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La géologie et paléontologie du grand Nord de la France et de la Belgique



La Terre s'est constituée il y a 4,55 milliard d'années. Très rapidement la vie est apparue sur notre planète.

Si du graphite dans des métasédiments au Groenland daté de -3,8 milliards d'année semble être d'origine organique, des fossiles certains d'archéobactéries ont pu être daté de -3,46 milliard d'année. Les archéobactéries sont des procaryotes, des cellules sans noyau ni organite, tout comme les eubactéries (étymologiquement les vraies bactéries). Les cyanobactéries sont des eubactéries particulière, capable de fixer l'azote et de le transformer en énergie, libérant de l'oxygène par photosynthèse. Les eucaryotes, organismes cellulaires, sont apparus vers -2,5 à -2,1 milliard d'années. Les eucaryotes pourraient descendre de cyanobactérie.

Vers -700 à -600 millions d'année, apparaissent les premiers métazoaires, tel les cnidaires (méduses) ou les "vers". A la fin du protérozoïque, le développement de la vie s'accélère. Vers -570 millions d'années, apparition d'organismes triploblastiques, à plus de deux couches cellulaires (découvertes de fossiles en Chine au début des années 1990'). La faune d'Ediacaran (période s'étalant de -635 à -542 Ma) est particulièrement évoluée et varié, mais toujours représenté par les organismes à corps mou.

Le grand Nord de la France, la Belgique, les Ardennes, le sud de la Grande-Bretagne était il y a environ 540 millions d'année inclus dans un grand continent au climat tropical, située bien au sud. Les roches les plus anciennes de nos régions ont cet âge, le paléozoïque inférieur.

Sur le continent, la vie n'existait pas encore, l'atmosphère n'étant à l'époque pas encore assez riche en oxygène. Pas contre, dans les mers et océans, la vie s'était particulièrement développée. Nos régions ont été recouvertes par une mer, qui a abandonnée des sables et des argiles. Ceux-ci ont été par la suite enfouis, et ont subit chaleur et pression, ce qui les a transformés en grès et schistes.

Des montagnes se sont mises en place par la suite. Les roches plus anciennes ont été déformées et plissées. On peut encore retrouver des restes de cette très ancienne chaîne de montagne dans les Ardennes, vers la vallée de la Meuse, dans le massif de Rocroi ou celui de Stavelot. Cette chaîne de montagne a été complètement érodée, puis recouverte de sédiments.

Cette érosion a produits des argiles, du sables, des galets, qui ont été transporté par les rivières de l'époque, et ensuite déposé dans la mer. De nouvelles roches ont été ainsi formées, notamment des grès (de 400 millions d'années d'âge). Ces grès comprennent parfois des restes de végétaux, qui sont les premiers à être " sortie " de la mer, pour coloniser la Terre. On peut voir ces grès vers Pernes en Artois.

Au dévonien moyen, il y a 380 millions d'années, nos régions sont recouvertes par une mer peu profonde, sous un climat tropical. Cette mer produit des dépôts calcaires. Elle comporte une vie typique, faite de récifs coralliens, d'algues, et de divers organismes.

Les roches produites sont particulièrement exploité, aussi bien pour le granulat que pour la construction. On peut citer comme lieu d'exploitation les carrières des environs de Marquise dans le Boulonnais, et celle de Bettrechies, près de Maubeuge.

Un peu plus tard, au début du carbonifère, vers moins 360 millions d'années, nos régions sous recouvertes par une mer. D'importants dépôts de calcaire se forment, dont la fameuse " pierre bleue ". Celle-ci est exploitée comme matériaux de construction, notamment vers Tournais, et est visible dans le Boulonnais (Marquise) et le Bavaisis. Ce calcaire est assez riche en fossiles, on peut y découvrir des restes de coraux, algues, bivalves, etc.

Les terrains houillers sont ensuite soumis à une importante érosion.

Au Jurassique (-160 Ma), la mer recouvre de nouveau nos régions. Les roches jurassiques sont assez présentes dans notre région. De beaux affleurements, localement riche en fossiles, parfois très rares et spectaculaires, sont visibles dans le Boulonnais (du Gris Nez à Boulogne sur Mer), et en bordure du massif ardennais. Les roches jurassiques sont des calcaires, des grès, des argiles. On peut y trouver des restes de vertébrés marins, tel que plésiosaure et ichtyosaure, des oursins, des ammonites, des nautiles, des restes de requins, etc.

Il y a 130 millions d'années, au crétacé inférieur, dans des lacs d'eau douce et des cavités karstiques (érosion de roche calcaire, aven) se dépose des roches sableuses ou calcaire. C'est dans une de ces cavités karstiques que furent trouvé des squelettes de dinosaure, plus particulièrement des iguanodons, à Bernisart, près de Mons, lors de l'exploitation du charbon.

Survint une nouvelle incursion marine recouvre l'ensemble de nos régions. Au début du crétacé inférieur, vers moins 95 millions d'années, de gigantesques dépôts calcaires se forment. En 30 millions d'années, des centaines de mètres d'épaisseur de boue calcaire se déposent au fond de la mer. Cette boue est en fait constituée d'innombrables squelettes (les coccolithes) d'algues planctoniques microscopiques, les coccolithophoridés. Les coccolithophoridés " pèlent " continuellement pendant leur vie, les coccolithes alors constituent des roches d'origine biologique. Elles tombent dans le fond de la mer pour composer une partie importante des sédiments. Ils comprennent bien sûr des restes d'autres organismes, tel que ammonites, nautiles, restes de requins, raie, vertébrés marins, oursins, étoile de mer, reptile volant, tortue, etc. Tous ces restes seront plus ou moins bien fossilisés dans la craie. La craie est un calcaire, une roche sédimentaire composée presque exclusivement de carbonate de calcium CaCO3. Lorsque la roche comporte une proportion non négligeable d'argile, on parle plutôt de marne.

A la fin du crétacé, il y a 65 millions d'années, la mer se retire de nos régions.

C'est le début de l'ère tertiaire. Un des événements géologiques marquant du tertiaire est le soulèvement de l'Artois. Ce soulèvement séparera la mer en deux, le bassin de Paris au sud, évoluant petit à petit en mer fermée, et le bassin de Londres/Bruxelles, ouvert sur un océan. Les roches formées seront calcaires dans le bassin parisien, et plutôt argileuses et sableuses dans le Nord. On retrouve ces dépôts dans les Flandres et le Hainaut. L'argile produit alors est activement exploité par les briqueteries et tuileries de nos régions. Les sables tertiaires peuvent être très riches en fossiles, notamment en dents de requins.

L'Artois surélevé, était colonisé par des palmiers, et baignait par un climat chaud. On retrouve des fossiles de feuilles dans les grès de la région d'Arras et Orchies.

La mer abandonne définitivement nos régions il y a 35 millions d'années, à la fin de l'Eocène.

Au quaternaire, il y a 2 millions d'années, le climat du globe est marqué par un très net refroidissement. Au période très froide, glaciaire, succède des périodes de timides réchauffements, appelé interglaciaire.

Lors des périodes glaciaires, le gel en masse de l'eau, notamment au niveau des pôles, retient une quantité phénoménale de liquide. Il s'ensuit un abaissement généralisé à l'échelle du globe du niveau des océans et des mers. Les glaciers descende du Nord jusqu'aux Pays-Bas. Le détroit du Pas-de-Calais, en cours de formation, par effondrement, pouvait se retrouver émergé à certaines époques.

Il y a quelques centaines de milliers d'années, animaux et hommes pouvaient circuler à de nos régions en Grande Bretagne. On peut retrouver, outre des reste de la faune de l'époque, tel que mammouth, rhinocéros laineux, cerf, des restes d'homme fossile, les plus vieux sont daté de 800.000 dans nos régions (découverte vers Abbeville et Wimereux).

Les dépôts de loess, fines poussières arrachées par le vent aux aires périglaciaires et accumulées à l'abri des reliefs sont typiques de la fin Néogène.


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La géologie est la science qui traite de la composition, de la structure, de l'histoire et de l'évolution des couches internes et externes de la Terre, et des processus qui la façonnent. La géologie est une discipline importante parmi les sciences de la Terre. Associée à des méthodes de datation radiochronologiques et des études de météorites, elle a permis de déterminer l’âge de la Terre, que l'on estime actuellement à 4,57 milliards d'années. Elle intervient, en même temps que la géophysique appliquée, dans la recherche et/ou l’exploitation des ressources naturelles notamment le pétrole, le charbon, les minerais, les pierres précieuses et semi-précieuses et l'eau. Dans son acception actuelle, le terme géologie fut utilisé pour la première fois en français en 1751 par Diderot et créé en italien en 1603 par Aldrovandi. Le mot géologue est utilisé en 1799 par Jean André Deluc ; il fut fixé l’année suivante par Horace-Bénédict de Saussure.

La minéralogie est la science qui étudie les minéraux. Un minéral est une substance formée naturellement, généralement inorganique, exceptionnellement organique. Un minéral donné est caractérisé par une formule chimique et une structure cristalline, c'est-à-dire respectivement par la nature des atomes qui le composent et leur agencement dans l'espace. La minéralogie concentre les diverses approches d'étude des minéraux sur ces bases théoriques.

La paléontologie est la science qui étudie les restes fossiles des êtres vivants du passé et les implications évolutives de ces études. Paléontologue au travail. Patience et minutie sont deux qualités indispensables au paléontologue lors de la mise à jour et l'étude des fossiles. Les muséums d'histoire naturelle jouent, avec les universités un rôle majeur dans la conservation des collections et leur présentation au public.On distingue deux principales formes de paléontologie :

La paléontologie systématique : son objectif premier est le développement de phylogénies sur la base d'observations scientifiques. Pour le néophyte, la paléontologie s'arrête souvent à cette seule partie descriptive des fossiles.

La paléontologie générale ou fondamentale : les paléontologues s'intéressent alors aux problèmes généraux dégagés par la démarche systématique, aux associations entre les êtres vivants disparus et/ou actuels, à leurs évolutions, bref, à l'évolution au cours des temps géologiques.
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