Permien

Le Permien est un système géologique qui a duré de 298,9 ± 0,2 à 252,2 ± 0,5 millions d'années. C'est la dernière période du Paléozoïque, précédée par le Carbonifère et suivie par le Trias qui est le premier système du Mésozoïque. Le Permien a été nommé d'après la province russe de Perm où se situent des gisements fossilifères de cette période. La fin du Permien est marquée par la troisième des cinq principales extinctions de masse survenues sur Terre : c'est la plus sévère, qui, selon les estimations des scientifiques, a vu disparaître 70 % des espèces de la terre ferme et 96 % des espèces marines.

Permien
Dyas

Données clés

Notation chronostratigraphique	P
Notation française	r
Notation RGF	r
Stratotype initial	Perm (Russie)
Niveau	Période / Système
Érathème / Ère - Éonothème / Éon	Paléozoïque Phanérozoïque

Stratigraphie

Étendue

Début	Fin
298,9 ± 0,15 Ma	251,902 ± 0,024 Ma (extinction du Permien)

Carbonifère Trias

Mésozoïque

Sédimentaire

Fossiles stratigraphiques	fusulinidés ammonites

Subdivisions

• P. supérieur (Lopingien, ≃Thuringien)
• P. moyen (Guadalupien, ≃Saxonien)
• P. inférieur (Cisuralien, ≃Autunien)

Dyas : Zechstein et Rotliegend

Paléogéographie et climat

Reconstitution de la géographie terrestre au milieu du Permien (275 Ma)

Climat

Taux de O2 atmosphérique	env. 23 %vol (115 % de l'actuel)
Taux de CO2 atmosphérique	env. 900 ppm (3 fois le niveau d'avant la révolution industrielle)
Température moyenne	16 °C (+2 °C par rapport à l'actuel)
Niveau moyen des mers	+60 (début) à −20 (fin) m (par rapport à l'actuel)

Contexte géodynamique

• Trapps de Sibérie
• 280 Ma : formation de la Pangée

Faune et flore

Dimetrodon limbatus dévorant un Varanosaurus acutirostris, par le paléoartiste Dimitri Bogdanov

Évolution

• bipédie
• vol
• disparition des trilobites
• 290 Ma : cycadales (plantes en forme de palmiers)
• 252 Ma : archosauriens (≃reptiles)

Affleurements

Affleurements notables	Oural, Russie

Subdivisions

Comme pour toutes les périodes géologiques anciennes, les couches stratigraphiques de référence sont bien connues, mais leur datation exacte est sujette à des variations de quelques millions d'années suivant les mesures isotopiques et les auteurs. Les datations des subdivisions correspondent à celles de l'échelle des temps géologiques publiée en 2012 (Geologic Time Scale 2012, GTS2012).

La Commission internationale de stratigraphie divise le Permien en trois séries (ou époques) : le Cisuralien (298,9 ± 0,2 à 272,3 ± 0,5 Ma), le Guadalupien (272,3 ± 0,5 à 259,9 ± 0,4 Ma) et le Lopingien (259,9 ± 0,4 à 252,2 ± 0,5 Ma).

• Cisuralien (Cisuralian en anglais) :
  • Assélien (298,9 ± 0,2 - 295,5 ± 0,4 Ma)
  • Sakmarien (295,5 ± 0,4 - 290,1 ± 0,1 Ma)
  • Artinskien (290,1 ± 0,1 - 279,3 ± 0,6 Ma)
  • Koungourien (279,3 ± 0,6 - 272,3 ± 0,5 Ma)
• Guadalupien :
  • Roadien (272,3 ± 0,5 - 268,8 ± 0,5 Ma)
  • Wordien (268,8 ± 0,5 - 265,1 ± 0,4 Ma)
  • Capitanien (265,1 ± 0,4 - 259,9 ± 0,4 Ma)
• Lopingien :
  • Wuchiapingien (259,9 ± 0,4 - 254,2 ± 0,1 Ma)
  • Changhsingien (254,2 ± 0,1 - 252,2 ± 0,5 Ma)

Particularités locales

En Europe du Nord et centrale, et particulièrement dans la littérature germanique et ancienne, on trouve une division du Permien différente, en deux parties, avec des séries du Rotliegend (-302 Ma à -258 Ma) suivies de séries du Zechstein (-258 Ma à -251 Ma). Lorsque l'on fait référence à ces deux divisions du Permien, on parle alors non plus de Permien, mais de Dyas (par analogie avec le Trias qui lui, comporte trois divisions) et ce Dyas s'étend alors de -302 Ma à -251 Ma.

Paléogéographie et climat

Le niveau moyen de la mer est resté assez bas durant le Permien. Toutes les masses continentales, à l'exception d'une portion de l'Asie du Sud-Est, étaient agglomérées en un seul supercontinent appelé Pangée, qui s'étendait de l'équateur aux pôles, entouré par un océan nommé Panthalassa (la « mer universelle »). Cette période géologique voit le début du processus de rifting qui entraîne le morcellement de la Pangée. Se développe ainsi la Téthys, un paléo-océan qui s'ouvre progressivement à partir du Permien supérieur d'est en ouest à travers la Pangée.

Ce grand continent crée des conditions climatiques impliquant de grandes variations de température et de précipitations (donc d'érosion) selon les saisons et les moments de la journée. En son centre, la température peut passer de 0 °C à 40 °C dans la journée, ce qui fait apparaître, chez diverses espèces originaires de lignées différentes, des « voiles » thermorégulatrices, permettant de capter le soleil au matin, et d'évacuer la chaleur dans la journée. Dans les régions polaires australes, correspondant à l'actuel bassin du Congo, perdure un inlandsis présent depuis le Carbonifère, mais le reste de la Pangée connait des conditions climatiques arides avec des températures élevées et de faibles précipitations.

Reconstitution de la géographie terrestre à la fin du Permien (250 Ma) : AR = Amourie ; NC = Chine du Nord ; SC = Chine du Sud ; PA= océan Panthalassique ; PT = océan Paléotéthys ; NT = océan néotéthys. Rouge : orogénèses. Noir : zone de subduction. Vert : zones d'expansion.

Faune et flore

La faune a connu quelques évolutions intéressantes à cette période : on y note notamment l'apparition de la bipédie temporaire avec Aphelosaurus dès le Permien inférieur et la bipédie très probablement permanente avec Eudibamus à la même époque. Des animaux vertébrés volants font leur apparition avec Coelurosauravus au Permien supérieur (vol planant et non battu). Les synapsides sont les premiers amniotes ayant prospéré et qui se sont considérablement diversifiés lors de cette époque. Les synapsides du Permien comprenaient quelques membres importants tels que Dimetrodon et Edaphosaurus. Leurs adaptations spéciales les ont permis de s'épanouir dans le climat plus sec du Permien et ayant atteint des tailles considérables pour dominer les autres tétrapodes. Durant le début du Guadalupien, un nouveau groupe de synapsides, les thérapsides, vont dominer l'immense majorité des faunes du Permien et du Trias.

Les formes de vie dominantes sont diverses : plantes comme les fougères qui dispersent des spores, grands amphibiens principalement temnospondyles, premiers reptiles, thérocéphales (« reptiles mammaliens ») incluant les ancêtres des futurs mammifères et archosaures incluant les ancêtres des futurs dinosaures. La vie marine est riche en mollusques, échinodermes et brachiopodes. Les derniers trilobites ont disparu avant la fin du Permien. Les conditions plus sèches ont favorisé les gymnospermes comme les « fougères à graines » telles les glossoptérides, et les premiers conifères (arbres modernes), apparus durant le Permien. C'est aussi du Permien que datent les fossiles de la plus grande « libellule » jamais identifiée, Meganeuropsis, qui dépasse de peu la fameuse Meganeura du Carbonifère de la taille d'un chat.

Les coquilles fossilisées d'espèces non-vertébrées sont souvent utilisées pour identifier les strates géologiques du Permien : les fusulinidés, foraminifères benthiques qui disparaissent quasi totalement à la limite entre le Permien moyen et supérieur, et les ammonites (principalement goniatites) dont l'équivalent moderne est le Nautile. D'autres marqueurs stratigraphiques pour le Permien sont les dents de conodontes, organismes marins d'aspect vermiforme, disparus à la fin du Trias (peut-être apparentés aux vertébrés, bien que cette hypothèse soit discutée).

• 
  Restitution paléoartistique par Dimitri Bogdanov d’Edaphosaurus, un pélycosaure herbivore et, à ses pieds, Platyhystrix, un amphibien, pourvus de voiles thermorégulatrices, adaptations aux contrastes thermiques journaliers.
• 
  Restitution par D. Bogdanov de Dimetrodon et d’Eryops.
• 
  Restitution par D. Bogdanov d'un groupe d'Estemmenosuchus uralensis en compagnie d'un Eotitanosuchus.
• 
  Restitution par D. Bogdanov d'un Titanophoneus dévorant un Ulemosaurus.
• 
  Restitution par D. Bogdanov d’un Inostrancevia alexandri attaquant un Scutosaurus juvénile.

Les extinctions

Intensités des extinctions de masse survenues dans les océans. Celle du Permien-Trias, notée End P, est la plus importante.

Selon les auteurs, on reconnaît au moins trois, peut-être quatre crises pendant le Permien, dont la dernière, tout à la fin du Permien, est de loin la mieux connue et probablement la plus sévère. La plus ancienne peut avoir eu lieu autour de la limite Sakmarien/Artinskien ou autour de la limite Artinskien/Kungurien. Elle peut même être avoir consisté en un lent déclin de la biodiversité pendant le Sakmarien et l'Artinskien, mais une étude récente sur des synapsides de ces étages n'a pas pu la mettre en évidence. La seconde crise, qui semble avoir eu un impact plus important sur les synapsides, a eu lieu autour de la limite Kungurian/Roadien, qui est aussi la limite Cisuralien/Guadaloupien, mais cette crise semble avoir consisté en un déclin progressif de la biodiversité s'étendant sur quelques millions d'années. La troisième a eu lieu vers la fin du Guadaloupien et semble avoir été assez sévère chez les vertébrés continentaux. Elle a entre autres éliminé les dinocéphales, un groupe de thérapsides qui était assez abondant pendant le Wordien et le Capitanien. Le dernier varanopidé connu date du Capitanien, mais ce groupe (ainsi que les autres synapsides basaux) était peut-être éteint avant la crise de la fin de cet étage.

Le système Permien se termine vers -251,4 millions d'années par la plus grande extinction d'espèces connue, couramment nommée « crise du Permo-Trias ». Selon les estimations scientifiques, 75 % des espèces terrestres et 96 % des espèces marines disparaissent. Parmi les espèces animales et végétales qui disparaissent, citons les trilobites, les graptolites, certaines fougères, certains coraux ou encore de nombreux groupes de tétrapodes, dont de nombreux dicynodontes, les gorgonopsiens, pareiasaures et de nombreux temnospondyles. De toutes les lignées d'Ammonites fort diversifiées depuis le Dévonien, seuls deux genres survivent : les Prolecanitida et les Ceratitida, à partir desquels le groupe se diversifiera à nouveau au Mésozoïque.

Les causes de cette extinction massive sont toujours discutées entre scientifiques. Les plus souvent citées sont une asphyxie des océans (ou anoxie), un volcanisme majeur en Sibérie, une baisse importante du niveau de la mer (ou régression) ou une combinaison de plusieurs causes.

Les indices d'un impact météoritique datant de cette époque ont récemment été découverts en Antarctique (2006), dans la Terre de Wilkes : on évalue le diamètre de cette météorite à 48 km. D'autres sites probables d'impacts météoriques ont été relevés, comme le cratère de Bedout situé au large des côtes australiennes. Cependant certains géologues avancent que Bedout est l'empreinte d'un phénomène volcanique.

Quelles qu'en soient les causes initiales, la plupart des indicateurs paléontologiques et géochimiques convergent à attribuer l'extinction massive à une dégradation très marquée de l'environnement.

Affleurements du Permien

La chaîne hercynienne marquée par des torsions (« virgations »).

Au Permien, la tectogenèse hercynienne principale est achevée et la chaîne hercynienne est progressivement réduite par l'érosion, formant une plate-forme continentale, tandis que les sédiments détritiques issus du démantèlement de ces montagnes s'accumulent dans des bassins sédimentaires.

Plusieurs zones sont particulièrement riches en affleurements de dépôts datant du Permien.

Pour les sédiments marins :

• les versants occidentaux de l'Oural, près de Perm en Russie ;
• la Chine ;
• l'État du Texas aux États-Unis où le bassin permien présente l'un des dépôts les plus épais connus, particulièrement dans les Guadalupe Mountains (qui ont donné leur nom au Guadalupien) ;
• les chaînes de montagnes situées entre les Dolomites italiennes et l'Himalaya : Dolomites, Dinarides, Hellénides, Monts Taurus, Zagros, Oman, Himalaya senso lato.

Pour les sédiments continentaux :

• les montagnes de l'Oural, près de Perm ;
• les régions d'Arlit et d'Agadez au Niger, où deux nouveaux fossiles d'amphibiens (Nigerpeton ricqlesi et Saharastega moradiensis) ont été trouvés en 2003 dans la formation de Moradi, laissant penser qu'il y avait dans cette zone des formes de vies différentes de celles d'Afrique australe et de Russie ;
• les bassins du Karoo (Afrique du Sud) et de Bowen (Australie).

Voir aussi

Bibliographie

• (en) F.M. Gradstein, J.G Ogg, M. Schmitz et G. Ogg, The Geologic Time Scale 2012, Elsevier, 2012, 1176 p. (ISBN 978-0-444-59448-8, lire en ligne).
• (en) Felix M. Gradstein, James G. Ogg et Alan G. Smith, A Geologic Time Scale 2004, Cambridge, Cambridge University Press, 2005, 610 p. (ISBN 0-521-78142-6)

Articles connexes

• Échelle des temps géologiques
• Point stratotypique mondial (PSM)
• Paléozoïque

Liens externes

• (en) « International Commission on Stratigraphy. Subcommission on Permian Stratigraphy »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}, sur stratigraphy.org.
• (en) University of California avec une stratigraphie plus moderne du permien
• (en) Université de Berkeley avec une stratigraphie plus classique

Frise chronologique des éons, ères, systèmes de l'Histoire de la Terre.

 

Frise chronologique des ères, systèmes, séries du Phanérozoïque

 

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