Dévonien

Le Dévonien est subdivisé en trois époques : le Dévonien supérieur, le Dévonien moyen et le Dévonien inférieur. Les datations des subdivisions ont été revues par la Commission internationale de stratigraphie (ICS) en 2012[6] - [7].

Les couches du Dévonien ont produit du pétrole et du gaz dans certaines régions.

Nommé d’après le comté de Devon (Angleterre), le Dévonien reçoit couramment, dans les textes du XIX^e siècle, le nom d'âge des Vieux grès rouges, d’après des strates caractéristiques de cette époque.

Le Dévonien est aussi connu sous le nom d’âge à effet de serre ou encore d’âge des fougères. Ces noms sont incorrects et proviennent de l’échantillonnage biaisé des géologues européens du XIX^e siècle. Leurs études portaient sur des régions proches de l’équateur lors du Dévonien tandis que le climat est globalement plus froid dans le reste du monde.

L’établissement du Dévonien comme période géologique a été l’aboutissement d’une importante controverse qui s’étale de 1830 à 1837 environ, et dont quelques-uns des principaux protagonistes comptent parmi les membres les plus en vue de la communauté géologique britannique de cette époque : Murchison, De la Beche, Sedgwick ou Greenough.

Avant 1830, on considérait que la période du Carbonifère succédait directement à celle du Silurien. Mais ce découpage chronologique est remis en question à la suite, notamment, de la découverte de la présence de charbon dans des couches géologiques datées de la période du Silurien, ce qui n’était pas cohérent avec la chronologie acceptée jusqu’alors.

Cette controverse a donné lieu à une étude dans les domaines de la sociologie et de l’histoire des sciences : The Great Devonian Controversy de Martin Rudwick (1985). Dans cet ouvrage, l’auteur cherche à mettre en évidence les influences sociologiques dans l’évolution de la polémique, et, en particulier, dans le processus de négociation vers un consensus sur le contenu scientifique[8].

Reconstruction paléogéographique pendant le Dévonien moyen.

Au début du Dévonien, la Laurentia et la Baltica s'assemblent pour former la Laurussia, située dans une zone proche du tropique du Capricorne ; les couches du vieux grès rouge s’y forment par oxydation d’hématite. Cette collision marque l’étape finale du cycle calédonien d’orogenèse. La côte ouest de l’Amérique du Nord présente peu d'activités orogéniques, à l'exception de l'approche d'un arc volcanique qui soulève les fonds marins et ramène des sédiments profonds vers le bouclier continental[9].

Le reste de l’Eurasie moderne est situé dans l’hémisphère nord. Les terranes huns, dont Armorica et Ibéria qui s’étaient détachés du Gondwana au Silurien supérieur, continuent leur route et entrent en collision avec l’Eurasie au Dévonien supérieur.

Le reste des terres (l’Australie, l’Amérique du Sud, l’Afrique, l’Antarctique et l’Inde) forment le Protogondwana, dans l’hémisphère sud.

Près de l’équateur, la (future) Pangée commence sa formation avec le rapprochement du Gondwana et de la Laurussia.

L’océan Panthalassa couvre le reste de la planète, quelques océans mineurs existent (Paléotéthys, Prototéthys, océan Rhéique, océan Ouralien (en) fermé par la collision de Sibéria et de Baltica).

Le Dévonien semble être une période chaude autour de 30 °C de moyenne avec un gradient de température entre les pôles et l’équateur moins marqué que de nos jours. Il est caractérisée par une absence de glaciers et de calottes polaires. Toutefois si au début du Dévonien, le climat était très chaud, vers la fin la température se rafraîchit lentement. Le climat était localement très aride, dans l’intérieur des grands continents et aux latitudes moyennes. Le développement des forêts, en extrayant le CO₂ de l’atmosphère aurait entrainé un net rafraîchissement (5 °C) pendant le Dévonien moyen tout en restant plus chaud qu’actuellement. L’extrême fin du dévonien est marquée par une élévation des températures qui retrouvent leur niveau du début de la période, mais sans que cela corresponde à une élévation du CO₂ atmosphérique. Cette augmentation de température entraine une augmentation de la pluviométrie sur les continents, ce qui s’est reflété dans la distribution de la flore.

Au Dévonien supérieur (entre le Frasnien et le Famennien) a lieu une extinction massive, qui affecte jusqu’à 70 % des espèces vivantes. La cause de cette extinction reste inconnue : période d’anoxie océanique, pic de volcanisme lié à la dérive des continents, origine extraterrestre (impacts cométaires ou météoritiques), ou une combinaison de ces facteurs ? Les traces géologiques ne permettent pas de trancher. La couverture de verdure des continents a peut-être agi comme une pompe à dioxyde de carbone et la réduction du taux de ce gaz à effet de serre a pu provoquer le refroidissement du Dévonien moyen, conduisant à cette extinction.

Des travaux plus récents suggèrent que le réchauffement climatique serait devenu, pendant une courte période, si intense (températures moyennes planétaires d'environ 30 °C) qu'il aurait altéré la couche d'ozone stratosphérique sur l'ensemble du globe, exposant la vie à la surface de la Terre à des niveaux nocifs de rayonnements ultraviolets au point de déclencher une extinction de masse sur les terres et dans les eaux peu profondes[10].

Biotopes marins

Trilobite Phacops rana du Dévonien, États-Unis.

Le niveau de la mer est élevé. La faune marine est dominée par les ectoprocta, diverses sortes de brachiopodes et de coraux. Les trilobites sont encore communs mais moins diversifiés que dans les époques précédentes. Les grands poissons à plaques, les placodermes, ont été rejoints pendant le Dévonien moyen par les premiers poissons à écailles, qui se sont ensuite diversifiés.

Les premiers requins apparaissent au début du Dévonien. Les poissons à arêtes, dont certains de taille importante, les rejoignent bientôt. Pendant le Dévonien supérieur, les vertébrés à membres charnus ont évolué vers les premiers tétrapodes, tel le Tiktaalik roseae, qui ont marché sur les terres à la fin du Dévonien. Les Ammonoidea apparaissent au Dévonien supérieur ou à la fin du Silurien mais ne deviennent abondantes que durant le Mésozoïque. Les formes les plus évoluées de graptolites disparaissent.