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SILURIEN

Le Silurien est le système du Paléozoïque qui s’intercale entre l’Ordovicien et le Dévonien. Ce terme est tiré du nom d’une ancienne tribu du Shropshire, dans le pays de Galles, celle des Silures. Il fut proposé en 1835 par R. I. Murchison pour désigner «les terrains de transition» sous-jacents à l’«Old Red Sandstone»; ainsi conçu, le Silurien contenait l’Ordovicien. La séparation des deux systèmes, proposée en 1879 par C. Lapworth, fut peu suivie. En 1894, M. Munier-Chalmas et A. de Lapparent créaient un nouveau terme pour désigner les terrains compris entre l’Ordovicien et l’Old Red Sandstone: le Gothlandien , du nom de l’île de Gotland en Suède, où des terrains de cet âge affleurent largement. Cependant, défini de cette manière, le Gothlandien faisait double emploi avec le Silurien anglais. Il ne fut donc accepté ni par les Anglo-Saxons ni par les Scandinaves, qui arguent du fait que l’ensemble du système n’est pas complet à Gotland; cependant, en France et en Allemagne, le terme «Gothlandien» a été employé jusqu’à une époque récente.

La période silurienne a duré 27 millions d’années environ. On peut dire qu’avec elle se termine le Paléozoïque inférieur; le Silurien fait en effet transition entre ce dernier et le Paléozoïque supérieur dans tous les domaines: structural, paléogéographique, biologique. Les principales phases de l’orogenèse calédonienne (mis à part la phase taconique), qui se situent dans le Silurien, ont contribué à modifier considérablement la paléogéographie. La faune marine d’Invertébrés voit se développer, d’une part, certains types de Graptolithes pélagiques et, d’autre part, des Brachiopodes Articulés et des Bivalves qui accompagnent les Trilobites, moins nombreux dans les ensembles coquilliers de la faune littorale. Les faunes continentales dulçaquicoles commencent à s’épanouir avec des Vertébrés Agnathes et quelques Arthropodes.

1. Chronologie et subdivisions

La base du Silurien se situe à la fin de l’épeirogenèse taconique, c’est-à-dire vers 漣 435 millions d’années. La période s’est terminée il y a environ 408 millions d’années.

La stratigraphie du Silurien peut être en gros subdivisée en trois périodes auxquelles sont conservés le plus souvent les noms gallois qui leur sont consacrés dans la terminologie anglaise: le Llandovery sensu lato (ou Valentien ), le Wenlock et le Ludlow . Ces trois périodes sont le mieux caractérisées par des Graptolithes. Ceux-ci permettent d’ailleurs de subdiviser le système silurien en zones beaucoup plus fines: dans la stratigraphie classique établie sur les Graptolithes, en 1925, par G. L. Elles, le Silurien commence avec la zone 16 et se terminerait avec la zone 36 (cf. tableau). Cependant, on sait que les Graptolithes Monograptides, qui commencent avec la zone 17, ont duré bien au-delà de la zone 36, au moins jusqu’à la base de l’Emsien (qui représente la fin du Dévonien inférieur). Pratiquement, le Downton, avec lequel se termine le Silurien anglais et qui équivaut au Gédinnien, début du Dévonien ardennais ^{[cf. GÉDINNIEN]}, constitue des couches de passage entre Silurien et Dévonien: le Siluronien (A. W. Grabau).

2. Phénomènes géologiques majeurs

Orogenèse et épeirogenèse

Succédant exactement à l’épeirogenèse taconique, c’est au cours du Silurien que s’est produite la plus grande partie de l’orogenèse calédonienne, en particulier la «phase ardennaise», entre le Ludlow et le Downton. Elle soudait les éléments du continent des Vieux Grès rouges (Amérique du Nord et nord de l’Europe occidentale) en faisant disparaître le «Protoatlantique».

Le Silurien XIV (Valentien) fut une période assez calme, animée par les derniers soubresauts des mouvements taconiques. On note d’ailleurs alors la présence d’une terre élevée alimentant le sillon appalachien, à partir de l’est, en sédiments détritiques. Cette terre, rajeunie plusieurs fois pendant le Silurien, a reçu le nom d’Appalachia. Selon les données mobilistes de la tectonique globale, il est vraisemblable que l’Appalachia n’est autre qu’une partie de la côte occidentale d’Afrique, avec les îles atlantiques, plus précisément les côtes marocaines et maurétanes. Toujours au Silurien XIV, des charriages importants se sont produits en Grande-Bretagne, le long de la mer d’Irlande et dans le district des Lacs. Des contrecoups de ces mouvements sont décelables dans le Massif armoricain.

Au Silurien XV (Wenlock), les aires continentales jouxtant l’orogène calédonien ont commencé de se soulever: c’est le cas de la Scandinavie, qui se transforme, elle aussi, en aire de dénudation, source de sédiments détritiques pour les bassins qui l’entourent, par exemple à l’est. Les parties restées marines deviennent très instables, telles que la région alors récifale du Gotland, qui subit des accès de subsidence.

Le Silurien XVI marque le paroxysme de l’activité tectonique avec la phase ardennaise, tout à la fois orogénique dans les régions géosynclinales (géosynclinal calédonien, géosynclinal paléocathaysien de Chine et ses satellites de Birmanie, entre autres) et épeirogénique dans l’ensemble des continents (Scandinavie, Ukraine, Groenland, Grande-Bretagne); ceux de l’hémisphère Nord se soudent en formant le continent des Vieux Grès Rouges, lequel subsistera avec peu de changements pendant tout le Paléozoïque supérieur, où il prendra le nom de continent Nord-Atlantique. Dans les régions de l’Europe moyenne restées marines, l’instabilité est sensible (par exemple en Bohême). L’épeirogenèse ne se limite pas au continent des Vieux Grès rouges; les mouvements ardennais atteignent aussi les régions circumarctiques (Nouvelle-Zemble, Oural, Sibérie) et l’Asie centrale (Altaï, Kazakhstan).

Il ne serait pas exact de penser que cette crise n’atteignit que les continents laurasiens. L’épeirogenèse a affecté le Sahara et une partie de l’Afrique du Nord, tandis que la «phase de Bowning» faisait émerger presque tout le continent australien, à l’exception des fosses de Melbourne et de Hill End. Il semble que des mouvements inverses, subsidents, ne se soient vraiment manifestés que dans le sud de l’Afrique (bassin du Cap) et de l’Amérique du Sud (bassin des Falkland).

Volcanisme et granitisation

Une activité volcanique n’a cessé de se manifester pendant tout le Silurien. Elle fut de plus en plus importante, avec des basaltes s’épanchant dans l’Oural oriental et l’Europe centrale (spilites sous-marines de Bohême et de Pologne). Mais un volcanisme andésitique prenait possession de tout l’est de l’Australie jusqu’à la Nouvelle-Galles du Sud, se terminant par la mise en place de granites au Siluronien. Dans l’est du Canada et jusqu’aux provinces maritimes, des coulées de basalte et d’andésite se développent, en relation avec des intrusions fissurales.

Le paroxysme de ce volcanisme se produisit au Siluronien, gagnant le reste de l’Oural (polaire et moyen), de Kazakhstan, le pré-Balkash, les dépressions sibériennes de Minousinsk et de Touva. Des granites se mettaient alors en place dans tout l’Oural, où ils sont accompagnés de mines métalliques, ainsi qu’à l’ouest de la mer d’Aral.

Transgressions et régressions

La fin de l’Ordovicien a été le siège d’une importante glaciation, celle de l’Ashgill, qui, bien qu’elle n’ait eu qu’une faible durée paroxysmale, s’est accompagnée de l’habituelle phase régressive due au stockage de l’eau sous forme de glace à la surface, dans ce cas particulier, surtout du continent africain et d’une partie de l’Amérique du Sud. Aussi, et malgré la tendance des aires continentales à se soulever pendant le Silurien, ce système a-t-il débuté par une transgression eustatique, comparable à celle qui s’est produite récemment, après les glaciations pléistocènes. Cette transgression mondiale s’est manifestée sur tous les géosynclinaux; en outre, la mer a pénétré dans tous les bassins, parmi lesquels les nouveaux bassins de Rhadamès, de Mourzouk et de Koufra. Cette transgression est intervenue progressivement sur la plate-forme saharienne, que les inlandsis avaient maintenue à une altitude anormalement faible; elle atteignit les Tassilis, l’Ahnet et les Ajjer, ainsi que le sud du Mouydir. D’abord peu salée, comme l’actuelle mer Baltique, la mer devenait de salinité normale, et, dans certains cas, pouvait être sursalée. La trangression silurienne sur l’Afrique était devenue l’une des plus larges de tous les temps; du nord vers le sud, elle atteignit In Guezzam dès le Silurien XIV, tandis que, par un golfe s’ouvrant au sud-ouest, la mer pénétrait en Guinée.

Par le jeu de la même transgression eustatique, une mer très peu profonde s’étendait aussi sur le sud de la Scandinavie, la Bohême et le Moyen-Orient.

Cependant, les actions épeirogéniques, en faisant s’élever, comme nous l’avons vu, la plus grande partie des aires continentales, ont rapidement contrarié puis annulé les effets de la transgression eustatique, aboutissant à une large extension des terres émergées, donc à une régression. L’abaissement du niveau de base entraînait alors une érosion intense et une abondante sédimentation dans les points bas, c’est-à-dire en particulier les bassins intramontagneux de l’aire calédonienne. Cette sédimentation molassique constitue dans la zone de climat aride et semi-aride des dépôts colorés par des oxydes de fer: ce sont les Vieux Grès rouges ^{[cf. GRÈS ROUGES]}.

3. Paléoclimatologie et paléogéographie

À partir du Silurien, la position relative des pôles et des continents s’est trouvée progressivement modifiée, ainsi qu’en témoigne, au Siluronien, la présence de glaces marines dans les bassins de l’Afrique du Sud et des Falkland. Les déplacements continentaux, peut-être ceux-là même qui ont abouti à l’ensemble des chaînes calédoniennes, ont donc amené un changement important dans les climats planétaires. Ce changement s’est fait progressivement et, comme le début du Silurien fut une période de transgression et d’uniformisation, les modifications ne furent pas radicales. Ainsi, là où se plaçait la zone tropico-équatoriale de l’Ordovicien supérieur, c’est-à-dire la province américano-arctique, persistent les récifs coralliens, indices de chaleur. Ce sera le climat de toute l’histoire silurienne de l’île suédoise de Gotland. Les récifs sont présents en Extrême-Orient (Japon) et en Australie. Peu à peu s’installe aussi une zone aride subtropicale, parsemée de bassins d’évaporation comme celui du Michigan. Cette zone aride subtropicale inclut, dès le Ludlow, la quasi-totalité du continent des Vieux Grès rouges, dont la rutilance suggère une comparaison avec les climats semi-arides de mousson tropicale. Les bassins d’évaporation s’étendent alors en divers points de l’Amérique du Nord (bassin de Salina, Michigan) et dans le nord de la Sibérie (Severnaya Zemlya et Verkhoïansk). Au Downton, les sédiments marins calcaires deviennent plus rares, si bien que l’on peut penser à un refroidissement général des mers, en corrélation avec le soulèvement épeirogénique des continents.

Les éléments qui viennent d’être cités montrent que la Paléogéographie du Silurien a subi des variations rapides et cohérentes. Pendant les 25 millions d’années qu’a duré ce système s’est opéré le passage de la disposition du Paléozoïque inférieur, centrée sur le Protoatlantique et les géosynclinaux calédoniens encore inondés, atteignant le Pacifique au niveau de la fosse andine, à la disposition du Paléozoïque supérieur, centrée sur le continent Nord-Atlantique, coupant parfois les mers américaines et celles de l’Eurafrique, mais établissant une liaison terrestre permanente entre les continents. Les communications marines vont se faire essentiellement au niveau des géosynclinaux du système varisque et de la Téthys, qui se trouve dès lors placée dans la zone chaude, ce qui n’était pas le cas au Cambrien et à l’Ordovicien.

L’homogénéisation des faunes téthysiennes de l’Amérique du Nord jusqu’en Extrême-Orient et en Australie devient un fait permanent, tandis que les mêmes mers vont presque acquérir le monopole des constructions récifales à partir du Siluronien.

4. La vie au Silurien

Paléoécologie

De ce point de vue, on peut dire également que les faunes et les flores siluriennes marquent un tournant dans les types de répartition entre le Paléozoïque inférieur et le Paléozoïque supérieur. Le style moderne des biocénoses fut acquis au Silurien, sans doute parce que les conditions de température, de météorologie, de cosmographie et peut être même de pression d’oxygène dans l’atmosphère avaient atteint des caractéristiques comparables aux données actuelles. C’est vraiment à partir du Silurien que l’on peut appliquer aux êtres vivants la méthode uniformitaire de comparaison directe avec les ensembles d’aujourd’hui. L’essentiel des biocénoses marines demeure la prairie coquillère dans laquelle se rencontrent surtout des Brachiopodes, des Trilobites encore abondants, des Échinodermes, abondants par places, et des Mollusques. Certaines de ces biocénoses avaient un support algaire, soit d’algues calcaires, soit plus souvent d’algues non minéralisées, développant des prairies fixées comme des herbiers ou flottantes comme des sargasses. Dans ces cas, la faune subordonnée était très caractéristique, fixée parfois en épiphyte, voire épiplanctonique (c’est le cas de nombreux Bivalves comme les Cardiolidés et certains Praecardiidés) ou bien flottant au sein de masses végétales (par exemple la plupart des Graptolithes).

Ces biotopes algaires ont généralement donné naissance à des sédiments schisteux noirs, ayant conservé une grande richesse en matière organique, se traduisant parfois par une teneur élevée en hydrocarbures. Ces sédiments correspondent à des fonds acides développant un milieu anaérobie, le plus souvent toxique pour les Invertébrés et dans lequel se poursuit le cycle bactérien des sulfures; c’est un «sulphuretum». Les sulfures de fer y sont fréquemment conservés et même épigénisent le test de certains fossiles (pyriteux).

D’autres communautés du Silurien se sont développées en milieu calcaire ou gréso-calcaire. Les Invertébrés du benthos sessile ou vagile y ont prospéré. Les Crinoïdes y ont constitué de véritables prairies animales, en particulier au Siluronien, avec Scyphocrinites elegans , Crinoïde pourvu d’un curieux système d’ancrage ou de flottaison, dont on rencontre les restes sur toute l’Europe moyenne, le nord de l’Afrique et l’ouest de l’Amérique du Nord. À ce milieu gréso-calcaire ou calcaire sont liés des récifs peu nombreux et petits, riches en polypiers Tabulés, avec quelques Rugueux, déjà en plein essor. Les premiers Calcéolidés, Rugueux isolés dont une partie du polypier s’articule pour former un couvercle, se développent dans ces parages mais suggèrent une adaptation tidale. Les Bryozoaires et les Brachiopodes abondent.

L’endofaune à gros Bivalves (Praecardiidés) fait son apparition mais ne se développera bien qu’au Dévonien.

Les Biotopes continentaux ne furent opérationnels qu’à partir du Siluronien. Cependant, les conditions du développement des plantes, des Vertébrés et des Arthropodes dulçaquicoles et subaériens se sont précisées au Silurien. Les premières Trachéophytes apparurent dans des milieux marins littoraux du Siluronien, mais elles y sont encore peu nombreuses.

Paléontologie

Les Algues se sont largement développées dans les biotopes favoris du Silurien, mais leurs divers groupes étaient déjà bien représentés auparavant. On doit signaler l’apparition de très grandes formes, voisines des Laminaires, qui prennent possession du pourtour septentrional de l’ancien inlandsis saharien (Arbey, 1971); Prototaxites et Nematophycus , qui offrent de véritables troncs, surviennent aussi. D’immenses surfaces d’estran sont couvertes de traces qui furent peut-être des algues: ce sont les Arthrophycus ou Harlania du Sahara oriental et de l’est de l’Amérique du Nord. Parmi les Algues calcaires, les Solénoporacées (algues rouges) continuent leur développement et les Dasycladacés deviennent plus fréquentes. À ces dernières on tend aujourd’hui à rapporter Receptaculites .

Les Protozoaires de cette période sont de mieux en mieux connus, avec des Radiolaires et des Foraminifères surtout arénacés. Les Chitinozoaires, dont une partie au moins sont des pontes d’Annélides, ne prennent vraiment leur essor qu’au Silurien.

Les Spongiaires apportent aux faunes une contribution normale. Les Stromatopores, qui doivent finalement leur être rapportés, subissent une poussée évolutive dans les récifs du Silurien XIV du Canada, du Groenland, d’Écosse et d’Estonie. Ces récifs sont surtout riches en polypiers. Parmi ceux-ci dominent les Tabulés, dont la position systématique est incertaine (Halysitidés, Favositidés, Héliolitidés, Auloporidés, syringophyllidés). Les Rugueux sont encore discrets, avec principalement des formes simples (par exemple des Calcéolidés), mais leurs formes coloniales commencent à s’imposer, surtout au Silurien XV et au Siluronien XVI. Toujours dans les zones construites ou riches en vie, les Bryozoaires ne manquent jamais, et un genre apparaît qui sera très important au Paléozoïque supérieur: Fenestella .

Les Brachiopodes évoluent intensément. Parmi les familles d’avenir, citons les Spiriférides, les Chonétides, les Térébratulides. Les Pentamérides ne dépasseront pas le Dénovien, mais ils ont eu leur importance. À leur voisinage doivent être cités les Stricklandiidés, grosses coquilles qui caractérisent un biotope subrécifal du Silurien XIV.

Les Graptolithes atteignent leur apogée avec surtout des Graptoloïdes, qui évoluent vite et caractérisent des zones. À partir de la zone 17, les types bisériés disparaissent et les Monograptidés se développent seuls. Les Dentroïdes continuent d’ailleurs d’être présents.

Les Mollusques se développent: les Monoplacophores constituent deux familles bien distinctes; les Gastéropodes abondent, ainsi que les Bivalves, avec des formes très caractéristiques comme Cardiola , Hercynella , de nombreux Praecardiidés (dans le Siluronien) en un genre récifal, Megalomus . Les Céphalopodes sont représentés par des Nautiloïdes, un peu moins divers qu’à l’Ordovicien, mais avec des types étranges dont l’ouverture est rétrécie (Oncocérides, Discocérides).

En ce qui concerne les Arthropodes, les Trilobites déclinent puisqu’ils n’offrent guère de nouveautés. Les Phacopoïdes et les Odontopleuroïdes sont parmi les mieux représentés; on observe aussi le développement des Proetacés (par exemple, Aulacopleura ). Les Euryptérides prédateurs atteindront leur apogée au Siluronien, mais auparavant ils gagnent les eaux douces, dont les biotopes sont riches en algues, et c’est dans les environnements deltaïques qu’ils donnent naissance aux premiers Scorpions, lesquels sont des animaux aquatiques (Dolicophonus au Silurien XIV, Palaeophonus au Silurien XV).

Les Échinodermes n’offrent de types vraiment nouveaux que dans les Crinoïdes. Les Cystoïdes, près de l’extinction, ont assez peu d’importance.

Les Vertébrés restent limités aux Agnathes, représentés par des Thélodontes et des Anaspides dès le Silurien XIV et, surtout au Siluronien, des Hétérostracés (Myxinoïdes) et des Céphalaspidomorphes.

• 1839; angl. silurian (1835); du lat. Silures, peuple bret. de la région du Shropshire, en Angleterre, où ce type de terrain fut découvert

adj. et n. m. GEOL Période silurienne ou, n. m., le silurien: troisième période de l'ère primaire (après l'ordovicien), caractérisée par l'apogée des trilobites.

|| De cette période.

⇒SILURIEN, -IENNE, adj.

GÉOL. Qui est relatif à la seconde période de l'ère primaire située entre le Cambrien et le Dévonien. Système, terrain silurien; faune silurienne. Des fougères gigantesques croissaient sur leurs bords, et dans des conditions analogues à celles de la végétation silurienne (VERNE, Enf. cap. Grant, t. 3, 1868, p. 182).

— Empl. subst. masc. [Gén. avec maj.] Cette période géologique. Les poissons ne se montrent que dans le Silurien; puis, au Dévonien supérieur, émergent les batraciens, qui seront les seules créatures marchantes jusqu'au début du Secondaire, où surgiront les reptiles, suivis de peu par les oiseaux et les mammifères (J. ROSTAND, La Vie et ses probl., 1939, p. 162).

Prononc. et Orth.:[], fém. [-]. Att. ds Ac. dep. 1878. Étymol. et Hist. 1839 adj. (DE BEAUMONT, Révolut. du Globe, p. 396 ds BONN., p. 133); 1904 subst. (Nouv. Lar. ill.). Empr. à l'angl. silurian « du pays des Silures » dér. du lat. Silures, -um désignant un peuple du Sud-Est du pays de Galles et proposé par Murchison en 1835 dans la dénom. d'une couche géol. (Silurian System, 1876 subst., v. NED et NED Suppl.²).

silurien, ienne [silyʀjɛ̃, jɛn] adj.

ÉTYM. 1839; angl. silurian, mot créé par Murchison, 1835; du lat. Silures, nom d'un peuple breton qui habitait la région du Shropshire, où ce type de terrain fut découvert.

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♦ Géol. Se dit des terrains représentatifs d'une période de l'ère primaire et de ce qui s'y rapporte. || Système silurien. || Faune silurienne. — N. m. || Le silurien, cette période.