Géologie du Grand Nord de la France et de la Belgique
La Terre s'est constituée il y a 4,55 milliards d'années. Très rapidement la vie est apparue sur notre planète.
Si du graphite dans des métasédiments au Groenland datés de -3,8 milliards d'année semble être d'origine organique, des fossiles certains d'archéobactéries ont pu être daté de -3,46 milliards d'années. Les archéobactéries sont des procaryotes, des cellules sans noyau ni organite, tout comme les eubactéries (étymologiquement les vraies bactéries). Les cyanobactéries sont des eubactéries particulières, capables de fixer l'azote et de le transformer en énergie, libérant du dioxygène par photosynthèse. Les eucaryotes (cellules à vrai noyau), sont apparus vers -2,5 à -2,1 milliards d'années. Les eucaryotes pourraient descendre de cyanobactéries.
Vers -700 à -600 millions d'année, apparaissent les premiers métazoaires, tel les cnidaires (méduses) ou les "vers". A la fin du Protérozoïque, le développement de la vie s'accélère. Vers -570 millions d'années, apparition d'organismes triploblastiques, à plus de deux couches cellulaires (découvertes de fossiles en Chine au début des années 1990'). La faune d'Ediacara (période s'étalant de -635 à -542 Ma) est particulièrement évoluée et variée, mais toujours représentée par les organismes à corps mou.
Le grand Nord de la France, la Belgique, les Ardennes, le sud de la Grande-Bretagne étaient, il y a environ 540 millions d'années, inclus dans un grand continent au climat tropical, situé bien au sud. Les roches les plus anciennes de nos régions ont cet âge, le Paléozoïque inférieur.
Sur le continent, la vie n'existait pas encore, l'atmosphère n'étant à l'époque pas encore assez riche en dioxygène. Pas contre, dans les mers et océans, la vie s'était particulièrement développée. Nos régions ont été recouvertes par une mer, qui a abandonné des sables et des argiles. Ceux-ci ont été par la suite enfouis, et ont subit des variations de température et de pression, ce qui les a transformés en "grès" et schistes (métamorphisme).
Des montagnes se sont mises en place par la suite. Les roches plus anciennes ont été déformées et plissées. On peut encore retrouver des restes de cette très ancienne chaîne de montagne dans les Ardennes, vers la vallée de la Meuse, dans le massif de Rocroi ou celui de Stavelot. Cette chaîne de montagne a été complètement érodée, puis recouverte de sédiments.
Cette érosion a produit des argiles, du sables, des galets, qui ont été transporté par les rivières de l'époque, et ensuite déposé dans la mer. De nouvelles roches ont été ainsi formées, notamment des grès (de 400 millions d'années d'âge). Ces grès comprennent parfois des restes de végétaux, qui sont les premiers à être " sortis " de la mer, pour coloniser la Terre. On peut voir ces grès vers Pernes en Artois.
Au Dévonien moyen, il y a 380 millions d'années, nos régions sont recouvertes par une mer peu profonde, sous un climat tropical. Cette mer produit des dépôts calcaires. Elle comporte une vie typique, faite de récifs coralliens, d'algues, et de divers organismes.
Les roches produites sont particulièrement exploité, aussi bien pour le granulat que pour la construction. On peut citer comme lieu d'exploitation les carrières des environs de Marquise dans le Boulonnais, et celle de Bettrechies, près de Maubeuge.
Un peu plus tard, au début du Carbonifère, vers moins 360 millions d'années, nos régions sont recouvertes par une mer. D'importants dépôts de calcaire se forment, dont la fameuse " pierre bleue ". Celle-ci est exploitée comme matériaux de construction, notamment vers Tournais, et est visible dans le Boulonnais (Marquise) et le Bavaisis. Ce calcaire est assez riche en fossiles, on peut y découvrir des restes de coraux, algues, bivalves, etc.
Les terrains houillers sont ensuite soumis à une importante érosion.
Au Jurassique (-160 Ma), la mer recouvre de nouveau nos régions. Les roches jurassiques sont assez présentes dans notre région. De beaux affleurements, localement riche en fossiles, parfois très rares et spectaculaires, sont visibles dans le Boulonnais (du Gris Nez à Boulogne-sur-Mer), et en bordure du massif ardennais. Les roches jurassiques sont des calcaires, des grès, des argiles. On peut y trouver des restes de vertébrés marins, tel que plésiosaure et ichtyosaure, des oursins, des ammonites, des nautiles, des restes de requins, etc.
Il y a 130 millions d'années, au Crétacé inférieur, dans des lacs d'eau douce et des cavités karstiques (érosion de roches calcaires, aven) se déposent des roches sableuses ou calcaires. C'est dans une de ces cavités karstiques que furent trouvé des squelettes de dinosaures, plus particulièrement des iguanodons, à Bernisart, près de Mons, lors de l'exploitation du charbon.
Survint une nouvelle incursion marine qui recouvre l'ensemble de nos régions. Au début du Crétacé inférieur, vers moins 95 millions d'années, de gigantesques dépôts calcaires se forment. En 30 millions d'années, des centaines de mètres d'épaisseur de boue calcaire se déposent au fond de la mer. Cette boue est en fait constituée d'innombrables squelettes (les coccolithes) d'algues planctoniques microscopiques, les coccolithophoridés. Les coccolithophoridés " pèlent " continuellement pendant leur vie, les coccolithes, alors, constituent des roches d'origine biologique. Elles tombent dans le fond de la mer pour composer une partie importante des sédiments. Ces sédiments comprennent bien-sûr des restes d'autres organismes, tels que : ammonites, nautiles, restes de requins, raie, vertébrés marins, oursins, étoiles de mer, reptiles volants, tortues, etc. Tous ces restes seront plus ou moins bien fossilisés dans la craie. La craie est un calcaire, une roche sédimentaire composée presque exclusivement de carbonate de calcium CaCO3. Lorsque la roche comporte une proportion non négligeable d'argile, on parle plutôt de marne.
A la fin du Crétacé, il y a 65 millions d'années, la mer se retire de nos régions.
C'est le début de l'ère Tertiaire. Un des événements géologiques marquant du Tertiaire est le soulèvement de l'Artois. Ce soulèvement séparera la mer en deux, le bassin de Paris au sud, évoluant petit à petit en mer fermée, et le bassin de Londres/Bruxelles, ouvert sur un océan. Les roches formées seront calcaires dans le Bassin Parisien, et plutôt argileuses et sableuses dans le Nord. On retrouve ces dépôts dans les Flandres et le Hainaut. L'argile produite alors est activement exploitée par les briqueteries et tuileries de nos régions. Les sables tertiaires peuvent être très riches en fossiles, notamment en dents de requins.
L'Artois surélevé, était colonisé par des palmiers, et baigné par un climat chaud. On retrouve des fossiles de feuilles dans les grès de la région d'Arras et Orchies.
La mer abandonne définitivement nos régions il y a 35 millions d'années, à la fin de l'Éocène.
Au Quaternaire , il y a 2 millions d'années, le climat du globe est marqué par un très net refroidissement. Aux périodes très froides, glaciaires, succèdent des périodes de timides réchauffements, appelées interglaciaires.
Lors des périodes glaciaires, le gel en masse de l'eau, notamment au niveau des pôles, retient une quantité phénoménale de liquide. Il s'ensuit un abaissement généralisé à l'échelle du globe du niveau des océans et des mers. Les glaciers descendent du Nord jusqu'aux Pays-Bas. Le détroit du Pas-de-Calais, en cours de formation, par effondrement, pouvait se retrouver émergé à certaines époques.
Il y a quelques centaines de milliers d'années, animaux et hommes pouvaient circuler à pieds de nos régions en Grande-Bretagne. On peut retrouver, outre des restes de la faune de l'époque, tel sque mammouth, rhinocéros laineux, cerf, des restes d'hommes fossiles, les plus vieux sont daté de 800.000 ans dans nos régions (découverte vers Abbeville et Wimereux).
Les dépôts de loess, fines poussières arrachées par le vent aux aires périglaciaires et accumulées à l'abri des reliefs sont typiques de la fin du Néogène.
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