La notion de temps est difficile à définir, tant elle relève d’approches différentes. Le temps de l’histoire est celui qui intéresse plus particulièrement celui du géologue. La stratigraphie est le livre de l’histoire de la Terre. Ce livre est lu depuis longtemps, chaque lecteur essayant d’en améliorer la compréhension générale. Dans le fil de ces améliorations successives, un saut significatif fut la découverte du « temps long ». Cette notion de temps long fut difficile à imposer et eut des implications en géologie, certes, mais aussi en biologie, en philosophie etc..
Envisager les différentes approches successives offre en outre la possibilité de porter un regard sur une attitude de l’Homme face à certaines questions ou affirmations purement scientifiques. Cette attitude garde toute son actualité : le scientifiques est d’abord un Homme, il est donc sensible à la société de son temps, il a tendance à adopter des conduites analogues, sans qu’il en soit réellement conscient.
Le temps possède diverses acceptions. Il peut être ressenti comme cyclique (le renouvellement des saisons) ou comme vectoriel (la flèche du temps qui passe). Prenons de nombreuses photographies d’une amie soufflant sur une fleur de pissenlit, puis mélangeons les clichés. Nous réussirons à reconstituer la succession de ces événements instantanés car ils se déroulent dans un sens unique : le temps est irréversible. De nombreuses appréhensions du temps sont possibles selon les cultures, selon les religions et les sciences. Le temps est parfois abordé comme un temps social, un temps psychologique, un temps de la conscience. Il représente une valeur objective, puisqu’il se mesure. Et pourtant, il nous arrive de l’interpréter comme une grandeur subjective. Là où une petite fille trouve le temps long, sa maman ne voit pas le temps passer. Ces acceptions ont chacune leur raison d'être, leur champ d'étude et d'application. La notion du temps la plus fréquente reste celle du temps vectoriel, celui de l'histoire. C’est celui dont il est question ici.
Le temps n’est ni de la matière que l’on peut toucher, ni de l’espace que l’on peut parcourir, ni des ondes, ni de l’énergie ou de la chaleur que l’on peut ressentir. Il n’est directement perceptible par aucun des cinq sens, et pourtant il a une réalité. La notion de temps relève d’une fulgurance et pourtant il demeure, encore aujourd’hui, une notion évanescente, un peu comme du sable qui disparaît lorsque l’on en serre une poignée pour mieux le sentir. De même, la vie nous paraît un concept évident alors qu’un biologiste ne peut la définir de façon simple et concise. Saint Augustin avait déjà cette réflexion : « qu’est-ce que le temps ? Si personne ne me le demande, je le sais, mais si on me le demande et que je veuille l’expliquer, alors je ne le sais plus ». On n’a pas trouvé meilleure définition.
Figure 1 - Alignement de menhirs de Carnac (Morbihan). © JY Reynaud,
Le temps a d’abord été mesuré grâce à des cycles. Le plus simple étant celui du jour et de la nuit. Le plus simple ? Voire ! car le jour et la nuit n’ont pas la même durée. Qui plus est, leur rapport varie tout au long de l’année et selon les
LatitudeLa latitude d\'un point sur la Terre correspond à la distance angulaire, généralement exprimée en degré, qui sépare ce point de l\'équateur. Les latitudes se comptent de -90° à +90° et la latitude de l\'équateur est 0°.');" onmouseout=killlink()>latitudes.
Les chinois ont utilisé des cierges qui brûlent pour se repérer. Ils ont poussé la sophistication jusqu’à faire brûler des bâtons d’encens avec des parfums différents ; ainsi on ne lisait pas le temps, on le humait ! Le temps n'existe pas en soi, il nous apparaît grâce à des enregistrements ; il peut être appréhendé grâce à des repères. Le sablier en est la représentation la plus commune et la plus pertinente : il est du temps matérialisé dans l’espace.
Depuis toujours le temps est une notion que l'on a cherché à comprendre, à mesurer : dans la civilisation mégalithique, les alignements de Carnac par exemple (fig.1), comme les cercles de Stonehenge, en Grande-Bretagne, sont des repères astronomiques (le jour du solstice d’été, le soleil levant pénètre la construction dans sa partie centrale). Des calendriers égyptiens et babyloniens procèdent quant à eux de repères temporels saisonniers donc cycliques. Divers types d'appareils, divers types de systèmes, ont été imaginés pour mesurer le temps : la clepsydre, le cadran solaire, l'horloge puis les montres Depuis le fond des âges, l’homme a utilisé ce sempiternel refrain du temps pour se repérer. Les alignements de mégalithes en sont un témoignage. À Stonehenge (Grande-Bretagne), par exemple, le jour du solstice d’été, le soleil levant pénètre la construction dans sa partie centrale.
Des calendriers égyptiens et babyloniens procèdent quant à eux de repères temporels saisonniers.
Le temps a d’abord été mesuré grâce à des cycles. Le plus simple étant celui du jour et de la nuit. Le plus simple ? Voire ! car le jour et la nuit n’ont pas la même durée. Qui plus est, leur rapport varie tout au long de l’année et selon les
LatitudeLa latitude d\'un point sur la Terre correspond à la distance angulaire, généralement exprimée en degré, qui sépare ce point de l\'équateur. Les latitudes se comptent de -90° à +90° et la latitude de l\'équateur est 0°.');" onmouseout=killlink()>latitudes et on sait en outre que les jours n’ont pas la même durée sur les durées géologiques (fig. 2).
Figure 2 - Des unités de temps uniques mais hétérogènes En abscisse le nombre de jours dans l’année, en ordonnées le
PhanérozoïqueDeuxième éon géologique. S\'étend de 550 ma à aujourd\'hui. Comprend le mésozoïque, le paléozoïque et le cénozoïque.');" onmouseout=killlink()>Phanérozoïque (ce diagramme n’illustre donc que les derniers 600 millions d’années, sur les 4560 que compte la Terre).
Une manière de mesurer des phénomènes consiste en compter le nombre de jours, ou de saisons, ou de cycles astronomiques. Cette méthode peut être efficace à l’échelle humaine, mais ne l’est plus à l’échelle géologique: une année au
SilurienTroisième époque du paléozoïque. S\'étend de 443 à 417 ma. Apparition des plantes terrestres (cooksonia hemisphaerica, 5 cm), et des ancêtres des lycopodes (baragwanathia longifolia, 25 cm). Premier âge d\'or des poissons.');" onmouseout=killlink()>Silurien durait 400 jours, car la rotation de la Terre diminue régulièrement. Ces phénomènes sont attestés par les stries de croissance de coraux, de lamellibranches par exemple. En effet, chez les coraux, la croissance est soulignée par des fines stries qui correspondent à des cycles journaliers, la croissance étant liée à la lumière. L’épaisseur des stries varie donc aussi avec les saisons, et l’on peut ainsi compter le nombre de stries par an. Chez les coraux actuels, le nombre de stries est de 365 alors que ceux du
DévonienQuatrième époque géologique du paléozoïque. Dure de 417 à 350 ma. Nommée « l\'époque des requins » à cause de la forte diversité de ceux–ci à cette époque. Le dévonien voit aussi l\'apparition des arachnides et aussi celle des premiers animaux semi–terrestres (ichtyostega, pederpes).');" onmouseout=killlink()>dévonien en montrent près de 400. L’année dévonienne comprenait en effet un plus grand nombre de jours car la Terre tournait alors plus vite sur elle-même.
Pourquoi 24 heures dans une journée ? Pour les astronomes babyloniens, l’année est un cercle de 360 jours, soit 6 sections de 60°. Aussi partagent-ils aussi le cercle de la journée (rotation de la Terre) en 6 périodes, on subdivise ensuite encore et obtient 12 puis 24 Pourquoi 7 jours dans la semaine ?Cette unité de temps s’inspire des phases de la lune et des textes sacrés Pourquoi une année de 12 mois ?L’année était initialement découpée en fonctions des lunaison et il y a 12 lunaisons/an
De l’espace pour définir le temps, le temps pour définir l’espace … Jusqu'au milieu du 20ème siècle les mouvements astronomiques servaient de référence pour définir l'unité de temps. La découverte de variations de la durée du jour a marqué la fin de l'unité de temps basée sur la rotation de la Terre. Depuis 1967 la seconde est calée sur un phénomène atomique : elle est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133. Le mètre est aujourd’hui défini par le temps ! Depuis 1983 le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1 / 299 792 458 de seconde. Il est amusant de constater qu’initialement ce fut une longueur qui permis de définir du tmps. En effet la longueur du pendule a servi à définir la seconde. En effet, le pendule oscille de façon régulière, Galilée s'en est donc servi comme chronomètre. Huygens calcula la période de battement du pendule et montra que celui-ci dépendait de la longueur du pendule, et non de la masse qui est en mouvement, ce qui fut utilisé en horlogerie. Il fut alors établit que, pour qu'un pendule batte la seconde à Paris, il fallait un fil de 99 centimètres, c’est-à-dire presque un mètre. Une seconde, un mètre …
Les chinois ont utilisé des cierges qui brûlent pour se repérer (on retrouve cette pratique dans certaines ventes aux enchères). Ils ont poussé la sophistication jusqu’à faire brûler des bâtons d’encens avec des parfums différents ; ainsi on ne lisait pas le temps, on le humait ! Il s’agit ici réellement d’une approche sensorielle du temps.
Le temps n'existe pas en soi, il nous apparaît grâce à des enregistrements ; il est appréhendé grâce à des repères. Le sablier en est la représentation la plus commune et la plus pertinente : il est du temps matérialisé dans l’espace.
Pluralisme du temps chinois Les Chinois, bien qu'ils n'aient méconnu, ni les calendriers, ni les horloges (cf horloges en odeurs) n'ont pas eu besoin d'élaborer de notion de temps à proprement parler. La pensée chinoise n'ignore pas le "moment" ou la "durée", mais cela ne l'a pas conduite à forger la catégorie abstraite d'un temps englobant la totalité des expériences de le durée et de la succession, si utiles en géologie. Elle n'oppose donc pas le passé, le présent et le futur. D'ailleurs la langue chinoise ne conjugue pas, elle ne lie pas le temporel et le verbal comme nous le faisons. A la conception homogène du temps choisie par l'Occident, la Chine a opposé un pluralisme qualitatif qui pense la vie comme une succession de saisons singulières et non comme un déroulement irrémédiablement orienté.
Les astronomes ont précisé notre localisation temporelle. Après ceux fondés sur les cycles lunaires, Jules César imposa un calendrier « solaire », qui repose, en fait, sur le lever et le coucher des constellations traversées par le soleil durant sa course apparente dans le ciel. Et nous employons, depuis la renaissance, le calendrier que le pape Grégoire XIII adopta pour rectifier les décalages accumulés au fil des années avec le calendrier julien. La Révolution française a tenté de supprimer cette planification du temps instauré par l’Eglise au profit d’un calendrier « pratique », raisonné, basé sur une semaine de 10 jours. Mais la nature s’accorde difficilement avec la rationalité humaine et l’on est revenu au bon vieux calendrier grégorien.
À plus courte échelle, divers instruments ont mesuré l’écoulement du temps : clepsydre, cadran solaire, sabliers, horloges puis montres. Le temps de l’horloge, qui rythme inéluctablement nos jours, a construit le temps social : journée de 8 heures en 1919, avant les congés payés, et aujourd’hui, les 35 heures liées à l’ARTT. Ce temps humain, bien que mécanisé, reste vécu de manière personnelle par chaque individu, car, comme l’énonçait Arletty dans le film « Hôtel du Nord », « il y a des moments qui durent longtemps » !
La course apparente du Soleil dans le ciel, vu depuis la Terre, traverse une bande de la voûte céleste qui, la nuit, correspond à des constellations stellaires. Les Hommes, forts de leur imagination et de leur besoin de se repérer dans le temps, ont donné des noms à ces associations d’étoiles (Capricorne, Bellier …). L’ensemble forme la bande zodiacale. Par exemple, le 6 février 2004, le soleil se levait dans la constellation du Capricorne.
Quelle est-la dimension du temps ? Le temps mathématique, ou physique, peut être supposé unidimensionnel puisqu'un seul nombre suffit pour préciser une date. Est-ce que la durée est faite d'instants sans durée comme la droite est faite de points sans dimension ? Pourtant le présent n'amenant pas par lui-même un autre présent, il faut un "petit moteur" pour aller d'un instant à l'autre : le temps soi-même ! En outre, pour pouvoir dire qu'une infinité de points forme une ligne, il faut qu'ils co-existent en même temps sous notre regard.Avec sa seule et unique dimension le temps se voit doté d'une topologie beaucoup plus pauvre que celle de l'espace, qui, lui a trois dimensions. La ligne qui le représente peut être ouverte ou bien refermée sur elle-même. . Dans le premier cas, elle se ramène à une droite, dans le second, elle équivaut à un cercle. Il n'y a donc que deux types de temps possibles Le paradoxe du temps a, d’ailleurs, inspiré de nombreux artistes. Citons les « Montres molles » de Salvador Dali, illustration de notre perplexité devant ce temps qui, depuis Einstein, est devenu relatif.
Montre molle - Salvador Dali
Évoquons la mythique Pénélope, peinte par Bassano, qui, défaisant la nuit l’ouvrage qu’elle construit le jour, tente de repousser le temps. Cependant, je pense que « Chronos mangeant ses enfants », représenté par Francisco Goya, symbolise bien la paradoxale autodestruction du temps. Ici Chronos, alias Saturne, dieu du temps, dévore sa propre descendance, de même que les secondes s’éteignent dès qu’elles sont passées.
C’est peut-être ce paradoxe, mêlé d’une angoisse de mort, qui conduit l’homme à tenter de maîtriser le temps. Le chronoscaphe du Professeur Mortimer, dessiné par Edgard Jacobs en donne un petit exemple. Un autre s’impose avec la spiritualité. Le tympan des églises s’orne de sculptures qui condensent des temps à diverses échelles (fig. 2a). Y sont symbolisés l’arrivée à la vie spirituelle et le temps cyclique de l’homme, à travers des représentations des saisons et du zodiaque, ce qui témoigne d’une quête d’infini. Mais on y trouve, de plus, le temps instantané du graveur et les millions d’années de la roche. Ici se rencontrent et s’affrontent le temps humain, simple et intelligible tant qu’il reste court, et le temps profond de la Terre et de l’espace. Pour prendre conscience de ce temps-là, la mémoire devient indispensable.
Figure 2a - L’église de Moissac © Rameau J .
L'église de Moissac possède un portail du XIIème S. dont le tympan est orné. Au centre un Christ en gloire dans une mandorle (forme d’amande) représente la naissance, l’arrivée à la vie spirituelle. Il est entouré des quatre évangélistes (le tétramorphe) représentés symboliquement par l’ange (Saint Matthieu, le lion (Saint Marc), le taureau (Saint Luc) et l’aigle. (Saint Jean). Ces figures correspondent aussi aux signes du zodiaque des quatre saisons, l’ange pour l’hiver (constellation du Verseau, qui verse de l’eau), le taureau pour le printemps; le lion pour l’été et l’aigle pour l’automne (le scorpion). Les vieillards de l'Apocalypse le regardent: les uns tiennent une coupe d'or, d'autres un instrument de musique. Les tympans montrent l’affrontement et l’intégration de temps différents : des millions d’années de la roche à l’instantané du graveur, pour représenter l’arrivée à la vie et le cyclique de l’Homme, tous deux témoignent d’un infini, une quête d’absolu.
Figure 2b – Le zodiaque
Le zodiaque est fondamentalement une représentation de repères temporels basés sur le ciel : la position de constellations. L’Homme cherche à se positionner devant un infini.
Le temps est généralement simple et compréhensible quand il est court, il devient plus flou, plus difficile d'accès quand il est long. Il est alors nécessaire de disposer de repères. La mémoire collective permet d'amplifier la dimension du temps accessible. On peut dire : "autrefois, c'est là-bas et non ici que coulait la rivière". Des exemples se trouvent sur les côtes de la Manche : des blockhaus (fig.3). de la deuxième guerre mondiale, construits en arrière des dunes littorales, sont aujourd’hui sur la plage Il est bien évident, même pour les générations qui ne les ont pas vues construire, qu'ils étaient sur la terre ferme. Alors que le recul de la côte n'est pas perceptible à l’œil nu, un marqueur spatial, tel qu’un blockhaus, démontre cette réalité. On pourrait encore citer tel
SéismeUn séisme ou un tremblement de terre se traduit en surface par des vibrations du sol. Il provient de la fracturation des roches en profondeur. Cette fracturation est due à une grande accumulation d\'énergie qui se libère, en créant ou en faisant rejouer des failles, au moment où le seuil de rupture...');" onmouseout=killlink()>séisme qui a détruit Lambesc, ou l’
ÉruptionPériode d\'activité du volcan pendant laquelle il émet du magma.');" onmouseout=killlink()>éruption volcanique qui a anéanti Pompéi… Notons que les transformations, engendrées par des phénomènes subits comme les tremblements de terre ou les explosions de
VolcanOrifice de la croûte terrestre d\'où s\'échappent, lors des éruptions, de la lave (constituée de magma), des gaz (dioxyde de soufre, gaz carbonique, azote, par exemple), des cendres. L\'étude des volcans est la volcanologie ou vulcanologie. L\'activité volcanique est l\'une des manifestations de...');" onmouseout=killlink()>volcans, ont très tôt montré aux naturalistes pionniers que les paysages évoluent. Or, ces modifications instantanées sont les manifestations en surface de mouvements qui se font en profondeur à raison de quelques centimètres par an. Le comprendre prit du temps puisque la
Tectonique des plaquesEnsemble des mouvements et des dislocations agissant sur les plaques plus ou moins rigides qui constituent la lithosphère.');" onmouseout=killlink()>tectonique des plaques est admise depuis moins de 50 ans. Heureusement, le passage du temps ne s’inscrit pas seulement dans la mémoire des êtres dotés de la conscience du temps. Une vague a laissé son empreinte sur une plage desséchée bien avant l’époque des
DinosaureType de reptile du Mésozoïque (-240-65 ma). Ils apparurent au Trias et prospérèrent au Jurassique et au Crétacé à la fin duquels ils disparurent dans des circonstances débattues. Il s\'agirait peut-être d\'une météorite s\'étant écrasée à Chixculub, en Amérique centrale il y a 65 ma. Les dinosaures...');" onmouseout=killlink()>dinosaures (fig 4).
Figure 3 Blockhaus de Normandie © De Wever P.
On a beau regarder la côte, on ne la voit pas reculer. Pourtant un repère spatial : le blockhaus, construit par les allemands durant la guerre 39-45, sert de repère temporel et atteste du mouvement, de l’érosion du littoral qui a transformé le site.
Figure 4 Des traces, sur une plage de l’ère Primaire (450 millions d’années) © De Wever P.
Les ondulations gravées dans la pierre représentent les rides de sable observables sur la plage lorsque la mer se retire, ces dernières, bien que fugaces, sont ici enregistrées depuis 450 millions d’années (péninsule de Crozon, Bretagne)
La recherche du temps est une notion fondamentale de l'approche de la nature. Il est en effet ce qui caractérise l'approche scientifique du géologue. Le physicien par exemple cherche à comprendre une loi, qui est valable quel que soit le moment, quel que soit l'instant, quand bien même le processus qu’elle explique s’inscrit dans la durée (voir le champ de la mécanique, par exemple). Le temps physique est généralement un paramètre extrinsèque dont la variation est indépendante de la loi qu’il permet de révéler. Le temps géologique, en revanche, est une variable intrinsèque, qui commande les lois géologiques. Le fait que la physique explique théoriquement toutes les lois de la nature (même celles qui ne sont pas encore formulées) signifie seulement que cette opposition résulte d’un saut d’échelle. Le géologue prend intuitivement le temps en compte comme acteur et l’unité qu’il utilise est couramment le million d’années, dimension qui lui est propre. Et ceci, dans un cadre plus général, trahit peut-être un rapport particulièrement étroit entre science et humanité. Car la Terre et le temps sont liés dès l’Antiquité grecque, le dieu Chronos est né de Gaïa, la Terre, suite à son union violente avec Ouranos, le ciel.
La
BiodiversitéLa biodiversité, au sens étymologique du terme, évoque la diversité du vivant, c\'est-à-dire tous les processus, les modes de vie ou les fonctions qui conduisent à maintenir un organisme à l\'état de vie. Ce terme est beaucoup trop large pour avoir une véritable connotation scientifique. En réalité...');" onmouseout=killlink()>biodiversité et l'environnement actuels ne sont que la dernière image d'un film que les géologues reconstituent. Certaines images anciennes s'estompent, ou ont été gommées, ou n’ont jamais été enregistrées. Le travail du géologue est de restaurer le film à partir de données fragmentaires, d'où certaines méthodes spécifiques.
