à l'Archéen il y a 3,5 milliard d'années avec l'apparition de procaryotes autotrophes, des cyanobactéries dont les communautés sont à l'origine d'immenses dépôts de carbonates fossiles, les stromatolithes.
Touefois il y avait obstacke ...
À partir de – 2, 4 milliards d'années, si le dioxygène s'est accumulé dans l'atmosphère;il faut attendre que'ne couche d'ozone se soit formée faisant office de bouclier vis a vis des UV du cosmos
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More information: Carol Dehler et al, The Cambrian of the Grand Canyon: Refinement of a Classic Stratigraphic Model, GSA Today (2024). DOI: 10.1130/GSATG604A.1
Provided by University of New Mexico
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