Le terme fossile désigne à l'origine tout objet retiré du sol, il s'applique aujourd'hui spécialement aux restes d'organismes végétaux et animaux très anciens, enfouis et conservés dans les formations géologiques. La paléontologie est la science qui en traite. Science de choses mortes, direz-vous? Non, car rendre au jour ces témoins d'une vie qui s'écoulait il y a des millions d'années, leur attribuer un âge, un nom, un existance propre, est-il rien de plus fascinant? Puis je en convaincre le lecteur.
Qu'entendez vous par fossiles?
Il s'agit d'animaux ou de plantes, autrefois bien vivants, qui furent ensevelis dans la vase ou dans le sol après leur mort et s'y sont pétrifiés au cours des âges. Leurs substances organique ont disparu et sont remplacées par des substances minérales de nature diverse, ou bien l'on ne retrouve que leur empreinte parfois leur moulage.
Les fossiles les plus nombreux sont les fossiles marins et d'eau douce, les organismes mourant au fond des eaux ayant beaucoup plus de chance de conservation. Sur terre, en effet ils n'échappent pas aux influences destructrices; aussi les fossiles terrestres ont-ils d'autant plus de valeur.
Des cadavres de mammouths ont été gardés presque intacts parce qu'ils étaient enlisés dans un limon glacé.
Les pistes et traces d'animaux, assez fréquents mais pas toujours reconnaissables, sont considérés aussi comme des fossiles on parle de biostratonomie.
Les pseudofossiles rappellent certains animaux par leurs forment on parle de diagénèse fossile.
La connaissance de ses faits peut avoir une grande importance en paléontologie; elle nous renseigne sur les causes géologiques de ces transformations, on pense aux courants marins, aux phénomènes de transports alluviaux et de sédimentation, aux pressions subies par le sol lors du soulèvement des montagnes. On voit l'importance qu'il y a à bien mettre en évidence les caractères que l'état de conservation d'un fossile permet d'observer et à les considérer toujours en rapport avec la gangue qui les enveloppe.
Dégager un fossile d'une couche argileuse ou marneuse est relativement aisé, mais parfois il faut les extraire de la roche a l'aide d'un burin et d'un marteau.
Armé d'un marteau et d'un burin, il se rendra dans une zone jugée propice, qu'il explorera d'un oeil d'autant plus exercé qu'il aura fait de fréquentes visites dans un musée de paléontologie. La première opération consiste à dégager le bloc fossilifère du terrain, puis à l'emporter dégrossi à domicile où sera exécuté le travail de nettoyage et de préparation.
La détermination?
Une des tâches essentielles de la paléontologie, est la détermination des fossiles. Recueillir, conserver et contempler des pétrifications n'offre guère d'utilité si leur appartenance à telle classe de plantes ou d'animaux n'a pas été établie. Comme les plantes et les animaux vivant actuellement, les fossiles ont été classés, selon le système de nomenclature de Charles Linné ( 1707-1778 ) groupés en embranchement, en classes, en ordres se divisant en familles, genres, espèces et sous-espèces ou variétés.
Identifier un fossile?
Ma première étape, pour identifier un fossile, est de le ranger dans l'un des principaux groupes animaux ou végétaux. Quelques-uns des groupes animaux essentiels sont présentés ici dans le chapitre description, On te dira aussi ce qu'il faut chercher. l'Etape suivante consiste à essayer de retrouver ton fossile, dans le site, et dans les livres spécialisés ( bibliothèque ). En général, on parvient à identifier, sinon le fossile précis, du moins un échantillon très proche. Pour finir finir, tu peux aussi comparer tes trouvailles aux fossiles exposés dans des musées ( et en profiter pour demander des renseignements ).
Commencé il y a 570 millions d'années, le Paléozoïque se subdivise en six période, les trois premières a sédimentation surtout argileuse et siliceuse, tandis que les trois suivantes sont à sédimentation plus généralement calcaire.
Faisant suite à une période de forte glaciations, le début du Paléozoïque est marqué par un réchauffement généralisé du climat terrestre, la fonte des glaces provoquant une élévation importante du niveau des océans.
Le paléozoïque inférieur est marqué par l'apparition ou le développement spectaculaire de tous les grands groupes d'invertébrés marins : Radiolaires et foraminifères, poriféres, Anthozoaires, Bryozoaires, brachiopodes, vers, molusques, arthropodes (dont les trilobites), Echinodermes, suivis de près par les premier vertébrés aquatiques (agnathes et poissons). La lutte pôur la vie se durcit avec des adaptations qui développent surtout les organes défensifs ( coquilles, carapaces, cuirasses), nous révélant, cantonné dans les mers chaudes et peu profondes d'alors, un monde vivant archaïque, mais déjà très diversifié.
La conquête de la terre ferme
Vers -400 millions d'années, à la fin du Silurien et au début du Dénovien, se produit une suite d' événements de grande importance : alors que s'est constitué en haute atmosphère un écran d'ozone suffisamment épais pour arrêter les rayons ultra-violets les plus dangereux pour la vie, la surrection d'importantes chaînes montagneuses ( massifs hercyniens ) a pour conséquence de faire émerger d'immenses surfaces où vont subsister, en s'adaptant à la vie hors des eaux, des algues jusqu'alors exclusivement aquatiques. En acquérant des organes différenciés ( racines véritable et non plus simple crampons, tissus ligneux de soutien, frondes, revêtements de protection contre la dessication.),ces algues inaugurent le début de l'histoire des plantes terrestres.
Profitant des milieux nouvellement végétalisés, quelques animaux s'adaptent à leur tour à la respiration aérienne et à la vie sur terre ferme, la fin du dénovien et surtout le Carbinifère étant marqués par le développement des premières faunes non aquatiques : vers, arachnides dont les scorpions, insectes, Amphibiens, puis les reptiles. Vient alors l'époque des grandes forêts houillères à végétation surabondante et qui occupent, sous un climat uniformément chaud et humide, d'immenses espaces plus ou moins marécageux, tandis que dans les mers peu profondes se développent d'imposants récifs de coraux.
Une crise majeure
Le Permien, dernière période du Paléozoïque, correspond à une crise majeur dans l'histoire de la vie. Alors que les climats deviennent plus contrastés, avec l'apparition de saisons alternativement sèches et humides, de nombreux groupes de végétaux s'éteignent ainsi qu'une multitude d'insectes et d'abondant amphibiens. Dans les mers aussi, disparaissent à jamais des groupes entiers d'organismes : la moitié des types de Foraminifères, tous les anthozoaires primitifs ( Tabulés et tétracoralliaires ), une quantité de bryozaires, la plupart des brachiopodes, nombre de mollusques, aussi bien bivalves que gastéropodes ou céphalopode, les derniers trilobites, tous les euryptérides ( Mérostomes à allure de scorpions ) et quelques types de poissons; de cette hécatombe il ne subsistera, pour la suite des temps, qu'assez peu de lignées animales parmi toutes celles qui s'étaient, par étapes et durant si longtemps, imposées dans le domaine marin.
La diversification de la vie, tant chez les végétaux que chez les invertébrés et les vertébrés, a cependant été telle tout au long du paléozoïque, hormis les plantes et fruits, la plupart des grands groupes d'organismes à venir se trouvaient déjà en place à la fin du Permien.
avec une durée totale de 170 millions d'années, le Mésozoïque ne représente en temps que la moitié du Paléozoïque, mais plus que le double cependant du Cénozoïque.
le Mésozoïque débute par une longue période de transition, le trias, commencé il y a 235 millions d'années et qui a été marqué par l'abrasion finale du vieux continent hercynien. On y observe dans nos régions deux grands types de sédimentation : d'une part des faciès à dominante calcaire qui s'accumulent dans une vaste dépression occupant le futur emplacement des alpes, d'autre part des faciès à dominante gréseuse qui s'étendent dans tous le nord de l'Europe. Dans les faciès alpins se diversifient les algues calcaires qui, associées aux premiers anthozoaires hexacoralliaires, édifient des récifs; dans les mers du domaine germanique, aux fluctuations importantes, se succèdent des peuplements peu diversifiés à base de brachiopodes, de mollusques et d'échinodermes, tandis que sur les aires continentales se développent des milieux lagunaires à fortes variations de salinité, sous un climat aride à alternances contrastées, qui créeent des conditions épouvantable et très sélectives pour la la flore et la faune: les conifères se répandent en même temps que se raréfient les grandes fougères, et les amphibiens régressent au profit des reptiles qui amorcent leur spectaculaire expansion, aussi bien dans les milieux aquatiques que sur la terre ferme, les mammifères font, dés cette époque, leur toute première apparition, avec des formes primitives de petite taille et peu répandues.
Période de transition, en effet, que le trias, alors que tardent à s'effacer les séquelles de la grande crise dont elle est issue, et tandis que les niches géologiques laissées vacantes par les extinctions massives de la fin du paléozoïque ne se comblent que timidement. Mais grâce aux groupes biologiques qui ont puent s'y maintenir en se transformant ou qui y sont apparus, cette période s'affirme comme un point de départ pour de nouveaux essors de vie.
Le trias s'achève vers -195 millions d'années, et la planète va bénéficier durant tout le jurassique et le crétacé, d'un climat chaud et sec avec cependant des périodes pluvieuses, mais sans alternances saisonnières marquées. Le domaine marin se caractérise par une sédimentation à dominante carbonatée ( calcaire et craie ) qui s'accumule dans des bassins très étendus mais peu profonds où prolifèrent les algues ( dont les microscopiques coccolithes ) en même temps que de nombreux groupes d'invertébrés se diversifient : Eponges silicieuses ou calcaires, Hexacolliaires constructeurs de récifs, brachiopodes (Rhynchonelles et térébratules), bivalves ( rudiste), gastropodes, ammonites par légions innombrables, bélemnites, crustacés, echinodermes dont les oursins, qui composent des peuplements souvent très abondants et extrêmement diversifiés; les poisson se multiplient et les reptiles produisent de nombreuses lignées adaptées à la vie marine : Mosasaures, ichthyosauriens, plésiosauriens,crocodiliens, tous bons nageurs et qui se succèdent ou se concurrencent.
Les aires continentales, dépourvues en Europe de reliefs importants, voient les conifères se déployer, puis apparaître, dès le crétacé inférieur, les premiers végétaux à fleurs et à fruits, tandis que les fougères sont en nette régression. Les insectes qu'attirent les fleurs prennent un nouvel essor. Mais sur les continents, c'est alors surtout le grand moment des reptiles, notamment des dinosauriens aux tailles parfois gigantesques, mais aussi des étranges ptérosauriens volants, cependant que, issus des reptiles mammaliens, se répandent discrètement les premières lignées de mammifères aux tailles encore bien modestes. et, parallèlement aux reptiles volants, mais apparus bien après eux, les premiers oiseaux essaient leurs ailes.
La dérive des continents
Amorcé dès le trias, à partir des grandes déchirures de l'écorce terrestre, le processus de dérive des plaques continentales se manifeste déjà vers la fin du Jurassique, mais surtout à partir du crétacé: au trias il n'y avais encore qu'un continent unique, la Pangea, formée d'une mosaïque de plaques délimitées par de longues et étroites fissures magmatique. Mais, vers - 140 millions d'années, la Pangea va se scinder en deux grandes blocs: au nord la laurasia, groupant la plaque nord-américaine (Groenland compris) et la plaque eurasienne; au sud le gondwana, formé des plaques sud-américaine, africaine, antarctique, malgache, indienne et australienne ( l'inde en effet, migrera du sud vers le nord pour se souder ultérieurement au continent eurasien qu'elle " télescopera" vers -45 millions d'années, en provoquant la surrection de l'Himalaya). Entre ces deux grand blocs s'amorce la Téthys ( futur méditerranée ); et c'est très progressivement que les deux plaques américaines vont dérivées vers l'ouest (avec naissance de l'océan atlantique), tandis que se dissocient et s'éloignent les unes des autres diverses plaques puzzle gondwanien. A a fin du Mésozoïque, il y a 65 millions d'années, la carte du globe terrestre nous donne une image déjà convenable, dans ses grandes lignes, de la configuration actuelle des continents et des océans.
La fin des dinosaures
Période paradisiaque pour la vie, que le jurassique et le crétacé, avec ce climat perpétuellement chaud, sans excès cependant, ces mers regorgeant de mollusques, crustacés et oursins, ces rivages coralliens parfois déjà bordés de palmiers et ces continents où explose la vie, au milieu des forêts d'araucarias immenses. Invertébrés et vertébrés, au reste, ne cessent pas de grandir: plus de 2 m de diamètre pour les plus grandes Ammonites, 80 tonnes pour les plus lourds dinosaures, 10 à 12 m de long pour les plus gros ichthyosaures et plésiosaures, 12 à 15 m d'envergure pour pour les ptérosauriens géants!
Les dinosauriens, surtout, se développent et rayonnent dans toutes les voies possibles de l'adaptation. Et puis assez rapidement, la vie se met à régresser. A la fin du crétacé en effet s'éteigne, non seulement la plupart des reptiles ( Mosasauriens, Ichtyosauriens, plésiosauriens, dinosauriens, ptérosauriens ), mais aussi nombre de groupe végétaux et, dans les mers, toute une myriade de micro-organismes ( dont 90% des espèces de coccolithophoracées et de nombreux genres de foraminifères ) ainsi qu'une multitude d'invertébrés: tous les rutiles, toutes les ammonites, toutes les bélemnites, bon nombre de types de crinoïdes, d'echinides, de crustacés... Que s'est il donc passé ?
On a, pour explications massives, longtemps avancé des hypothèses catastrophistes, c'est-à-dire faisant intervenir un événement soudain, tel qu'épidémique, climatique ou encore cosmique ( radiation nocif venues d'autre astres, chute d'une météorite, explosion d'une supernova...). Mais aucune de ces hypothèse ne tient par elle même, si l'on considère l'extrême diversité des types d'organismes touchés, aussi bien végétaux qu'animaux et de grandes variété des milieux concernés. On s'oriente donc toujours aujourd'hui vers une explication gradualiste mettant en jeu un ensemble de causes ayant agi progressivement et de manière cumulative. Et à la notion de mort massives, on substitue plus volontiers maintenant celle d'extinctions progressives, par non renouvellement des espèces dans un nombre de lignées.
l'Evolution du climat, tout d'abord, a joué un rôle essentiel en accusant, à la fin du mésozoïque, des variations brusques et de grande amplitude: un fort échauffement, d'abord, qui a dilué dans les océans des masses énormes d'eau à faible salinité provenant des régions polaires, puis une baisse générale de la température, qui a provoqué une régression des océans jusque vers l'isobathe -200 m. Une telle régression des mers n'a pas manqué de provoquer, sur les terres émergées, l'installation d'un climat de type radicalement continental, c'est-à-dire à variations quotidiennes et saisonnières extrêmes, facteur très défavorable aux reptiles en raison de leur métabolisme à sang froid, et tout particulièrement aux plus grosses espèces du fait de leur incapacité à pouvoir s'abriter. Dans les océans, fortement réduit en surface, sursalés par diminution de la masse liquide, et limités par les talus abyssaux ( c'est-à-dire dépourvus de leurs zones marginales peu profondes, qui sont aussi les plus propices à la vie), les végétaux et les animaux marins n'ayant plus pour vivre qu'un espace aquatique hors de leur convenances. Ces hécatombes biologiques, dès lors, s'expliquent assez bien par une accumulation et une généralisation, à tous les milieu de la planète, de facteur très défavorables à quantité d'organismes, sans qu'il soit besoin de faire intervenir des causes astral ( alors même qu'il semble bien que la chute d'un astéroïde ait provoqué sur terre, à la fin de crétacé, un enrichissement anormal en iridium et en osmium, et que l'explosion d'une supernova ait effectivement pu perturber l'environnement terrestre, mais sans qu'il soit cependant possible de rendre de tels événements responsables en eux-mêmes de tous ces faits).
Commencé il y a 65 million d'années, le Cénozoïque se poursuit encore actuellement. Il se subdivise en trois principales périodes de durées fort inégales. Parmi les groupes d'organismes ayant survécu à la grande crise de la fin du crétacé, figurent notamment les mammifères. Et le cénozoïque va se trouver marqué, dès son début, par leur spectaculaire expansion: apparus en effet dès le trias il y a 290 millions d'années, ils s'étaient maintenus et lentement diversifiés tout au long du mésozoïque, mais sans jamais dépasser la taille d'une souris. c'Est cette modestie, certainement qui les a sauvés: l'omniprésence des reptiles et leur concurrence implacable les avaient empêché jusque-là de prendre de la hauteur, mais inversement ils ont pu, grâce à leur très petite dimension, s'abriter des rigueurs du temps, d'autant plus qu'ils avaient, eux, à la différence des reptiles, la possibilité de maintenir constante leur température interne. Une fois les reptiles disparu pour la plupart, le champ leur est devenu libre, et ils les ont remplacé dans toutes les niche écologiques devenues vacantes, en se substituant à leur anciens prédateurs. Après la grande régression de la fin du crétacé, les mers ne ré-envahissent que partiellement et temporairement, malgré le net réchauffement du climat, les bassins bordiers d'Europe, et se peuplent alors d'une grande diversité de familles et de genres nouveaux, notamment parmi les bivalves, les gastropodes, les crustacés, les Echinides, et les poissons, tous annonciateurs des peuplements océaniques modernes. Sur les terre émergées redevenues clémentes, la végétation des palmiers et des arbres à feuille caduques explose, entraînant le pullulement des insectes butineurs; les mollusques terrestres ou d'eau douce se répandent et les mammifères réalisent leur première grande radiation adaptative: apparaissent ou se répandent déjà les insectivores, marsupiaux, primates primitifs,proboscidiens, carnivores,ongulés et rongeur, les oiseaux, eux aussi, se développent. Les reptiles qui subsistent ( tortues,lézards et serpents,crocodiliens) n'apparaîtront plus, par contre, que comme des reliques, témoins archaïques d'époques révolues. Le paléogène est cependant une période de grands bouleversements géologiques, Le mouvement de dérive des plaques continentales se poursuit et l'atlantique, qui s'élargit au rythme de 2 cm par an, s'ouvre sur l'océan arctique, en séparant définitivement l'Europe de l'Amérique du nord. Corrélativement se soulève une immense chaîne plissé, l' orogène alpin, sur l'emplacement des vastes sillons géosynclinaux sédimenté, sur plusieurs milliers de milliers de mètres d'épaisseur, durant tout le mésozoïque. Cette chaîne plissée court de l'Espagne aux îles de la Sonde, le long de la bordure nord de la Téthys, vaste mer dont naîtra la Méditerranée. Le mouvement de surrection, dû à la compression exercée contre l'Europe par les plaques de l'ancien continent Gondwanien, débute avec la formation des Pyrénées et se poursuit d'Est en Ouest avec des montagnes de plus en plus jeunes: Alpes proprement dites, Karpates, Taurus et Caucase, Zagros, Himalaya, Après cette phase de compression, qui correspond au paroxysme des soulèvements alpins, il se produit à la fin du Paléogène une phase de relaxation favorable à la formation de fossés d'effondrement: de cette époque en effet datent, entre autres, les fossés de Limagne et d'Alsace. Le domaine aquatique se limite alors, dans une géographie complexe, à des bras de mer et à des bassins laguno-saumâtre ou lacustres communiquant sporadiquement entre eux. Et le climat, qui était redevenu durablement chaud et humide, se rafraîchit assez fortement à la fin du Paléogène, avec des tendances marquées à l'aridité
L'aube des temps modernes
Le Néogène, seconde période du Cénozoïque, se caractérise par un climat uniformément chaud et humide, de type tropical, remarquable par sa stabilité. Dans les mers où mollusques, crustacés et Echinides se renouvellent presque totalement au niveau des espèces, c'est la grande époque des requins qui accèdent alors au gigantisme, avec des genres pouvant dépasser 30 m de long. Sur les terres émergées, où s'épanouit une végétation une végétation abondamment fleurie, les Mammifères réalisent une nouvelle poussée évolutive qui les conduit à leur apogée, et qui est marquée notamment par la diversification et l'augmentation de taille des Proboscidiens, avec des mastodontes atteignant près de 4 m de hauteur au garrot. Si le paléogène a préparé l'avènement des flores et des faunes modernes, le Néogène en concrétise l'installation: on dénombre alors plus de 50% d'espèces qui subsistent encore dans la nature actuelle. Le climat, juste-là assez uniformément chaud, devient plus variable vers -2 millions d'années, subissant les premières atteintes des influences septentrionales, signes avant-coureurs des rigueurs glaciaires du Quaternaire. Durant cette période, en effet, le climat de la planète s'est trouvé profondément modifié, à plusieurs reprises, par des glaciations qui modifiée, à plusieurs reprises, par des glaciations qui modèlent la géographie en même temps qu'elles imposent au monde vivant d'impérieuses contraintes. Les alternances de gel et de fonte des glaces entraînent à leur suite des oscillations du niveau des océans de l'ordre de 120 m, et des hécatombes massives d'espèces se produisent. Déjà bien implanté en Europe, l'homme préhistorique est témoin des grandes glaciations dont la dernière, appelée Würm, a duré de - 70 000 à - 11 000 ans.