Le petit avion s’est incliné sur la droite. De mon siège à bâbord, je pouvais voir son ombre traverser la glace. Avec ses skis, il ressemblait plutôt à un canard venant se poser sur l’eau, les pattes palmées tendues. Lorsque le pilote a mis l’avion à l’horizontale, une immense falaise est apparue, le brun foncé de ses roches contrastant fortement avec la blancheur immaculée de la glace et de la neige qui s’effaçait à l’horizon.

Les couches fortement inclinées de ce grès précambrien étaient déformées par des plis de type concertinal. J’ai pris plusieurs photos. Alors que nous contournions la falaise, une autre est apparue. Au sommet du grès se trouvait une fine couche de roche presque aussi blanche que l’arrière-plan : Du calcaire cambrien. « Fascinant », ai-je pensé en levant à nouveau mon appareil photo. « La géologie de base ici est très similaire à celle de l’ouest de l’Amérique du Nord. »

Mes collègues et moi étions venus dans les montagnes Pensacola de l’Antarctique pour étudier comment les deux subdivisions géologiques – Est et Ouest – du continent glacé sont liées l’une à l’autre. L’Antarctique oriental est un ancien bouclier précambrien situé au sud de l’Australie, de l’Inde et de l’Afrique ; l’Antarctique occidental fait partie de l' »anneau de feu » volcanique actif et géologiquement jeune qui entoure l’océan Pacifique. Le rebord soulevé du bouclier de l’Antarctique oriental rencontre l’Antarctique occidental le long des monts Transantarctiques, dont les Pensacolas forment une extension septentrionale.

Ce fut un long voyage vers le bas : 14 heures de Los Angeles à la Nouvelle-Zélande en jet commercial, 10 heures de la Nouvelle-Zélande à la station McMurdo en Antarctique dans un transport Hercules équipé de skis et, enfin, cinq heures à travers le continent jusqu’aux monts Pensacola, contournant le pôle Sud en route. Aujourd’hui, après avoir installé notre camp de base, nous nous trouvions enfin dans les montagnes situées près de la marge sud du même océan qui baigne les plages de Los Angeles.

Il nous restait cependant à atteindre les rochers. En Antarctique, de telles excursions prennent du temps. Après avoir sélectionné un site d’atterrissage possible sans crevasse, notre pilote a fait descendre le Twin Otter pour une « traînée de ski ». C’est-à-dire qu’il a mis du poids sur le train d’atterrissage tout en conservant une vitesse suffisante pour redécoller. Nous avons décrit des cercles et examiné attentivement ces traces. Les crevasses peuvent être cachées sous la neige, mais ici il n’y avait aucun signe révélateur de fissures bleues. Après avoir fait le tour, nous avons touché le sol et nous nous sommes arrêtés rapidement afin de réduire le risque de heurter la glace rugueuse sous la neige. L’atterrissage a néanmoins été cahoteux, bien que l’avion ne semble avoir subi que des dommages superficiels. Nous nous sommes encordés par sécurité et avons commencé à marcher sur la neige balayée par le vent jusqu’à la base de la falaise, laissant notre pilote anxieux examiner l’avion.

Indicateurs fossiles
La LIMITE entre les deux types de roches exposées dans les montagnes Pensacola est l’une des plus fondamentales de l’histoire de la Terre. Après la naissance de la planète, il y a 4,5 milliards d’années, est venu l’intervalle de temps de quatre milliards d’années connu sous le nom de Précambrien. Vers la fin de cette ère, il y a environ 750 millions d’années, alors que les premières créatures multicellulaires à corps mou se développaient, les grès bruns de la formation sous-jacente de Patuxent que nous venons d’observer se sont déposés. Les strates ont été déposées dans une vallée de rift qui s’est ouverte au sein du bouclier continental. Au fur et à mesure que le rift se creusait, les rivières s’y déversaient, laissant tomber leurs sols érodés sur le fond de la vallée.

Il y a environ 540 millions d’années, une explosion de la vie animale multicellulaire a inauguré la période cambrienne. Des myriades de squelettes coniques de la créature Archaeocyatha se sont rassemblés dans des mers peu profondes qui avaient avancé sur le grès. Ils ont formé un récif le long du bord de l’Antarctique oriental, qui a finalement été transformé en calcaire. (La calotte de la formation de Patuxent est appelée le calcaire de Nelson.) Comme Archaeocyatha était un animal d’eau chaude, ce qui est aujourd’hui la marge occidentale du bouclier de l’Antarctique oriental devait être situé à des latitudes tropicales pendant le Cambrien.

L’événement de rifting qui a conduit au dépôt des grès de Patuxent reflète la séparation de l’Antarctique oriental d’une autre masse continentale. Cette divergence a ouvert le bassin de l’océan Pacifique il y a environ 750 millions d’années (par la suite, les roches ignées des volcans insulaires et les matériaux raclés du plancher océanique en subduction se sont accrétés sur l’Antarctique oriental, formant l’Antarctique occidental). Ce rifting s’est produit bien avant la formation du supercontinent Pangée, dont les continents actuels se sont détachés. La Pangée ne s’est assemblée qu’à la fin de l’ère paléozoïque, il y a environ 250 millions d’années. Elle a commencé à se fragmenter pendant la période jurassique de l’ère mésozoïque, il y a environ 170 millions d’années, créant l’Atlantique et d’autres jeunes bassins océaniques.

En remontant une crête vers le sommet de la falaise, nous avons vu que les couches les plus basses des strates cambriennes – qui se trouvent sous le calcaire – étaient constituées de conglomérat rose et de grès grossiers. En avançant sur le rift qui se creuse et sur la marge qui s’affaisse, la mer a broyé les roches précambriennes en blocs, galets et grains de sable. Les dépôts sont devenus plus fins au fur et à mesure de notre ascension, et les grès quartzeux situés immédiatement sous le calcaire de Nelson avaient l’apparence de vieux amis. Ils étaient remplis de terriers verticaux de vers appelés Skolithus.

Ces tubes sont les seules traces d’anciens filtreurs, qui extrayaient les nutriments des sédiments et laissaient un résidu argileux autour de leurs terriers. « Tout comme l’ouest de l’Amérique du Nord », ai-je noté à voix haute, « mais alors tout comme les roches de Durness, au nord-ouest de l’Écosse, aussi ». En effet, les strates déposées par l’eau de mer qui s’est avancée pour recouvrir la plupart des continents il y a 540 millions d’années – comme le montre la présence de bords de mer cambriens dans des endroits comme le Wisconsin – sont remarquablement similaires sur tous les continents.

La correspondance des montagnes…
Il n’y a cependant rien de tel que l’expérience personnelle des roches pour faire réfléchir un géologue. Mes premières impressions des monts Transantarctiques en 1987 ont soulevé une question qui est restée au premier plan de mon esprit : Le continent dont l’Antarctique s’est séparé à la fin du Précambrien pouvait-il être l’Amérique du Nord occidentale ? Ou bien leurs marges à cette époque lointaine se trouvaient-elles simplement dans des environnements similaires de part et d’autre d’un bassin encore plus ancien de l’océan Pacifique ?

La réponse a des implications de grande portée. La paléogéographie mondiale de l’époque (« paléo » est un préfixe que les géologues utilisent pour indiquer « historique ») est actuellement un mystère. Savoir comment les continents étaient répartis pourrait fournir des indices sur les vastes modifications environnementales qui ont précédé la période cambrienne. À la fin de l’ère précambrienne, plusieurs périodes glaciaires ont eu lieu, et la chimie océanique et, vraisemblablement, atmosphérique, a beaucoup changé. Des animaux multicellulaires ont évolué, annonçant une profusion biologique qui comprenait les lointains ancêtres des vertébrés et, donc, des êtres humains .

Il est évidemment difficile de cartographier avec beaucoup de certitude la géographie d’une époque ancienne sur une planète dynamique dont les continents se déplacent. Alfred Wegener et d’autres pionniers de la théorie de la dérive des continents avaient remarqué que plusieurs chaînes de montagnes d’Amérique du Nord et du Sud tronquées sur les marges atlantiques correspondent parfaitement, de l’autre côté de l’océan, aux chaînes de montagnes d’Europe et d’Afrique. Aujourd’hui, les données magnétiques et les images satellites du plancher océanique montrant des fractures – ressemblant plutôt à des voies ferrées, le long desquelles les continents ont glissé en s’écartant – nous permettent de reconstituer très précisément le supercontinent Pangée.

Un certain nombre de lignes de preuve indiquent que Pangée n’était pas la configuration originale des continents. Lorsque des roches ferrugineuses se solidifient à partir de la lave, elles se magnétisent dans la direction du champ magnétique terrestre. L’aimantation des roches qui se solidifient à partir de la lave pré-mésozoïque est très différente en Amérique du Nord et en Afrique, ce qui suggère qu’à une époque antérieure, ces continents se déplaçaient séparément. Des roches volcaniques qui étaient des fragments d’anciens fonds océaniques ont également été trouvées dans des chaînes de montagnes de la Pangée, comme la ceinture du Famatinien (Argentine), la ceinture du Mozambique (Afrique) et les anciennes Appalaches. Ces ophiolites du Paléozoïque précoce et du Précambrien, comme on appelle ces roches, démontrent que les anciens bassins océaniques se sont refermés lorsque le supercontinent s’est fusionné. Dans les années 1960, frappé par la présence d’ophiolites du Paléozoïque précoce dans les Appalaches des provinces maritimes du Canada, le géophysicien canadien J. Tuzo Wilson a posé la question suivante : « L’océan Atlantique s’est-il ouvert, fermé puis rouvert ? »

Pour reconstituer les configurations continentales antérieures à la Pangée, nous n’obtenons aucune aide des fonds océaniques. Si le bassin de l’océan Pacifique existait déjà, les fonds océaniques d’une telle ancienneté sont depuis longtemps enfoncés sous les continents qui bordent le bassin. Les géologues ne disposent donc d’aucune « carte ferroviaire » océanique pour la dérive des continents avant la Pangée. Nous devons nous rabattre sur les preuves fournies par les continents eux-mêmes, tout comme Wegener l’a fait en tentant de reconstituer la Pangée avant l’océanographie moderne et les satellites.

…et les marges
À L’INTÉRIEUR DE LA PANGÉE, il existe d’anciennes marges continentales qui n’ont pas d’homologues évidents. Les marges pacifiques de l’Amérique du Nord et du Sud, de l’Antarctique et de l’Australie se sont toutes formées vers la fin du Précambrien, entre 750 millions et 550 millions d’années. La marge appalachienne de la Laurentie – le bouclier ancestral de l’Amérique du Nord – s’est également détachée d’un autre continent à cette époque. Depuis que Wilson a posé sa célèbre question, on a généralement supposé que la contrepartie de cette marge était l’Europe occidentale et le nord-ouest de l’Afrique. Mais il n’existe aucune preuve solide d’une telle juxtaposition.

En 1989, j’ai dirigé une autre excursion en Antarctique, dans le cadre du Congrès géologique international accueilli par les États-Unis. L’objet de l’expédition était de contribuer à faire entrer la géologie de l’Antarctique – longtemps le domaine privé d’un très petit groupe d’âmes particulièrement rustiques (même parmi les géologues) – dans le courant dominant des sciences de la terre mondiales. Divers experts de l’Himalaya, des Alpes européennes, des Appalaches, des Rocheuses et de bien d’autres régions y ont participé.

Suite à cela, l’un de ces scientifiques, Eldridge M. Moores, parcourait la bibliothèque de l’Université de Californie à Davis lorsqu’il est tombé sur un court article de Richard T. Bell et Charles W. Jefferson, de la Commission géologique du Canada. Ils soulignaient les similitudes entre les strates précambriennes de l’ouest du Canada et de l’est de l’Australie et concluaient que les marges pacifiques du Canada et de l’Australie avaient pu être juxtaposées. Sensibilisé par son récent voyage, Moores a réalisé que cela impliquait que les marges pacifiques des États-Unis et de l’Antarctique avaient été juxtaposées, une idée similaire à la mienne. Après quelques rapides recherches en bibliothèque, il m’a envoyé une carte mettant en évidence les parallèles structurels à l’intérieur des boucliers laurentien et antarctique oriental. « C’est fou ? » m’a-t-il demandé.

Les similitudes dans les structures internes des continents déplacés peuvent être des preuves puissantes d’une ancienne juxtaposition. Moores a attiré une attention particulière sur un rapport citant que le long des montagnes transantarctiques – dans un endroit appelé la chaîne Shackleton (d’après le célèbre explorateur britannique Sir Ernest Shackleton) – se trouvent des roches similaires en âge et en caractère à celles qui se trouvent sous une grande partie du Nouveau-Mexique et de l’Arizona. Il a également fait remarquer que des roches vieilles d’environ un milliard d’années, comme celles qui caractérisent la province de Grenville – une bande de roches âgées qui s’étend le long de la marge orientale et méridionale de l’Amérique du Nord, du Labrador au Texas – avaient été découvertes près d’une côte de l’Antarctique. Il a appelé son hypothèse – l’idée que les continents avaient été juxtaposés – SWEAT, pour Southwest U.S.East Antarctica.

Enthousiasmé par la possibilité que ma question ait enfin une réponse, j’ai reproduit la reconstruction de Mooress à l’aide du logiciel PLATES de notre institut à l’Université du Texas à Austin. Ce programme nous permet de regrouper des morceaux de continents et de les déplacer sur le globe avec une précision géométrique. Peu de temps après, ma collègue Lisa M. Gahagan et moi-même avions levé toute incertitude quant à la concordance des limites : l’échelle et la forme générale des deux anciennes marges rifiées étaient effectivement compatibles. De plus, la frontière entre les roches de Grenville du Texas et les roches plus anciennes de l’Arizona et du Nouveau-Mexique se projetait dans l’Antarctique – juste là où je savais qu’il existait une frontière similaire sous la glace, entre la chaîne Shackleton et quelques minuscules affleurements rocheux le long des côtes gelées de la mer de Weddell. C’était comme si les roches situées juste sous mes pieds, celles qui forment le soulèvement de Llano au Texas et à partir desquelles le Capitole de l’État du Texas a été construit, réapparaissaient électroniquement en Antarctique !

Si le bord occidental de l’Amérique du Nord a été joint à l’Antarctique oriental et à l’Australie, alors un autre continent a dû se détacher de la marge des Appalaches. Paul F. Hoffman, aujourd’hui à l’université Harvard, et moi-même avons suggéré que le côté oriental du bouclier laurentien de l’Amérique du Nord était coincé contre les boucliers précambriens de l’Amérique du Sud, connus sous le nom d’Amazonie et de Rio de la Plata. En manipulant les trois boucliers sur l’écran de l’ordinateur, il m’est apparu que la proéminence Labrador-Groenland de la Laurentie pourrait avoir pris naissance dans le renfoncement de la marge sud-américaine entre le Chili et le sud du Pérou, souvent désigné sous le nom de baie d’Arica. On pense que le promontoire et le biseau datent tous deux de la fin de l’ère précambrienne. Mais bien qu’ils aient la même taille et la même forme générale, ils ont été considérablement modifiés lorsque les chaînes de montagnes des Appalaches et des Andes se sont élevées. Il ne faut donc pas s’attendre à un ajustement géométrique précis.

Enigme cristalline
Ma suggestion fournit une explication possible à une énigme de longue date de la géologie andine. Le long de la marge péruvienne, par ailleurs jeune et active, on trouve des roches cristallines vieilles de 1,9 milliard d’années. Hardolph A. Wasteneys, alors au Royal Ontario Museum, a daté des cristaux de zircon provenant du massif d’Arequipa, le long de la côte du sud du Pérou. Il a démontré que ces roches ont été fortement métamorphosées lors de la formation des monts Grenville d’Amérique du Nord, il y a 1,3 à 0,9 milliard d’années. Elles pourraient donc représenter une continuation de la province de Grenville de l’est et du sud de l’Amérique du Nord vers l’Amérique du Sud.

L’hypothèse d’une connexion sud-américaine pour la marge orientale de la Laurentie a bouclé ma carrière de manière inattendue. J’ai grandi en Écosse et je me suis fait les dents en géologie sur ses roches. Le nord-ouest de l’Écosse et le plateau submergé de Rockall – sur la marge occidentale des îles britanniques – ont continué à faire partie de l’Amérique du Nord jusqu’à ce que le bassin de l’océan Atlantique Nord ait presque fini de s’ouvrir. L’Écosse se trouvait à l’apex du promontoire Labrador-Groenland. Lorsqu’elles sont nichées (électroniquement) dans la baie d’Arica, les roches des Highlands écossais que j’ai étudiées pour mon doctorat dans les années 1960 semblent se prolonger dans des roches tout aussi anciennes du Pérou et de la Bolivie. Compte tenu de la façon dont les Highlands écossais sont bien étudiés, ils peuvent fournir des tests critiques pour une ancienne connexion entre l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud.

En supposant l’hypothèse SWEAT et la connexion panaméricaine, nous pouvons essayer de reconstruire la distribution mondiale des continents et des océans à la fin du Précambrien. La plupart des géologues pensent que les surfaces relatives occupées par les continents et les bassins océaniques n’ont pas changé depuis la fin du Précambrien. Par conséquent, si l’Antarctique, l’Australie, l’Amérique du Nord et des fragments d’Amérique du Sud ont fusionné en un supercontinent pré-Pangée, aujourd’hui appelé Rodinia, il devait y avoir de vastes océans ailleurs. Des reliques ophiolitiques prises dans les continents indiquent que ces océans se trouvaient entre l’Inde et l’actuelle Afrique de l’Est (l’océan Mozambique) et à l’intérieur de l’Afrique et de l’Amérique du Sud (les océans Panafricain et Braziliano, respectivement).

Entre 750 millions et 550 millions d’années environ, ces bassins océaniques ont été détruits et tous les noyaux précambriens de l’Afrique, de l’Australie, de l’Antarctique, de l’Amérique du Sud et de l’Inde se sont amalgamés pour former le supercontinent du Gondwana. C’est pendant cet intervalle de temps que le bassin de l’océan Pacifique s’est ouvert entre la Laurentie et la masse continentale de l’Antarctique oriental-Australie. La datation isotopique des roches volcaniques de Terre-Neuve montre que le bassin océanique entre la Laurentie et l’Amérique du Sud ne s’est pas ouvert avant le début du Cambrien. L’Amérique du Nord pourrait donc s’être séparée au cours d’un processus en deux étapes.

Reconstruire les voyages de l’Amérique du Nord nécessite une information essentielle : l’aimantation des roches anciennes. De telles données permettent aux géologues de déterminer la latitude et l’orientation des roches lors de leur formation. Mais comme le champ magnétique terrestre est à symétrie axiale, les mesures paléomagnétiques ne peuvent pas nous renseigner sur la longitude d’origine des roches. La lave actuelle de l’Islande et d’Hawaï, par exemple, pourrait révéler à un géologue, dans 100 millions d’années, les latitudes et l’orientation de ces îles, mais pas leur grande différence de longitude. Il ne serait pas apparent que les îles se trouvent dans des océans différents.

Les reconstitutions traditionnelles de la Laurentie placent toujours sa marge appalachienne en face du nord-ouest de l’Afrique pendant l’ère paléozoïque. J’ai décidé de tracer différemment la relation de l’Amérique du Nord au Gondwana, en profitant du fait que la longitude du continent n’est pas contrainte par les données paléomagnétiques. Il s’est avéré que l’Amérique du Nord aurait pu faire ce qu’un de mes étudiants diplômés a appelé une « course finale » autour de l’Amérique du Sud au cours du Paléozoïque, en commençant à côté de l’Antarctique.

Lorsque Luis H. Dalla Salda, Carlos A. Cingolani et Ricardo Varela de l’Université de La Plata en Argentine ont vu le croquis de la course finale, ils se sont enthousiasmés. Ils avaient récemment proposé qu’une ceinture de montagnes paléozoïques, dont les racines sont exposées dans les Andes du nord de l’Argentine, pourrait s’être formée lorsqu’un autre continent est entré en collision avec le Gondwana. De plus, la marge occidentale de cette ceinture famélique comprend des calcaires du Cambrien et de l’Ordovicien inférieur (entre 545 et 490 millions d’années) contenant des trilobites caractéristiques de l’Amérique du Nord. Peut-être, ont-ils raisonné, s’agit-il d’une « carte de visite géologique » laissée lors de la collision entre l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud à l’Ordovicien, il y a 450 millions d’années.

Il semble qu’après le rifting de l’Amérique du Sud à la fin du Précambrien, l’Amérique du Nord se soit éloignée assez loin. Pendant le Cambrien, alors que le Gondwana subissait une glaciation, l’Amérique du Nord était équatoriale. Le plancher océanique a ensuite été subducté sous le craton sud-américain, et l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud sont entrées à nouveau en collision au cours de l’Ordovicien. Nous pensons que la partie la plus ancienne des Appalaches, qui se termine brusquement en Géorgie, était autrefois continue avec la ceinture du Famatinien en Argentine. Cette construction place Washington, D.C., près de Lima, au Pérou, au milieu de l’Ordovicien.

Fin de course
Après la collision de l’Ordovicien, les continents se sont à nouveau séparés, laissant apparemment le calcaire nord-américain avec ses trilobites caractéristiques dans le nord-ouest de l’Argentine. Mes collègues argentins et moi-même avons suggéré que ces roches ont arraché le golfe du Mexique ancestral, connu sous le nom d’embouchure de Ouachita. Des blocs remontés par les volcans andins depuis le dessous des calcaires ont récemment été datés d’environ un milliard d’années, tout comme ceux de la province de Grenville qui occupait probablement l’embouchure.

Il est possible que les continents nord et sud-américains aient interagi à nouveau avant que l’Amérique du Nord n’entre finalement en collision avec le nord-ouest de l’Afrique pour compléter la Pangée. Des géologues français qui étudient les roches sédimentaires paléozoïques des Andes péruviennes ont constaté qu’elles sont constituées de débris qui ont dû être érodés par une masse continentale voisine. Ils ont supposé que ce continent, qui occupait la zone aujourd’hui recouverte par l’océan Pacifique, était une extension du massif d’Arequipa au Pérou.

Il se peut toutefois qu’il s’agisse de l’Amérique du Nord. Comme l’a souligné Heinrich Bahlburg, de l’université de Heidelberg en Allemagne, l’ancienne faune nord-américaine d’eau chaude se mêle à la faune d’eau froide du sud de l’Afrique et des îles Falkland (Malvinas) dans les strates de 400 millions d’années (Dévonien) du nord-ouest de l’Amérique du Sud. Si l’on ajoute à cela une déformation le long de la côte orientale de l’Amérique du Nord, connue sous le nom d’orogenèse acadienne, et la troncature des structures montagneuses le long de la marge sud-américaine, on constate que les Laurentides ont balayé le nord-ouest de l’Amérique du Sud au Dévonien. On trouve même des calcaires ordoviciens avec des trilobites sud-américains – une autre carte de visite – à Oaxaca au Mexique. Ce n’est qu’après que l’Amérique du Nord se soit finalement éloignée de la marge proto-andine que la Cordillère des Andes actuelle a commencé à se développer.

Quelque 150 millions d’années plus tard, l’Amérique du Nord est revenue entrer en collision avec l’Europe du Nord, l’Asie et le Gondwana. La Pangée – avec pour sutures l’Oural, les montagnes armoricaines de Belgique et du nord de la France, les Ouachitas et les plus jeunes Appalaches – est née des collisions de ces continents. Après une odyssée de 500 millions d’années, l’Amérique du Nord avait enfin trouvé un endroit où se reposer. Mais pas pour longtemps. Dans 75 millions d’années supplémentaires, elle s’est séparée de l’Afrique lors de la rupture de la Pangée, pour se diriger vers sa position actuelle.

Pendant l’été austral de 19931994–six ans après mon premier aperçu des monts Pensacola et des lueurs de l’odyssée de l’Amérique du Nord–je suis retourné en Antarctique. Cette fois, avec mon collègue Mark A. Helper, deux étudiants diplômés et deux alpinistes, j’ai exploré la chaîne Shackleton et la terre des Coats près de la mer de Weddell. D’après mes simulations informatiques, c’est là que les roches Grenville d’Amérique du Nord ont été projetées il y a 750 millions d’années. Les géologues de l’Antarctique ont longtemps considéré ces zones comme anormales.

À la fin de notre visite à Coats Land, nous nous sommes encordés, avons ramassé nos piolets et sommes remontés dans un autre petit avion. Pesant sur nos sacs – et sur l’avion, qui gémissait dans les airs – se trouvaient les échantillons de roche que nous avions glanés ce jour-là. Dans les laboratoires de mes collègues Wulf A. Gose et James N. Connelly, nous nous sommes assis pour analyser ces roches.

Preuves convaincantes
Nos idées sur l’aspect de la Terre avant la Pangée, décrites pour la première fois dans ce magazine en 1995, ont stimulé une grande activité au sein de la communauté géologique. Elles offraient la première hypothèse vérifiable concernant la géographie mondiale à la fin du Précambrien et au début du Paléozoïque – l’époque critique où les organismes unicellulaires ont évolué vers des créatures multicellulaires à corps mou, puis vers des invertébrés à coquille dure et, enfin, vers des vertébrés primitifs.

Au cours de la dernière décennie, l’intérêt pour le supercontinent Rodinien qui a précédé la Pangée a donné naissance à des centres de recherche et à des programmes internationaux visant à étudier l’assemblage, la géographie et la fragmentation de ce supercontinent. Un résultat connexe de cette effervescence scientifique est l’hypothèse de la « Terre boule de neige », qui propose que la Terre était couverte de glace au niveau de la mer jusqu’à l’équateur il y a 600 millions à 700 millions d’années, au moment de la fragmentation de Rodinia et de la formation du bassin de l’océan Pacifique.

L’hypothèse de la Terre boule de neige postule un environnement mondial extrême qui remet en question notre compréhension du climat passé, présent et futur. Si elle est confirmée, cela signifierait qu’une période dramatiquement froide a directement précédé l’explosion de la vie multicellulaire qui s’est produite il y a environ 545 millions d’années. Comme les prévisionnistes s’appuient sur la répartition des masses continentales pour concevoir des modèles climatiques informatiques, notre étude plutôt ésotérique des anciens supercontinents a clairement pris une importance accrue ces dernières années.

Avec l’absence de plancher océanique antérieur à la Pangée et la nature fragmentaire des preuves provenant des continents, les avis concernant cette période de l’histoire de la Terre divergent inévitablement. Certains experts doutent même de l’existence même du supercontinent rodinien du Précambrien tardif décrit dans cet article – des doutes difficiles à concilier avec les milliers de kilomètres de marges continentales riftées du Précambrien tardif préservées.

D’autres chercheurs ont utilisé les mêmes données que celles sur lesquelles nous nous sommes appuyés pour parvenir à des notions radicalement différentes de la façon dont ce supercontinent pré-Pangée a pu se présenter. Au lieu d’une connexion entre le sud-ouest des États-Unis et l’Antarctique oriental, par exemple, certains experts proposent que le sud-ouest des États-Unis et le Mexique étaient connectés au sud-est de l’Australie. Une idée plus ancienne a également été relancée, selon laquelle la Sibérie aurait été séparée de la marge proto-pacifique de l’Amérique du Nord. Néanmoins, deux séries de preuves me persuadent que notre concept de l’aspect de la Terre avant la Pangée est le bon.

Tout d’abord, les fruits de notre voyage de 1993-1994 en Antarctique : les spécimens de roches que nous avons obtenus à Coats Land. Les données paléomagnétiques obtenues à partir de ces roches montrent en effet que cette partie de l’Antarctique aurait pu être adjacente au noyau de l’actuelle Amérique du Nord lorsque les roches se sont formées sous forme de dépôts volcaniques, il y a environ 1,1 milliard d’années. De vastes coulées de lave de cet âge sont exposées près du lac Supérieur et s’étendent dans le sous-sol à travers le Kansas jusqu’au Texas trans-Pecos, la province de Keeweenawan. Bien que des dépôts identiques existent dans tout le sud de la province d’Umkondo en Afrique, mes collègues Jim Connelly, ici à Austin, et Staci Loewy, de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, ont démontré que nos roches de Coats Land contiennent des isotopes de plomb qui correspondent à ceux de la province de Keeweenawan en Amérique du Nord – mais qui sont bien distincts de la composition isotopique des laves d’Umkondo en Afrique.

Deuxièmement, les preuves suggèrent de plus en plus que les calcaires du paléozoïque inférieur de la précordillère du nord-ouest de l’Argentine proviennent d’Amérique du Nord – encore une autre carte de visite géologique révélant l’ancienne présence de l’Amérique du Nord au large de la marge pacifique de l’Amérique du Sud. Les travailleurs des deux continents qui ont analysé les roches de la Précordillère argentine ont montré sans équivoque qu’elles provenaient d’Amérique du Nord.

On ne sait toujours pas si ces anciens calcaires nord-américains sont arrivés en Amérique du Sud sous la forme d’un microcontinent de type Madagascar ou par un transfert résultant d’une collision continent-continent – comme l’Italie a été transférée bien plus tard de l’Afrique à l’Europe lorsque ces deux continents sont entrés en collision. Pourtant, quelle que soit la manière dont elles ont été transférées en Amérique du Sud, ces roches calcaires offrent la preuve la plus solide possible que l’Amérique du Nord a effectivement fait un tour complet de la marge pacifique de l’Amérique du Sud au cours du Paléozoïque et que l’Amérique du Nord ancestrale est probablement née quelque part entre les parties actuelles antarctique-australienne et sud-américaine-africaine d’un supercontinent pré-Pangée.

L’AUTEUR
IAN W. D. DALZIEL étudie la géologie de l’Antarctique, des Andes, des Calédonides et du Bouclier canadien depuis l’obtention de son doctorat à l’Université d’Édimbourg en 1963. Il est actuellement professeur de recherche et directeur associé de l’Institut de géophysique de l’École de géosciences Jackson de l’Université du Texas à Austin. En 1992, Dalziel a reçu la médaille Murchison de la Geological Society of Londons. En plus de ses nombreux voyages géologiques, il aime visiter des endroits sauvages, de préférence en famille. Lorsqu’il est à Austin, il fait de la godille sur le lac Town Lake.