Durant le Crétacé, le supercontinent Pangée finit de se scinder pour former les continents actuels, bien que leurs positions soient encore substantiellement différente. En même temps que l’océan Atlantique s’élargit et que l’Amérique du Nord se dirige vers l’ouest, le Gondwana qui s’était auparavant détaché de la Pangée, se fracture en Antarctique, Amérique du Sud et Australie, et s’éloigne de l’Afrique. L’Inde et Madagascar restent rattachés à la plaque africaine au début du crétacé, L’Inde s’en détache vers la fin du Berriasien. L’océan Indien et l’Atlantique Sud apparaissent durant cette période.

Début Crétacé (120Ma)

Cette activité crée des chaînes de montagnes sous-marines le long des lignes de fractures, provoquant l’élévation du niveau de la mer dans le monde entier : c’est la crise magmatique du Crétacé supérieur, à l’origine des plateaux des Caraïbes, d’Otong Java… Au nord de l’Afrique, la Téthys continue de rétrécir. En Amérique du Nord une mer intérieure peu profonde se forme puis commence à rétrécir, en laissant des dépôts marins minces intercalaires entre des couches de charbon. D’autres affleurements de cette période se situent en Europe et en Chine. Au maximum du niveau de la mer pendant le Crétacé, près d’un tiers des terres actuelles sont submergés.

Le Crétacé est fameux pour ses formations calcaires, aucune autre période du Phanérozoïque n’en a produit autant. L’activité au niveau des dorsales océaniques enrichi les océans en calcium permettant aux coccolithophoridés de s’approvisionner en cet élément.

Dans la région de l’Inde, des éruptions volcaniques massives se produisent vers la fin du Crétacé et le début du Paléocène, formant les trapps du Deccan.

Le climat

Au début du Crétacé, la tendance au refroidissement amorcé à la fin du Jurassique se poursuit : cette tendance est du à l’activité volcanique intense qui produit de larges quantités de dioxyde de carbone. Téthys connecte les océans tropicaux de l’ouest vers l’est permettant d’adoucir le climat global. Des plantes fossiles adaptées à la chaleur peuvent être trouvé aussi au nord que l’Alaska ou le Groenland tandis que des fossiles de dinosaures sont présent sur des territoires alors à une latitude de 15° du pôle Sud.

Le gradient de température équateur-pôle est bien moins élevé que de nos jours, les vents sont donc plus faibles, en conséquence les remontées d’eaux des océans sont moins accentués et les océans plus stagnant, ces océans sont donc moins oxygénés et des évènements anoxiques sont enregistrés dans les dépôts de schiste noire. La température de surface et en profondeur est nettement plus élevé que de nos jours. Le climat global est donc chaud, les régions polaires n’ont pas de glace permanente.

L'extinction du crétacé

Le physicien américain Luis Walter Alvarez, son fils géologue Walter Alvarez, le chimiste nucléaire Frank Asaro et la paléontologue Helen Michaelont ont émis l'hypothèse selon laquelle la chute de cette météorite à la fin du Crétacé, il y a ?65 à ?63 millions d'années, fut la principale cause d'un bouleversement climatique à l'origine de l'extinction des dinosaures et d'un grand nombre d'espèces animales, tant terrestres que marines.

1. Quand l'astéroïde s'est désintégré lors du choc, des morceaux de croûte terrestre, de la vapeur d'eau et des aérosols sulfatés ont été projetés dans l'atmosphère. Formant un gigantesque panache de débris, une immense colonne de cendre et de cristaux de quartz, lesquels se trouvaient à dix km sous terre quelques instants auparavant, s'éleva de plus en plus vite dans l'atmosphère. Ce panache enfla jusqu’à atteindre un diamètre de 100 à 200 km, parvint dans la haute atmosphère, puis enveloppa la planète entière. Les particules qu'il véhiculait commencèrent à retomber sur Terre avec l'énergie qu'elles avaient acquise lors de leur éjection. Traversant l'atmosphère à des vitesses comprises entre 7 000 et 40 000 kilomètres par heure, elles illuminèrent le ciel, telles des milliards d'étoiles filantes puis portèrent rapidement de vastes zones de l'atmosphère à des centaines de degrés.

2. Elles se sont ensuite progressivement accumulées sur le sol, formant la couche de cendres observée aujourd'hui. La combustion des matériaux du panache a enflammé la végétation sur une énorme surface du globe. De plus il y a eu une onde de choc qui aurait fait tout le tour de la planète en quelques heures. Tout cela a participé à plonger la planète entière dans l'obscurité pendant plusieurs années à la manière d'un hiver nucléaire. En l'absence de lumière solaire en quantité suffisante, la photosynthèse s'est interrompue. Les végétaux ont très vite dépéri, suivis de près par les herbivores qui entraînèrent les carnivores dans leur déclin.

3. Simultanément, une grande activité volcanique semble s'être réveillée, peut-être à cause de fissurations du manteau terrestre sous l'impact. On estime que de grandes quantités d'oxyde de soufre s'échappèrent, transformées par les pluies en acide sulfurique qui tua lui-même une grande partie de la faune marine.

Il semble de plus que l'époque ait été marquée par un recul des océans. Il est donc supposé que ce recul aurait pu entraîner des modifications climatiques de grande envergure, qui auraient provoqué la disparition des groupes susmentionnés.

On note enfin qu'aux environs de la fin du Crétacé d'énormes éruptions volcaniques se produisirent sur une période estimée à 500 000 années, dans la région du Dekkan (ou Deccan) de l'Inde actuelle. Donc, le facteur essentiel de l'extinction de masse marquant la fin du Crétacé semble être la désintégration de cet astéroïde, mais l'aspect de cause exclusive semble plus incertain.