Le , qui s'étend de à , est la première, et la plus ancienne, des six périodes géologiques du Paléozoïque. Cette période succède à l'Édiacarien et précède l'Ordovicien.
Étymologie Le Cambrien a été introduit par Adam Sedgwick en 1835. Il dérive de Cambria, le nom latin du Pays de Galles, où de nombreux terrains de cette période sont visibles..
Histoire En 1831, Adam Sedgwick et son collaborateur, Roderick Murchison, commencèrent leurs travaux sur la stratigraphie du Pays de Galles septentrional. Adam Sedgwick commença ses recherches par le bas de la section et Roderick Murchison le haut. Adam Sedgwick appela la couche de roche inférieure le Cambrien et Roderick Murchison les formations supérieures généralement plus fossilifères le Silurien. Par la suite, leurs sections se rejoignirent et chacun proclamait l'appartenance des roches intermédiaires à son système jusqu'à en devenir une polémique répandue. Ce n’est que quarante ans plus tard que Charles Lapworth nomma « Ordovicien » les couches intermédiaires.
Biostratigraphie
Le Cambrien est le seul système n'ayant pas encore de biostratigraphie complètement établie à l'échelle mondiale à cause du fort endémisme de la faune. Par vote en de l'ISCS (International Sub-commission on Cambrian Stratigraphy), le Cambrien a été divisé en quatre séries et dix étages en vue de remplacer les termes anciens de Cambrien inférieur, moyen et supérieur. Les divisions sont en cours de définition de sorte que certaines séries et étages ont provisoirement un numéro.
Les limites actuellement définies sont présentées ci-après. : Système Série Étage Âge (Ma) CambrienFurongien Étage 10 ~489,5 - 485,4 Jiangshanien ~494 - ~489,5 Paibien ~497 - ~494 Miaolingien Guzhangien ~500,5 - ~497 Drumien ~504,5 - ~500,5Wulien ~509 - ~504,5 Série 2 Étage 4 ~514 - ~509 Étage 3 ~521 - ~514 Terreneuvien Étage 2 ~529 - ~521 Fortunien 538,8 - ~529
Le Terreneuvien (série 1) et la série 2 correspondent approximativement aux anciennes notions de Cambrien inférieur et de Géorgien. La base du Cambrien (), qui est aussi celle de la série Terreneuvien et de l'étage Fortunien (étage 1), est marquée par la première apparition (FAD, First appareance datum) de la trace fossile Treptichnus pedum. Comme le nom le laisse entendre, le point stratotypique mondial (PSM) () est pris à Terre-Neuve au Canada, dans la coupe de Fortune Head.. L'étage 2 est marqué par l'apparition des archéocyathes et des Small shelly fossils. Le Terreneuvien représente plus du tiers du Cambrien en âge. La base de la série 2 (), et de l'étage 3, est marquée par l'apparition des trilobites, probablement la famille Fallotaspididae. L'étage 4 est marqué par l'apparition des trilobites du genre Olenellus au Laurentia ou de la famille des Redlichiidae au Gondwana.
Le Miaolingien (série 3) correspond approximativement aux anciennes notions de Cambrien moyen et d'Acadien. Selon toute vraisemblance, l'étage 5 sera basé sur la FAD du trilobite Oryctocephalus indicus, avec un âge d'environ . Deux sections sont candidates pour le PSM de cet étage : la coupe de Wuliu-Zengjiayan, de la formation de Kaili, dans la province de Guizhou en Chine. et la coupe Emigrant à Split Mountain au Nevada.. Le Drumien (étage 6), dénommé ainsi en référence aux Drum Mountains dans l'Utah, est basé sur la FAD du trilobite Ptychagnostus (Acidusus) atavus. et débute à environ. La base du Guzhangien (étage 7), dont l'âge est estimé à , est définie par la première apparition du trilobite Lejopyge laevigata. Le point stratotypique mondial du Guzhangien est situé près de Luoyixi, dans le nord-ouest du Hunan en Chine..
Le Furongien (série 4) correspond approximativement aux anciennes notions de Cambrien supérieur et de Potsdamien. Sa base, ainsi que celle de l'étage Paibien (étage 8) est fixée par la FAD du trilobite cosmopolite Glyptagnostus reticulatus.. Le Furongien débute à . Le Jiangshanien (étage 9) est basé sur l'apparition du trilobite Agnostotes orientalis et son PSM est situé dans la coupe Dubian B, à au nord de la ville de Jiangshan, en Chine.. Le nom proposé pour l'étage 10 est le Lawsonien. La base de cet étage n'est pas définie : l'apparition du trilobite Lotagnostus americanus, initialement proposée par l'ICS pour la définition de la base, est problématique. L'apparition du conodonte Eoconodontus notchpeakensis pour définir la base de cet étage a été proposé en 2011...
La base de l'Ordovicien, et donc la limite supérieure du Cambrien, est marquée par la FAD du conodonte Iapetognathus fluctivagus. Le point stratotypique mondial est également localisé à Terre-Neuve, au Canada, dans une falaise de Green Point..
Le Cambrien dans le monde
Les terrains cambriens affleurent sur tous les continents. En Amérique du Nord, on rencontre le cambrien au Canada, Groenland, États-Unis et Mexique. En Amérique du Sud, on le trouve en Argentine et en Uruguay. En Afrique, il est particulièrement bien représenté au Maroc, en Algérie, et vraisemblablement en Libye et en Égypte par forage. On le signale aussi en Guinée. En Europe, il se rencontre au Portugal, Espagne, France, Royaume-Uni, Irlande, Belgique, Norvège, Suède, Danemark (blocs glaciaires erratiques), Estonie, Allemagne, Italie, Pologne et en Tchéquie. En Asie, on le rencontre en Jordanie, Arabie saoudite, Oman, Turquie, Iran, Afghanistan, Kazakhstan (et vraisemblablement les autres états plus à l'est…), Russie (Sibérie), Mongolie, Chine, Corée, Inde, Vietnam, Malaisie. On le rencontre aussi en Australie, Nouvelle-Zélande et sur le continent Antarctique.
Le Cambrien en France Le Cambrien est bien représenté en France, dans la montagne Noire, dans les Pyrénées, mais aussi en Normandie (Carteret, vallée de l'Orne), dans les Cévennes, dans de petits affleurements dans les pays de la Loire (Sillé-le-Guillaume, Puihardy, Sigournais, Cléré-sur-Layon), et enfin dans les Ardennes. La découverte des premiers fossiles cambriens en France date de 1888, quand Jules Bergeron trouva des débris de trilobites en montagne Noire.. Cette découverte eut un grand retentissement dans le milieu géologique français, car les faunes cambriennes (la « faune primordiale » comme l'appelait Barrande.), avaient alors été découvertes un peu partout en Europe, sauf en France. Comme il a été évoqué précédemment, il n'y a pas de biostratigraphie établie de façon mondiale, aussi existe-t-il de nombreuses échelles locales, en attendant que toutes soient corrélées. Une biostratigraphie existe pour le sud de l'Europe (France, Espagne, Italie), qui s'applique aussi partiellement en Allemagne, en République tchèque, au Maroc et en Turquie. Cambrien inférieur : il contient les étages Cordubien, Ovétien, Marianien et Bilbillien, tous définis en Espagne. Cambrien moyen : il contient les étages Léonien, Caesaraugustien et Languedocien. Chacun de ces étages contient de nombreuses biozones, basées sur les archéocyathes puis sur les trilobites.
Les terrains cambriens de France appartiennent à plusieurs domaines ayant chacun une histoire paléogéographique distincte. La montagne Noire et les Pyrénées sont des restes appartenant à la marge continentale du Gondwana, alors que les affleurements plus au nord appartiennent à un ensemble de micro-continents coincés lors de l'orogenèse hercynienne.
Stratigraphie du Cambrien français Dans les Pyrénées, les terrains cambriens forment une épaisse série de plusieurs kilomètres, constituant la majeure partie de la chaîne. . La partie supérieure du Groupe de Canaveilles (Formation de Cabrils) constitue la base du Cambrien. Le Groupe de Jujols (Formations d'Evol et de Jujols) constitue ensuite le Cambrien et probablement l'Ordovicien inférieur. L'ensemble est une puissante série détritique schisto-gréseuse, avec des intercalations de carbonates.
Dans la Montagne Noire, la stratigraphie est particulièrement représentative. : La Formation de Marcory, avec un âge Cambrien inférieur médian, est constituée par une épaisse série de schistes et grès verts-bruns sombres pour une épaisseur voisine de . Des intercalations calcaires sont connues, notamment dans le Minervois. Elles correspondent à un régime deltaïque. La Formation de Pardailhan est un régime d'alternances entre des bancs gréseux, et des barres de calcaires, ces dernières devenant de plus en plus dominantes. Son épaisseur est très variable, pouvant aller jusqu'à . La Formation de Lastours montre l'établissement d'une plate-forme carbonatée. L'épaisseur de cette formation va jusqu'à . La Formation du Pont de Poussarou précède l'effondrement de cette plateforme, et voit le passage au Cambrien moyen. La Formation de la Tanque montre l'effondrement de la plate-forme, et l'ennoiement par un régime d'alternance schisto-calcaire, avec une teinte lie-de-vin caractéristique. La Formation de Coulouma est constituée de schistes versicolores (rouge, vert, jaune, bleu…) et a une épaisseur de environ. La Formation de Ferrals est constituée de barres quartzitiques, correspondant à un évènement régressif important. Son épaisseur va jusqu'à . La Formation de la Gardie est constituée à la base par des schistes puis par des grès. le passage à la Formation du Val d'Homs est parfois confus, mais marqué par l'intercalation d'épisodes calcaires dans une série schisteuse parfois importante. Ces deux formations font plusieurs centaines de mètres. La limite supérieure du Cambrien n'est pas reconnue avec précision et fait l'objet de travaux en cours.
Paléobiologie
Les sédiments cambriens révèlent l'extension de mers peu profondes recouvrant des plates-formes continentales, et une brusque multiplication de nouveaux groupes animaux (animaux à parties dures notamment). Cette « explosion cambrienne » n'a pas encore d'explication. Elle peut avoir plusieurs causes : des modifications climatiques, l'activité accrue de prédateurs ou encore les sels marins favorisant l'absorption de substances chimiques et le dépôt de couches dures sur la peau. Le développement de squelettes externes (exosquelettes) peut avoir été une réaction adaptative à l'apparition de nouvelles niches écologiques. Il pourrait également s'agir d'organismes des grandes profondeurs nouvellement acclimatés aux habitats de surface ou inversement, mais aussi d’une évolution vers des espèces capables d’exploiter des ressources alimentaires nouvelles.
Plusieurs extinctions majeures d'espèces interviennent au cours du Cambrien, elles sont mal documentées en données paléontologiques et donc assez mal connues. La fin de la période est marquée par l'extinction du Cambrien-Ordovicien qui affecte beaucoup de taxons au sein des brachiopodes, des conodontes et des trilobites.
Flore C'est l'époque où une flore terrestre se forme P.K. Strother, G.D. Wood, W.A. Taylor, J.H. Beck, Middle Cambrian cryptospores and the origin of land plants, Mem. Assoc. Australasian Palaeontol. (29) (2004) 99–113..
Faune De minuscules (1 à 5 mm) métazoaires à coquilles et à faible diversité, les SSF (Small Shelly Fossils), sont très répandus dans le monde (Australie, Inde, Chine, Mongolie, Sibérie, Iran, Amérique du Nord, Europe, etc.). Cette apparition et celle de la faune édiacarienne, à partir de 565 Ma, représentent 2 pulsations majeures caractérisant l'émergence des animaux macroscopiques à la fin du Néoprotérozoïque et au Cambrien inférieur, suivie par l'« explosion cambrienne ».
Au Cambrien basal apparaissent Anabarites, Protohertzina et des mollusques primitifs. Les organismes à squelettes et à membres distincts deviennent progressivement plus abondants. Au Tommotien (530-527 Ma), de nouveaux phyla sont recensés : Brachiopodes et Porifères (récifs d'Archéocyathes), Lapworthella, et de nombreux phyla à corps mou. À l'étage Atdabanien (527-525 Ma) surgissent les arthropodes (dont les trilobites qui domineront le Cambrien) et des Echinodermes primitifs.