Le Silurien, parfois anciennement nommé Gothlandien, est un système géologique qui s'étend de . La datation de début et de fin, bien que définie avec précision par les couches stratigraphiques de référence, est connue à seulement quelques millions d'années près. Il est précédé de l'Ordovicien et suivi du Dévonien. La fin de l'Ordovicien est marquée par l'une des cinq grandes extinctions massives de l'histoire des temps géologiques, où près de 60 % des espèces marines ont disparu et peut-être 85 % du total des espèces (végétales et animales) : l'extinction Ordovicien-Silurien.
Le Silurien a été décrit par Roderick Murchison en 1839 (The Silurian System) se basant sur des terrains découverts dans le sud du Pays de Galles. Il a été nommé en 1835 d'après une tribu celtique : les Silures. Cette classification est entrée en conflit avec celle d'Adam Sedgwick du Cambrien ; ce problème a été résolu par Charles Lapworth en ajoutant l'Ordovicien entre le Cambrien et le Silurien pour les couches géologiques contestées. Le nom « Gothlandien » provient des gisements de l'île suédoise de Gotland.
Subdivisions Le Silurien est divisé en quatre séries ou époques, bien que certains auteurs le découpaient autrefois en trois (Silurien supérieur, moyen et inférieur). Les datations des subdivisions ont été revues par la Commission internationale de stratigraphie (ICS) en 2012 ..
Pridolien (423,0 ± 2,3 – 419,2 ± 3,2 Ma) Ludlowien Ludfordien (425,6 ± 0,9 – 423,0 ± 2,3 Ma) Gorstien (427,4 ± 0,5 – 425,6 ± 0,9 Ma) Wenlockien Homérien (430,5 ± 0,7 – 427,4 ± 0,5 Ma) Sheinwoodien (433,4 ± 0,8 – 430,5 ± 0,7 Ma) Llandoveryen Télychien (438,5 ± 1,1 – 433,4 ± 0,8 Ma) Aéronien (440,8 ± 1,2 – 438,5 ± 1,1 Ma) Rhuddanien (443,4 ± 1,5 – 440,8 ± 1,2 Ma)
Paléogéographie
Pendant le Silurien, le Gondwana reste dans les latitudes hautes de l'hémisphère sud mais la calotte glaciaire est moins étendue que pendant l'Ordovicien. Les autres continents se rapprochent pour commencer la formation d'un second supercontinent : la Laurussia, ce qui ferme l'océan Iapetus qui séparait les divers continents de l'hémisphère nord avant leur accrétion. Ceci a donné naissance à l'orogenèse calédonienne dont on retrouve les traces en Scandinavie. Cette grande chaine de montagnes se poursuit vers l'actuel sud-ouest vers le Canada et les États-Unis où elle forme les Appalaches.
Les petits terranes accrétés au Gondwana pendant l'Ordovicien se détachent à nouveau pour former le superterrane hunnique, appelé ainsi car constitué de la majeure partie des territoires dévastés par Attila.. Des couches d'hématite — un minerai de fer — ont été importantes pour l'économie en Amérique du Nord.
Faune silurienne La vie est abondante, notamment en milieu marin car le niveau des océans est élevé en Europe et dans le nord-est de l'Amérique. Toutefois, des plantes multicellulaires encore simples, à spores, colonisent les terres, accompagnées par des arthropodes. Les poissons se sont diversifiés considérablement et ont développé des écailles mobiles. Une faune diverse de scorpions de mer, certains longs de plusieurs mètres, se trouve en Amérique du Nord. Échinodermes, mollusques et graptolites sont toujours abondants.
Le Silurien en France À la base des schistes verts de l'unité de Génis, dans le Bas Limousin, apparaissent des lentilles d'un calcaire à entroques contenant des conodontes du Silurien supérieurGuillot PL. & Lefebvre J.J., 1975. Découverte de conodontes dans le calcaire à entroques de Génis en Dordogne (série métamorphique du Bas Limousin). C. R. Acad. Sci., 280, pp. 1529-1530.
Un transect géologique au niveau de la région du houtland en Flandre montre un socle de schistes datant du Silurien vers de profondeurGéologie en Nord - Pas de Calais sur le Système d’information pour la gestion des eaux souterraines en Nord-Pas de Calais..
Climat et niveau de la mer On pensait autrefois que la période du Silurien avait bénéficié de températures relativement stables et chaudes, contrairement aux glaciations extrêmes de l'Ordovicien qui l'avaient précédé et à la chaleur extrême du Dévonien qui a suivi ; cependant, on sait maintenant que le climat mondial a subi de nombreuses fluctuations drastiques tout au long du Silurien, comme en témoignent de nombreuses excursions majeures des isotopes du carbone et de l'oxygène au cours de cette période géologique. Le niveau de la mer s'est élevé à partir de son minimum hirnantien tout au long de la première moitié du Silurien ; ils ont ensuite diminué pendant le reste de la période, même si des tendances à plus petite échelle se superposent à cette tendance générale ; quinze hauts plateaux (périodes pendant lesquelles le niveau de la mer était au-dessus du bord du plateau continental) peuvent être identifiés, et le niveau de la mer le plus élevé du Silurien était probablement d'environ 140 mètres plus haut que le niveau le plus bas atteint.
Au cours de cette période, la Terre est entrée dans une phase de serre chaude, soutenue par des niveaux élevés de de , et des mers chaudes et peu profondes couvraient une grande partie des masses terrestres équatoriales. Au début du Silurien, les glaciers se sont retirés vers le pôle Sud jusqu'à ce qu'ils disparaissent presque au milieu du Silurien. Les couches de coquilles brisées (appelées coquina) fournissent des preuves solides d'un climat dominé par de violentes tempêtes générées alors comme aujourd'hui par les surfaces marines chaudes.
Perturbations Le climat et le cycle du carbone semblent plutôt instables au cours du Silurien, qui présentait une fréquence d'excursions isotopiques (indicatrice de fluctuations climatiques) plus élevée que toute autre période. L’événement Ireviken, l’événement Mulde et l’événement Lau représentent chacun des excursions isotopiques consécutives à une extinction massive mineure et associées à un changement rapide du niveau de la mer. Chacun laisse une signature similaire dans les archives géologiques, à la fois géochimiques et biologiques ; les organismes pélagiques (nageant librement) ont été particulièrement durement touchés, tout comme les brachiopodes, les coraux et les trilobites, et les extinctions se produisent rarement dans une série rapide d'éclats rapides. Les fluctuations climatiques s'expliquent mieux par une séquence de glaciations, mais le manque de tillites du Silurien moyen à supérieur rend cette explication problématique.
Flore et faune La période silurienne a été considérée par certains paléontologues comme un intervalle de récupération prolongé après l'extinction massive de l'Ordovicien supérieur (LOME, pour l'anglais ), qui a interrompu l'augmentation en cascade de la biodiversité qui s'était continuellement poursuivie tout au long du Cambrien et de la majeure partie de l'Ordovicien.
Le Silurien a été la première période à voir des mégafossiles d'un vaste biote terrestre sous la forme de forêts miniatures ressemblant à de la mousse le long des lacs et des ruisseaux et des réseaux de grands nématophytes mycorhiziens, annonçant le début de la révolution terrestre silurienne-dévonienne. Cependant, la faune terrestre n'a pas eu d'impact majeur sur la Terre jusqu'à ce qu'elle se diversifie au Dévonien.
Les premières traces fossiles de plantes vasculaires, c'est-à-dire de plantes terrestres dont les tissus transportent l'eau et la nourriture, sont apparues dans la seconde moitié de la période silurienne. Les premiers représentants connus de ce groupe sont Cooksonia. La plupart des sédiments contenant Cooksonia sont de nature marine. Les habitats préférés se trouvaient probablement le long des rivières et des ruisseaux. Baragwanathia semble être presque aussi vieux, datant du début de Ludlow (420 millions d'années) et a des tiges ramifiées et des feuilles en forme d'aiguilles de 10 à 20 centimètres. La plante présente un haut degré de développement par rapport à l'âge de ses restes fossiles. Des fossiles de cette plante ont été enregistrés en Australie au Canada et en Chine. Eohostimella heathana est une « plante » précoce, probablement terrestre, connue à partir de fossiles de compression de l'âge du Silurien inférieur (Llandovery), p. 4. La chimie de ses fossiles est similaire à celle des plantes vasculaires fossilisées, plutôt qu'à celle des algues.
Des fossiles considérés comme des animaux terrestres sont également connus du Silurien. Le plus ancien signalement définitif de mille-pattes jamais connu est Kampecaris obanensis et Archidesmus sp. du Silurien supérieur (il y a 425 millions d'années) de Kerrera. Il existe également d'autres mille-pattes, mille-pattes et arachnoïdes trigonotarbidés connus à Ludlow (il y a 420 millions d'années). Les invertébrés prédateurs indiqueraient qu’il existe des réseaux trophiques simples comprenant des proies non prédatrices. En extrapolant à partir du biote du Dévonien inférieur, Andrew Jeram et al. en 1990 a suggéré un réseau trophique basé sur des détritivores et des brouteurs de micro-organismes encore inconnus. Les mille-pattes de la formation de Cowie tels que Cowiedesmus et Pneumodesmus étaient considérés comme les mille-pattes les plus anciens du Silurien moyen il y a 428 millions d'années. Bien que l'âge de cette formation soit plus tard réinterprété comme étant celui du Dévonien inférieur par certains chercheurs, une étude plus ultérieure en 2023 a reconfirmé son âge comme étant la fin de l'époque Wenlock du Silurien moyen. Quoi qu'il en soit, Pneumodesmus est toujours un fossile important en tant que preuve définitive la plus ancienne de stigmates permettant de respirer dans l'air.