Des cycles biogéochimiques gouvernés par l'activité interne de la Terre tracent l’horloge géologique
Une nouvelle étude des cycles terrestres parue dans la revue Communications Earth & Environment révèle l’existence d’un cycle de 60 millions d’années combinant tectonique, biogéochimie et biodiversité marine. En s’appuyant sur l’analyse des cyclicités dans des archives géologiques, des chercheurs – dont deux de l’Institut des sciences de la Terre de Paris (CNRS / Sorbonne Université) – mettent en lumière une horloge géologique interne qui semble rythmer les grands bouleversements biologiques du Phanérozoïque.
Les géologues et paléontologues ont longtemps défini leurs échelles des temps chronostratigraphiques ou géologiques, essentiellement sur la base des grands changements paléobiologiques (Holmes, 1937; Gradstein et al., 2020). Les ères, périodes et époques, subdivisions de l’échelle des temps géologiques, et en particulier leurs limites, ont été traditionnellement érigées en fonction des grands bouleversements paléobiologiques (Phillips, 1841). L’étage, unité de base des échelles des temps géologiques, est principalement défini par le contenu fossilifère des roches (e.g., d’Orbigny, 1842; Gradstein et al., 2020). Les marqueurs temporels fondamentaux de presque tous les étages du Phanérozoïque correspondent à des événements biostratigraphiques (premières et dernières apparitions de taxons fossiles), impliquant des éventuelles variations paleoenvironnementales globales pourrant affecter la biodiversité et le renouvellement de la vie au cours du Phanérozoïque.
A travers l’analyse des cyclicités dans des archives géologiques, avec contribution d’un scientifique de l’Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP / CNRS / Sorbonne Université), nous démontrons que les variations de la durée des étages géologiques contiennent un signal cyclique de l’ordre de 60 millions d’années (Ma), qui se corrèle parfaitement avec des variations de biodiversité marine et des cycles biogéochimiques, ainsi que des évolutions majeures dans les mouvements globaux des plaques tectoniques au Phanérozoïque (Boulila et al., 2025). En particulier, nous démontrons que l’allongement et le raccourcissement de la durée des étages géologiques sont modulés par les périodes, et que ces dernières contiennent elles aussi une cyclicité d’environ 60 Ma. L’existence d’une cyclicité commune, de 60 Ma, et corrélable entre les variations de la durée des étages géologiques, la biodiversité marine, des archives biogéochimiques et des mécanismes de subduction et d’expansion médio-océanique atteste d’un potentiel lien entre l’évolution de la vie marine et l’activité interne de la Terre via des processus de surface (e.g., altération continentale, conditions redox marines, Boulila et al., 2025).
Nos résultats suggèrent ainsi que l’activité interne de la Terre est le moteur principal des variations de biodiversité via les changements biogéochimiques globaux agissant surtout sur les environnements marins peu profonds où la vie est plus diversifiée (cf. article complet, Boulila et al., 2025). Ce couplage entre processus internes et de surface terrestre révèle que l’activité interne de la Terre décrit sa propre horloge géologique, en contrôlant les grands changements paléoenvironnementaux et paléobiologiques, ayant jalonné l’histoire de la Terre, et utilisés comme traceurs potentiels des échelles des temps géologiques (Figure 1).
Référence : Boulila, S., Peters, S.E., Müller, R.D., Zaffos, A., Farkas, J., Haq, B.U., 2025. A tectonically driven 60 million-year biogeochemical redox cycle paces marine biodiversity. (Communications Earth & Environment) (2025). Sous presse, doi : 10.1038/s43247-025-02370-6