La datation
Pour comprendre l’histoire de la Terre, il faut être en mesure d’établir une chronologie des évènements qui s’y sont déroulés. Or, ces évènements ont été enregistrés par les couches géologiques, qui constituent les archives de notre planète.
La datation absolue
Complexe, on la réalise en laboratoire grâce à des procédés permettant de « mesurer » l’âge d’une roche ou d’un fossile directement en années. Le plus utilisé est basé sur la désintégration des éléments radioactifs de la gangue. Certains éléments (uranium, potassium, rubidium…) sont naturellement radioactifs. Avec le temps, ces éléments se désintègrent en isotopes plus stables. Ces transmutations se réalisent à un rythme connu et fonctionnent à la manière d’un sablier. Grâce à elles, on dispose d’une véritable horloge géologique où les durées s’inscrivent avec une très faible marge d’erreur. C’est sur cette base que les fossiles stratigraphiques ont généralement été eux-mêmes datés avant d’être référencés à l’intérieur des échelles des temps géologiques ou fossilifères.
La datation relative
Quelques fossiles présentent un grand intérêt pour permettre de dater les roches. Parmi les organismes marins qui ont eu tendance à se succéder au cours de l’histoire de la Terre, certains ont changé rapidement de forme et livré de nouvelles espèces intéressantes pour la biostratigraphie.
Le "bon" fossile dateur évolue vite, se rencontre sur toute la planète en très grand nombre et laisse rapidement sa place à de nouvelles espèces.
On peut citer l’ammonite comme un excellent fossile dateur avec plus de 10 000 espèces recensées au Mésozoïque.
Ainsi, certaines espèces qui n’ont vécu qu’à une période définie peuvent être référencées en tant que fossiles stratigraphiques ou dateurs, comme par exemple, Macrocephalites macrocephalus, caractéristique de l’étage Callovien (160 millions d’années).
Les temps géologiques
L’histoire de la vie sur terre peut être divisée en quatre grandes ères géologiques, établies à partir de la disparition ou de l’apparition de groupes entiers, traduisant d’importantes modifications au niveau de l’environnement. Chaque ère se subdivise elle-même en périodes et étages. La notion d’étages, introduite par le célèbre paléontologue français Orbigny en 1852, est définie par une coupe géologique réalisée dans des dépôts marins.
Dans l’échelle des temps géologiques, la première ère géologique correspond à l’Archéozoïque nommée aussi Précambrien ou Antécambrien. On compte peu de fossiles de ces dépôts sédimentaires. 
Cependant, plusieurs sites exceptionnels par leur datation existent comme Ediacara en Australie avec des fossiles d’animaux à corps mou (vers, méduses,…) parfois difficilement interprétables. On connaît des sites similaires en Russie, Chine, Europe (Grande-Bretagne), Iran et Namibie. On parle de « faune de type édiacarien ».
En fait, les fossiles commencent à être abondants il y a seulement 570 millions d’années, début des « temps fossilifères ».
L’ère paléozoïque ou primaire (570 à 250 millions d’années)
On l’a fait remonter à environ 570 millions d’années, au Cambrien avec l’explosion de la vie animale marine (trilobites, premiers mollusques à coquille, premières étoiles de mer…)A l’Ordovicien, voici près de 460 millions d’années, apparaissent les premiers poissons sans mâchoire (semblables à l’actuelle lamproie) et des céphalopodes géants à coquille externe tels les orthocères pouvant atteindre 3 mètres de longueur.
Au Dévonien, il y a environ 400 millions d’années, grâce à la constitution de l’atmosphère et spécialement de la couche d’ozone, débute la colonisation du milieu terrestre. Des plantes, des insectes, des scorpions et des amphibiens vont peupler la terre ferme.
Au Carbonifère (325 millions d’années) régnait une atmosphère très riche en oxygène qui a conduit à l’apogée des fougères arborescentes, des prêles géantes et de certains insectes pouvant atteindre 70 cm d’envergure (telle Meganeura sorte de libellule découverte à Commentry en France). Les premiers conifères et des reptiles remontent à cette période
A la fin du Paléozoïque, au Permien, tous les continents se réunissent pour n’en former qu’un seul, la Pangée. Cette période de grande sécheresse s’achève avec la plus grande catastrophe de l’histoire de la vie puisqu’à la suite d’une crise biologique près de 95% des espèces disparaissent.Le fossile caractéristique du Paléozoïque, le trilobite, disparaît totalement à la fin de cette ère après plus de 300 millions d’années d’existence ; c’est le plus long règne animal connu à ce jour.
L’ère mésozoïque ou secondaire (de 250 à 65 millions d’années)
C’est l’ère des reptiles avec en particulier les célèbres dinosaures.
Les ammonites, animaux marins de la famille des céphalopodes, proches des nautiles actuels, sont les fossiles dateurs de cette ère en raison de leur large répartition dans toutes les mers du globe et de leur extrême diversité.
Au Jurassique, les conifères dominent et les dinosaures atteignent leurs plus grandes tailles alors qu’apparaissent les premiers oiseaux avec l’Archaeopteryx, une forme intermédiaire entre les reptiles et les oiseaux.
Les ammonites, bélemnites, ichthyosaures et plésiosaures envahissent toutes les mers.
Au Crétacé, la dernière période du Mésozoïque, se développent des ammonites géantes (plus de 2 mètres de diamètre) ainsi que des formes hétéromorphes (ammonites à tours disjoints ou déroulées). Les plantes à fleurs apparaissent, favorisant la diversification des oiseaux et des insectes (abeilles, papillons…). Les premières graminées font leur apparition à cette période fameuse pour les grands reptiles marins tels les mosasaures, les reptiles volants (pteranodons…) et les grands dinosaures carnivores comme le tyrannosaure, le spinosaure...
Il y a environ 65 millions d’années, s’achève l’ère mésozoïque avec la disparition des ammonites, des bélemnites, des reptiles volants, des reptiles marins et des dinosaures.
Les principales hypothèses de ces extinctions sont des changements climatiques majeurs, le volcanisme, la chute d’une météorite, voire des maladies, des empoisonnements, une raréfaction de la nourriture,…
L’ère cénozoïque ou tertiaire et quaternaire (65 millions d’années à aujourd’hui)
La première partie de l’ère cénozoïque (ou l’ère tertiaire)
On arrive pour la première fois à comparer les terres émergées de l’époque avec celles d’aujourd’hui.
Dès l’Eocène, il y a 50 millions d’années, apparaissent les premières baleines, les ancêtres des chevaux, des chauves-souris et des singes. A noter le développement de foraminifères marins, les nummulites, excellents fossiles dateurs de cette période.
De nombreux coquillages proches des actuels et de redoutables prédateurs, (tel l’ancêtre du grand requin blanc le Mégalodon long de 20 mètres), peuplent les mers de l’Oligocène et du Miocène (de 30 à 7 millions d’années).
Chez les oiseaux, certaines espèces atteignent des tailles géantes et les graminées colonisent les grandes plaines, favorisant ainsi la diversification des herbivores et des carnivores.
A la fin du Miocène, les plus lointains ancêtres de l’homme apparaissent au Tchad (Toumaï daté d’environ 7 millions d’années) ainsi qu’Orrorin au Kenya (6 millions d’années) et Abel au Tchad (3,5 millions d’années).
Au Pliocène, les Australopithèques comme par exemple Lucy (3,2 millions d’années) et les premiers ancêtres de notre genre Homo colonisent l’Afrique puis arrivent aux portes de l’Europe (crânes découverts en Géorgie à Dmanissi datés de 1,7 millions d’années). Cependant, en l’absence de plusieurs « chaînons manquants », une certaine polémique sur les origines humaines demeure.
La seconde partie de l’ère cénozoïque encore appelée quaternaire (2 millions d’années à aujourd’hui)
C’est la période des quatre dernières grandes glaciations
le Gunz, de 1,6 à 0,7 millions d’années
le Mindel, de 0,5 à 0,3 millions d’années
le Riss, de 0,2 à 0,1 millions d’années
le Würm, de 80 000 à 10 000 ans
L’ensemble de ces glaciations a contribué à former notre réseau hydrographique actuel par le creusement des différentes vallées et par l’accumulation des sédiments (limons, loess, argiles, sables et graviers…). La flore et la faune sont très semblables à celles que nous connaissons.
Les premiers humains se lancent dans la fabrication d’outils, puis ils découvrirent le feu, avant de commencer il y a quelques milliers à enterrer leurs morts et à devenir des artistes. L’agriculture et l’élevage n’apparaissent qu’au Néolithique.
