La chronostratigraphie (« stratigraphie temps-roche ») est la branche de la stratigraphie concernée par l’application du temps aux successions rocheuses, dont l’objectif ultime est l’établissement d’une échelle de temps standard applicable au niveau mondial. L’échelle chronostratigraphique est née comme une échelle relative qui a été construite, comme un puzzle de scie sauteuse, au cours des deux derniers siècles, principalement grâce à l’application de la biostratigraphie. Des âges numériques fiables ont été ajoutés progressivement pour former une échelle de temps numérique parallèle basée sur les années.
L’échelle chronostratigraphique et les divisions correspondantes du temps géologique sont:
Unités chronostratigraphiques – Unités géochronologiques
eonothème–eon
erathème–ère
période–système
série–époque
étape–âge
chronozone–chron
Les divisions chronostratigraphiques sont des unités « temps/roche », c’est-à-dire qu’elles se réfèrent à la séquence de roches déposées pendant un intervalle de temps particulier. Les divisions géochronologiques sont les intervalles (abstraits) correspondants du temps géologique (continu). Ainsi, on peut dire que les roches du Système quaternaire ont été déposées pendant un intervalle de temps appelé Période Quaternaire. Cette distinction remonte aux débuts de la géoscience, mais le besoin actuel en a été remis en question (par exemple, Harland et al. 1990) et a été examiné par la Commission de stratigraphie de la Société géologique. Cependant, la Commission Internationale de Stratigraphie de l’Union Internationale des Sciences géologiques (IUGS) a jugé que la distiction est importante et doit durer.
De nombreuses unités chronostratigraphiques famiiaires ont été définies à l’origine de manière assez vague. Par conséquent, les travaux modernes se concentrent sur la définition rigoureuse de chaque composante de l’échelle de temps. Pour le Phanérozoïque, il est basé sur le principe que la base de chaque division chronostratigraphique doit être définie à un niveau spécifique dans une section de type, la Section et Point de Stratotype Global (GSSP). Le sommet d’une division est automatiquement défini par la base de la division sus-jacente. La base d’un système correspond à la limite inférieure de la série ou de l’étage approprié. Les procédures de définition d’un GSSP sont décrites par Remané et al. (1996). Un « pic d’or » est placé au GSSP, marquant l’endroit unique où un point spécifié dans le temps est indiqué. Les sections ailleurs sont ensuite corrélées avec cela en utilisant toutes les méthodes possibles. Par conséquent, le GSSP doit être à un niveau et à une localité qui ont le maximum d’applicabilité possible pour une corrélation globale – bien qu’en pratique, aucun GSSP unique ne soit susceptible d’être directement corrélable dans le monde entier, de sorte que des points de référence supplémentaires peuvent être nécessaires.
La Commission Internationale de Stratigraphie de l’IUGS, à travers ses différentes sous-commissions et groupes de travail (pour le Quaternaire, il s’agit de la Sous-Commission de Stratigraphie Quaternaire ou SQS), est responsable de la collaboration internationale nécessaire pour parvenir à un accord global sur le choix des GSSP individuels. Une fois les propositions formelles faites par la sous-commission compétente, elles sont mises aux voix par les membres de la Commission internationale de stratigraphie. Les résultats sont ensuite publiés dans Episodes, le journal officiel de l’IUGS. Jusqu’à présent, seules quelques limites de système, de série et d’étage ont été convenues; bien que la base du Système / Période Quaternaire, et donc de la Série / Époque du Pléistocène, soit définie à la base de l’Étage Gélasien.
Lorsqu’un nom chronostratigraphique existant est formalisé, la priorité historique peut être prise en compte dans la définition d’un GSSP, mais ne prévaudra pas sur les besoins du GSSP pour fournir le meilleur potentiel de corrélation possible. Il convient de noter que le niveau du GSSP ne changerait pas si une étude plus approfondie devait montrer qu’un fossile d’indice particulier est apparu plus tôt dans la séquence initialement envisagée.
La définition des divisions chronostratigraphiques précambriennes antérieures suit une voie différente. Au lieu de cela, la géochronologie est appliquée; par exemple, la limite de l’éon protérozoïque/archéen est généralement définie comme étant à 2500 Ma. Plutôt que d’être un GSSP, les limites définies par un âge convenu sont appelées Âge stratigraphique standard mondial (GSSA). Cette dichotomie peut potentiellement poser des problèmes de définition. En particulier, le sommet et la base de l’Éon protérozoïque seront définis de différentes manières; le sommet comme un GSSP marquant la base du Cambrien, et la base (probablement) à 2500 Ma.
Quel que soit le système de division temporelle adopté, c’est un précepte central de la chronostratigraphie que les limites définies sont toujours des surfaces isochrones, c’est-à-dire qu’elles sont le même temps partout. En d’autres termes, toutes les divisions commencent et se terminent exactement au même moment dans le monde entier.
- À n’importe quel niveau de la hiérarchie chronostratigraphique, une majuscule initiale est utilisée pour chaque composante formelle du nom: par exemple, Système quaternaire, stade wisconsinien.
- Les unités chronostratigraphiques peuvent être divisées formellement en unités Inférieures, Moyennes et Supérieures, les unités géochronologiques correspondantes en unités précoces, Médianes et tardives. Utilisation de lettres initiales minuscules (minuscules, moyennes, etc.) implique un usage informel, soit parce qu’il est utilisé de manière plus lâche, soit parce qu’une unité n’a peut-être pas encore été formellement divisée.
Note Certains guides recommandent l’utilisation de « Milieu » pour les unités géochronologiques, mais certains auteurs, en particulier ceux d’Amérique du Nord, utilisent normalement « Milieu » (à la suite de Hedberg 1976), ce qui ne permet donc pas de distinguer les unités géochronologiques des unités chronostratigraphiques. - La « série » ne doit être utilisée que comme division chronostratigraphique et non comme terme lithologique. Les noms de séries ne doivent normalement pas se terminer par l’adjectif ‘-ian’, contrairement aux étapes.
- Les noms de scène doivent de préférence être basés sur un nom géographique et se terminer par ‘-ian’, par exemple Vistulien, Holsteinien, Rissien, etc.. Un étage est la plus petite unité chronostratigraphique qui peut normalement être reconnue à l’échelle mondiale, et au Pléistocène a généralement une durée d’environ 10 à 100 ky. Actuellement, des stades à plus grande échelle, comparables à ceux définis pour le Néogène, sont en cours d’identification pour le Quaternaire. Ces étapes sont beaucoup plus longues dans le temps que celles classiquement reconnues à l’échelle régionale, et pour cette raison, ces « étapes standard » sont parfois appelées « super-étapes ». Quatre de ces étapes sont formellement définies pour le Pléistocène: les stades gélasien et calabrais sont déjà ratifiés, tandis que deux autres stades, nommés au préalable « Ionien » (« Chiban ») et « Tarentien », sont en cours d’examen pour définition.
- Les sous-divisions d’étages (et d’âges; c’est-à-dire les sous-étages ou les sous-âges) sont largement utilisées dans la stratigraphie conventionnelle des isotopes terrestres et marins. Des exemples des premiers incluent des termes tels que le Weichsélien précoce, Moyen ou tardif (Wisconsinien / Vistulien / Valdaïen), etc.. Ces divisions sont d’échelle intermédiaire entre les chronozones de courte durée et les stades ou âges à plus long terme. D’autres divisions, intermédiaires entre les sous-stades (ou âges) et les chronozones (ou chrons), sont également d’usage courant, par exemple les Pléniglaciaires supérieurs, inférieurs, etc., surtout dans le dernier stade froid, c’est-à-dire le Weichselien, en Europe. Dans la stratigraphie isotopique marine, les sous-étapes sont reconnues en particulier dans les événements à climat principalement chaud, par exemple le stade isotopique marin 5, les sous-étapes a-e, etc.
- Les noms de chronozones commencent à être formellement définis pour le Quaternaire, et à mesure que de plus en plus de dates numériques de haute précision deviennent disponibles, il faut s’attendre à ce que d’autres soient proposées. L’unité la plus largement identifiée à l’heure actuelle est la » Chronozone du Dryas plus jeune « . Cela ne doit pas être confondu avec les divisions climatostratigraphiques telles que le « Stade Dryas plus jeune », etc., ou des divisions biostratigraphiques, telles que la « biozone de Dryas plus jeune ». Bien que ces unités puissent parfois coïncider dans le temps, dans certains cas, elles ne le font pas toujours.
Remarque Toutes les unités formellement définies doivent être définies à partir d’un type ou d’une section de référence (ou d’une localité). Suivant la pratique courante, il s’agit en fait de la définition de la base de l’unité concernée, le sommet de l’unité étant défini par la base de la subdivision suivante.
* Ce guide est basé sur celui produit par Rawson et al. (2002) pour la Commission de stratigraphie de la Société géologique de Londres.