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:: Dossier Géopedia ::

Encyclopédie de la Terre et du Monde Souterrain

Accessible à tous publics.

THEMATIQUE

BIBLIOGRAPHIE

REMERCIEMENTS

Introduction Bases de géologie Formations sédimentaires expérience Vocable géologique Composants des dépôts sédimentaires Eléments de stratigraphie : cartes, échelles et terminologie  Eléments de lithologie Les dépôts détritiques et l'érosion des roches   comment se forme le calcaire Les variétés calcaires et siliceuses Les fossiles et les couches fossilifères Les fossiles et leur formation  fossilisation sur terre fossilisation dans l'eau Le règne animal La formation des couches sédimentaires Précambrien Ere primaire Cambrien Ordovicien Silurien Dévonien distinguer ammonites et nautiles Carbonifère Permien Ere secondaire Trias   Jurassique Crétacé comment se forme la craie L'extinction des dinosaures Ere tertiaire éocène Le calcaire lutécien Le gypse bartonien comment se forme le gypse oligocène    Carte géologique de la France crédits

introduction

Ce que vous trouverez ici est tout simplement une histoire. C'est celle de notre petite planète que je vous propose d'explorer. On ira voir comment elle est née, comment elle s'est fabriquée, pour devenir ce gros truc bleu qui tourne. Ce qui va nous intéresser en particulier sera ce qui se passe sous nos pieds et pour ça, on va remonter loin, très loin dans le passé. Depuis des époques reculés peuplées de bestioles bizarres, vivant sur des continents ou dans des océans qui n'existent même plus sur nos cartes. 

C'est l'histoire passionnante de notre Terre. Alors on appelle ça : "les sciences de la Terre".

Pour découvrir tout ça, on va prendre un exemple assez connu. Paris. Ah... cette bonne ville de Paris, ses monuments, ses musées, ses plages, ses requins, ses dinosaures et ses fossiles. - Ca surprend un peu au début. -

On verra donc tout ça en détail, avec de belles images en couleur, des croquis et de super explications. Le plus beau c'est que ça restera quand même de la Géologie... un peu simplifiée, et encore... à peine.

Ensemble, on va découvrir ce monde souterrain extraordinairement riche. Là, s’ébauche la grande aventure de la Vie, celle de la naissance de la Terre, l’histoire des formations des roches plus tard exploitées par l’homme. On apprendra à lire sur cette pierre, et à travers elle, à découvrir certains des fossiles qui s’y trouvent encore, eux-mêmes témoins d’une époque, d’un climat, d’une végétation et d’une faune terrestre ou aquatique.

  mode d'emploi

Quelques petites choses ont changé depuis la première édition. Les couleurs pastel, la mise en page, les dessins et bien entendu le texte ont évolué. Toutes ces illustrations ont été retravaillées, affinées et sont toutes "natives" au site : elles ont été conçues pour les textes qui les accompagnent ;-) Des petits titres tout jolis, des icônes thématiques... et bien entendu un contenu affiné avec des termes précis. Vous allez vite comprendre que le premier obstacle de la géologie, c'est la langue... Obstacle qu'on va surmonter ensemble avec souplesse, bien entendu ;-)

Tout ça pour rendre cette visite plus agréable et plus lisible. A vous de voir si vous préférez tout lire dans l'ordre - parce qu'il y a un ordre, en plus - ou picorer comme vous le sentez ce qui vous attire... Logiquement ça devrait quand même être plus facile en commençant par le début ...   De temps en temps vous trouverez des liens vers d'autres sites où certains de ces sujets ont été approfondis notamment sous forme de dossier sur [geopedia] ainsi que de jolies cartes en pleine page pour suivre l'évolution

de la France à travers le temps.

Enfin ...si vous ne pouvez pas tout lire en une seule fois, vous inquiétez pas, c'est normal. Ca n'a aucune importance, vous pouvez revenir quand vous voulez. Vous avez des trucs sur votre navigateur Internet pour marquer les pages, c'est fait pour ça... 

Illustration : étude anatomique des espèces par

Georges Cuvier, fondateur de la paléontologie (1769-1832)

  L'histoire de notre planète

   Comprendre les mots savants

  En même temps, pour décrire des choses précises, c'est quand même pratique d'avoir des mots... précis. C'est logique. Pour pas vous dégoûter de toutes ces belles choses qui vous attendent,  tous les textes ont donc été passés à la moulinette... et là ô miracle : on comprend tout ! Enfin presque tout :-))) Les mots scientifiques (latin ou autre) seront dans la mesure du possible « édulcorées ». Tous ces mots compliqués font aussi partie du décor. Si on les enlève tous, on y comprend pas mieux, et on perd surtout une partie essentielle du contenu qu'il serait dommage de sacrifier. Certains termes incontournables, seront donc mis en valeur (et expliqués au fil du texte).

Quant aux termes "barbares", ils seront accompagnés d'un petit dessin comme ça  et d'une explication très simple, ou en gras (avec une explication entre parenthèses). 

Faudra donc sûrement faire un petit effort pour s'acclimater, surtout au début  mais pas de panique, y'aura des sous titres. Pour le reste, maintenant que vous avez lu le mode d'emploi, logiquement vous êtes parés pour la suite. Ben sinon... heu ... y'a aussi des images :-) C'est même d'ailleurs par ça qu'on va commencer en suivant une petite expérience scientifique recréée artificiellement dans un laboratoire du c.n.r.s. pour les besoins du site. Prêts ? alors c'est parti...

   expérience

Après ces quelques mots d'introduction,  parlons un peu de géologie... ah ben oui, quand même.

Pour commencer, on va essayer de tout comprendre...  d'un seul coup. :-)   Comme ça, ce sera fait.

Voilà donc (accrochez vous bien) :

Le fonctionnement des structures de la Terre, les bases lithologiques des formations sédimentaires, les règles de stratigraphie et même quelques rudiments de paléontologie. On ne parlera qu'un peu plus tard des phénomènes chimiques et des principaux éléments de phylogénie que chacun connaît mais qu'on rappellera quand même.

Cette expérience scientifique s'appelle: "tempête dans un verre d'eau", tout simplement parce qu'on va recréer artificiellement tous ces phénomènes... heu... dans un verre d'eau.

1 - On va remplir un verre avec de la vase, de la gadoue avec tout ce que ça contient de vivant, de mort, de végétal, d'animal ou de boueux. Ce qu'il y a dedans n'a d'ailleurs aucune importance,  on veut même pas savoir du moment que c'est liquide et visqueux.  Après,  on attend.

2 - Un jour plus tard. L'eau sale : elle est "presque" propre ! Normal, tout ce qui est lourd s'est déposé de son propre poids au fond, à part quelques particules qui restent en suspension. Et ça forme une couche. Même dans l'eau, la couche se durcit, l'eau appuie dessus :la couche se tasse.

3 - Maintenant on va verser là-dedans une autre vase, Cette fois on ajoute même un bigorneau (ou n'importe quoi avec une coquille ). La coquille tombe direct au fond, c'est ce qu'il y a de plus lourd. Le reste va se déposer ensuite... alors on attend. (c'est une expérience où on attend beaucoup)

4 - Un mois plus tard . Là, ô miracle on a 2 couches dans le fond. La première qui est devenue encore plus dure avec le temps, et le poids de l'autre couche. On peut même voir que ce qu'elle contient commence à se souder, comme un ciment. Bon ben, on attend.

5 - 100.000 plus tard (faut être patient quand même), on revient. Et là, ô surprise, dedans y'a 2 couches solides. Et même un moulage ; celui de notre coquille qui a laissé son empreinte : c'est un fossile. Conclusion : on vient d'observer la formation de couches sédimentaires : c'est la base de la géologie. La fossilisation d'une coquille : base de la Paléontologie. Pas mal, pour un début.

   Les Formations Sédimentaires

Composants des Roches Sédimentaires

 Les Dépôts existent donc sous trois formes : Les dépôts organiques (d’origine vivantes : animales ou végétales), les dépôts chimiques (où la nature se fait sa cuisine elle-même en mélangeant des éléments chimiques) et les dépôts détritiques (en somme, des « détritus », des déchets minéraux ayant déjà eu une existence, mais qui se sont morcelés ou érodés et vont de nouveau se retrouver sous une autre forme). Ces formations sédimentaires sont principalement formées par trois principaux éléments : La silice,  le calcaire et l’argile qui ont un point commun :  leur composition chimique leur permet de se "cimenter" ou de se mélanger facilement entre eux.

La silice (dioxyde de silicium) est composée de cristaux qui vont généralement former des roches sédimentaires assez dures : galets, sables et grès. Cet élément chimique est si résistant qu'il ne peut être attaqué que par de l'acide chlorhydrique. Et pourtant, la silice, sous une certaine forme, peut se dissoudre dans l'eau, d'autant mieux si elle subit de la chaleur ou de la pression. Ceci explique en partie qu'elle va être un constituant important dans la composition de nombreuses roches sédimentaires justement sujettes aux pressions, à l'eau et aux fusions volcaniques.

Le calcaire (carbonate de calcium) Ces calcaires peuvent donc être purs, argileux ou sableux. Ils sont le plus souvent d’origines organiques et chimiques. Cette grande famille regroupe donc le calcaire grossier (destiné à la construction : c'est celui de Paris), le calcaire lithographique (très dur, utilisé en gravure), la craie, les marbres (calcaires plus ou moins purs pénétrés de matériaux bitumeux ou d’oxydes de fer qui leurs donnent marbrures et couleurs), et enfin les calcaires saccharoïdes (qui ont l’aspect du sucre) dont l’exemple le plus pur et le plus solide est le marbre blanc de Carrare (carrière de marbre à ciel ouvert située en Italie).

L’argile (Silicate d’alumine) est une matière qui peut être molle (liée à l’eau) ou solide (dépourvue d’eau). Elle est en outre imperméable et retient l’eau. On trouve parmi les roches argileuses : le Kaolin (terre à porcelaine) - Une fois chauffée dans des fours cette argile sert à la confection de vaisselle -  l’argile plastique (modelage, briques, tuiles) qu'on appelle souvent "la glaise" quand on parle de toutes les terres un peu molles, l’argile smectique (qui absorbe les graisses), l’argile ferrugineuse (teintes ocres jaunes et rouges) et enfin les schistes argileux (argiles saturés de silice qui se débitent en feuillets ou en plaques, comme l’ardoise)

   Les strates du bassin parisien

Quand tous ces ingrédients... heu , non pardon, "ces roches" s'agglomèrent, elles forment les couches du sol. Une sorte de parquet Stratifié, composé de strates collées les unes sur les autres. On va donc s'intéresser à ce parquet sur lequel on marche. Ce chapitre s'appelle donc logiquement la strati-graphie qui consiste à représenter ces strates (-strati) sur des dessins (-graphie). Autrement dit : à faire des cartes.  La question c'est : comment réaliser les cartes des roches ? Voyons un peu comment se présente l'étude stratigraphique du sous-sol de Paris.

Quelques bases de Stratigraphie

 Il existe pour cela deux méthodes : la plus simple : l’observation sur le terrain du faciès* (qu’on pourrait aussi appeler l’apparence visuelle) des différents étages géologiques.  (Exemple :  Un géologue ne dit pas "oh, la belle falaise de craie que voilà !" mais.... :  "Le faciès de cette roche est caractéristique du Crétacé"). C'est donc ce qu'on peut voir devant une falaise, dans une cavité souterraine, ou face à un terrain présentant une rupture visible… Cette observation se limite malheureusement à ce que la nature nous nous impose, puisqu’on ne connaîtra que l’état des couches stratigraphiques de cet endroit.  La plupart du temps les roches sont cachées, enfouies, bref... pas très faciles à observer.

Les puits forés - Pour obtenir la coupe des différentes roches qui composent le sol à un endroit qu'on ne peut pas voir, il est donc généralement nécessaire d'effectuer un forage ou de creuser un puits vertical. On peut signaler au passage que M. Héricart de Thury, éminent inspecteur des carrières de Paris du 19e siècle fut également l’auteur d’un ouvrage consacré aux puits forés qui fit longtemps référence. Ceci explique  la pertinence des travaux sur la géologie du Bassin Parisien qu’il réalisa par la suite, et les très nombreuses coupes stratigraphiques qu’il dressa avec une extrême précision. En creusant des puits ou en réalisant un sondage( une "carotte" géologique), on peut voir de quoi le sol est fait, c'est tout simple. Il suffit ensuite d'identifier chaque roche et de mesurer la hauteur de leurs couches. Illustration : Coffrage d'un puits IGC pendant l'installation.

Les cartes géologiques de l’inspection des carrières - Toutes ces mesures vont permettre de situer les dépôts qui constituent le sous-sol. Ils sont représentés avec des couleurs différentes puis dessinés en les superposant avec les plans de surface. Ces travaux de l’inspection des carrières vont permettre de dresser une cartographie complète et particulièrement précise des sous sols de la région. Ces planches IGC (Inspection Générale des Carrières), servent encore aujourd’hui aux bureaux d’études, aux entrepreneurs et aux administrations pour la construction, pour l’établissement de Plans d’Occupation des Sols ou de Prévention de Risques Naturels (liés au sous sol). Le très grand nombre de puits forés réalisés depuis le 19ème siècle. jusqu’à nos jours et les coupes qui ont pu en résulter sont une base précieuse d’information sur la stratification de la région. Ces études sont également complétées par celles du BRGM (Bureau de recherche Géologique et Minière).    Illustration : Planches de l'inspection des carrières. Future édition en Projet ( projection Autocad - source : IGC 2009)

Les cartes du sous-sol de Paris

L’utilité de cette étude - L’approche stratigraphique est donc précise. Elle va nous apprendre, dans quel ordre se sont déposés les sédiments, leur composition, leur âge. Les éléments organiques et les fossiles qu’elle contient vont nous permettre de connaître l’évolution de la vie contemporaine aux roches ainsi déposées et stratifiées. On saura si à ces différentes époques, l’endroit émergeait des océans où s’il en constituait le fond recouvert par la mer. Toutes ces informations vont permettre de dresser une échelle stratigraphique qui va synthétiser l’âge, la composition des couches, leur nature. Elle pourra en outre préciser la présence des espèces fossiles qui se trouveront à un endroit précis, ou tout du moins dans une région particulière.

Les limites de la stratigraphie - Ces strates seront en revanche incapables de nous révéler le contexte géologique d’une période où elles ne se seront pas formées (ce qui se traduit par une lacune). On saura, par exemple, qu’à une certaine époque, la stratification s'est arrêtée, que les sédiments ont cessé de se déposer, sans toutefois savoir lesquels. Il faudra donc considérer que la stratification sera incomplète, à des époques où Paris se trouvait hors de l'eau, si les dépôts n’ont pas continué de se faire dans des lacs, ou des lagunes. Il faut également compter sur les phénomènes géologiques naturels qui peuvent également, à certaines époques, bouleverser ces couches, les fracturer, les plisser, et rendre d’autant plus ardues les observations qu’on pourra en faire.

Le caractère local - Si un grand nombre de forages sont théoriquement nécessaires pour bien connaître la composition des sols, c’est tout simplement parce qu’ils ne témoignent que de ce qui se trouve à l’endroit précis où ils ont été forés. Ces formations complexes ne sont pas forcément linéaires, on peut trouver des endroits proches les uns des autres, où la sédimentation s'est opérée différemment. Une stratification sera variable sous un lac, plus loin sur un rivage, et plus loin encore, dans la mer, sachant que ces « limites » vont fluctuer dans le temps, et que des transgressions marines (changement de niveaux des mers) vont fréquemment se dérouler pendant la formation des sols.

Comprendre les événements du passé - Le seul moyen de reconstituer ces « épisodes » de formations sédimentaires quand il n'y a pas ou plus de dépôts, sera  alors de procéder à la comparaison de ces différentes coupes stratigraphiques, qui vont permettre en premier lieu de connaître précisément les limites des rivages maritimes, la présence de lacs ou de fleuves selon la nature des sédiments qu'on va trouver. Par exemple, une espèce de coquillage qui ne vit que dans l'eau douce, prouvera que la couche où il se trouve n'a pas été formée par la mer.

Les mouvements du sol - Si on regarde le petit schéma qui se trouve ci-contre, on peut remarquer un détail évident.... Toutes les lignes qui séparent les différentes roches sont horizontales. On pourrait imaginer que c'est pour faire joli mais en fait, elles se forment comme ça de manière naturelle.  Les  sédiments vont se déposer tranquillement et former les couches sédimentaires toutes plates. Selon les époques, elles vont varier en composition, et donc présenter des aspects différents. Ca marche exactement comme les étages d'un immeuble. Il suffit de les compter.

La règle de base de la stratigraphie - Les couches sédimentaires se forment toujours horizontalement, elles se déposent ainsi les unes sur les autres.  Si ces couches sont parallèles, superposées et horizontales, c'est que la région n’a donc pas été bouleversée depuis leur dépôt : on parle alors de stratification concordante : ça fait un mille-feuille tout plat. Les couches inférieures sont donc toujours les plus anciennes.  Il y a quand même une exception : les mouvements de l’écorce terrestre.  

   Les plissements du sol

Un petit « mouvement de l’écorce terrestre va se produire »… la formation d’une modeste chaîne de montagne de quelques centaines de kilomètres. Ce mouvement phénoménal va faire émerger une partie de ces belles couches : on va donc obtenir des formations différentes, là où la terre se trouve au dessus de l'eau, et là où elle est immergée. Le géologue d’aujourd’hui, même très âgé, n’étant pas là au moment de cette formation,  va devoir reconstituer cet épisode stratigraphique : rechercher les contours des anciens rivages à partir des étages de roches qui vont se présenter à lui. En cherchant la continuité de ces assises, il pourra constater que ces couches ont une histoire : le résultat de sédimentations différentes; étudier les dépôts qui se sont accumulés dans l’eau de ceux qui ont été hors de l'eau, les couches plus minces des plus épaisses, celles qui contiennent certaines roches ou certains fossiles... etc.  Mais pour reconstituer cette histoire, il faudra d'abord comprendre les mouvements de la Terre qui vont donner à chacune de ces couches des formes différentes. C'est pas évident... alors on va voir ça plus doucement.

Les événements qui vont se présenter dans la lecture de ces couches sont le reflet de l’histoire de l’époque de leurs dépôts. On trouve ainsi des couches parallèles, superposées, mais pas horizontales parce que le sol a bougé : le terrain sera donc plissé (fig.1a). La partie supérieure de chaque pli s'appelle un anticlinal (la bosse que forme le pli), et  la partie inférieure, le synclinal (la cuvette ou le bassin) (fig.1b). A l’intérieur des plis se trouvent toujours les couches les plus anciennes, qui se sont également plissées. Une fois formés, ces nouveaux reliefs vont complètement changer les dépôts suivants. Certains endroits émergent hors de l'eau, tandis que les nouvelles cuvettes vont à leur tour recevoir d'autres sédiments (fig.2). Les futures couches sédimentaires, vont donc se déposer horizontalement là où elles peuvent : dans les creux (fig.3 et fig.4) . On obtiendra donc des stratifications différentes entre les couches datant - de l’avant et de l’après « plissement ».  En géologie on dira qu'on se trouve devant une stratification discordante.

Dans les fonds marins la sédimentation se poursuit, tandis que l’affleurement terrestre subit l’exposition à l’air, à la faune ou à la flore locale. Celles-ci laissent également des traces : empreintes de pas d’animaux, fossilisation de feuilles, durcissement du somment de la couche ou même disparition de la couche elle-même, par érosion (fig.5). Le rivage affleurant à la surface de l’eau sera colonisé par des coquillages spécifiques à cet environnement. Il suffit alors que de nouveaux mouvements engloutissent cette partie émergée, et la sédimentation se poursuit, recouvrant à ce niveau de la couche, les vestiges d’une période émergée qui pourront ainsi se fossiliser. 

C'est ainsi que les sols vont peu à peu se modifier. Selon les endroits leur forme sera différente. Bien longtemps après, tous ces changements vont raconter une histoire. Pour la comprendre, il faudra d'abord lire cette carte du sol puis l'interpréter en remontant le temps pour retrouver l'ordre de ces événements.

Sur cet exemple de (vraie) coupe géologique on peut voir ce que ça donne. (C'est joli n'est-ce pas ? ) Avec un peu d'imagination, il suffit de suivre ces couches et de penser qu'elles ont été horizontales... à un certain moment. On devine les plissements qui leur ont donné cette forme ou l'érosion qui a complètement aplani les reliefs se trouvant en dehors d'un océan aujourd'hui disparu.  On a donc obtenu toute une variété de couches continues, ou discontinues (là où il y a des coupures). Si vous avez l'oeil vous voyez qu'à certains endroits elles sont même "cassées". Ce déplacement de toute la tranche du sol : c'est une faille.

Ces failles peuvent se produire lors de phénomènes sismiques (tremblements de Terre) ou tectoniques (déplacement des plaques terrestres) et provoquer un déplacement vertical des couches : une fracture naturelle. Les strates vont être sectionnées et se retrouver à des niveaux différents de chaque coté de la ligne de rupture. La faille va compliquer considérablement la lecture de nos jolies couches, désormais bien bouleversées par tous ces  puissants phénomènes géologiques. On va recourir dans ce cas, à un procédé complémentaire pour reconstituer, l’ordre, l’âge et la constitution du sol. Autrement dit va falloir voir de quoi sont faites ces fameuses couches.  On respire bien...  allez c'est parti,  on va faire un petit tour dans le monde de la [lithologie].

   Les dépôts et les sédiments

Un géologue c'est quelqu'un qui voit un gros gâteau et qui doit deviner comment il est fait. Jusqu'à présent on a découpé une belle tranche pour se donner une première idée. A présent on va essayer de voir comment c'est fait à l'intérieur : chocolat, mousse, chocolat, crème...... miam miam. Et ben la lithologie c'est ça. Nous, on connaît déjà les ingrédients : les dépôts organiques, chimiques ou détritiques (= formées de détritus naturels). Si vous êtes complètement largués, c'est que vous avez sauté le chapitre précédent. Bien fait. Reculez de deux cases, ou alors tentez votre chance...   > [chapitre précédent]

Les dépôts détritiques (aussi appelés clastiques ou fragmentaires)

Les dépôts, les dépôts.... on arrête pas d'en parler. Mais "d'où qu'y viennent" tous ces dépôts ?  Pas une petite idée, non ? Jamais vu une poussière ou un grain de sable ? Ben voilà..  Sous l'effet de l'érosion, le vent, la pluie ou par l’érosion de l’eau de mer et des rivières, les roches se décomposent, se morcellent en éléments plus petits. Les rochers se fissurent, s'effritent, forment des pierres plus petites, charriées par les rivières ou emportés par le vent sous forme de sables et de poussières. Tous ces fragments sédimentaires sont transportés et finissent par se déposer quelque part - forcément -. Ils subissent la pesanteur et finissent donc toujours par tomber sur un sol ou un fond : sur terre, dans l’océan, les lacs ou les rivières. Mais quelque part. C'est obligé.

A force de tomber, ils forment des couches. Ces couches, comme on l'a vu, sont généralement  horizontales (au début en tout cas :-).  A chaque époque, ces dépôts pourront être de natures, ou d’origines différentes,  érodés par des agents variés et donc composer des couches distinctes. Selon les matériaux qui les constituent, ces dépôts détritiques seront de deux natures. Certains vont résulter de l'agglomération de particules en suspension dans l’eau, formant des sortes de vases (ou boues) plus ou moins denses : les dépôts argileux. D’autres seront composés de dérivés de silice, et donc d’origine plus ou moins sableuse : les dépôts arénacés. Ce terme est régulièrement utilisé pour décrire les roches ou formations qui dérivent du sable ou qui ont cet aspect. A première vue, ça parait un peu technique, mais en fait, c'est pas compliqué du tout.

Les dépôts arénacés meubles - Sous ce terme un peu barbare se cache ce qu’on pourrait désigner par des « grains de sables ». On peut facilement imaginer que sous l’effet de l’érosion, une partie des roches  se décomposent en grains transportés par l'eau ou le vent, pour former un peu plus loin des bancs de sables. Et c’est ce qui se produit. Ce sable se trouve naturellement près des rivages puisqu’il est relativement lourd et retombe à proximité de l’endroit où il s’est érodé. On parle donc ici de dépôts meubles (qui se déplacent). Ces dépôts "meubles" peuvent également être des grains un peu plus gros : graviers, galets, et même des blocs de roche siliceuse principalement composés de quartz ou de mica qui vont se détacher sous les fantastiques forces qui façonnent la nature. La taille de ces dépôts va aussi déterminer leur forme : une partie des petits grains vont demeurer anguleux, puisqu’ils vont subir moins de friction du fait de leur taille, brassés ou souvent en suspension dans les mouvements marins. Les autres vont tomber avec la pesanteur, être roulés par les vagues, et s’éroder encore pour donner les formes rondes des galets que l’on trouve sur certaines de nos plages.

Les Conglomérats- Tous les dépôts détritiques arénacés ne sont pas nécessairement meubles, au contraire, la plupart se sont agglomérés, cimentés naturellement : ce sont les conglomérats. Lorsque les sédiments sableux se déposent en lit au fond des eaux, d’autres substances  portées par les courants comblent les espaces laissés entres ces particules. L’acide carbonique contenu en grande quantité dans ces eaux, et les déchets organiques en décomposition servent d'accélérateurs à une réaction chimique qui va lier ces éléments arénacés, et les divers autres sédiments qui vont agir comme des ciments dans ces interstices. Le "conglomérat" est donc un ensemble de roche fragmentaire liée par un ciment. C’est le cas des grès, constitués par des grains particulièrement fins, dont la constitution sera notablement différente selon le ciment qui va les agglutiner. On parlera alors de grès calcairifères (liés par le calcaire), de grès ferrugineux (liés par de l’oxyde de fer), de grès quartzeux (quartz lié par la silice), de grès argileux (lié par de l’argile) ou de grès vert (ciment argileux ou calcaire coloré par des grains de [glauconie]).        

Illustrations : de gauche à droite : grès ferrugineux (rouge) grès vert, grès  calcaire, grès quartzeux

Les dépôts argileux  (argile : silicate d’alumine, ici : hydratée). L’argile se présente tout d’abord comme une nappe de vase plus ou moins compacte en suspension dans l’eau. Ces particules extrêmement fines sont donc en grande partie constituées de silicate d’alumine (nom "savant" de cette boue), mais également d’autres matières avec laquelle l’argile s’est mélangé, brassé par les courants. Ces autres composants peuvent êtres très variés, et dépendent localement du type de sédiments qui seront portés jusque là : mica, quartz, calcaires, oxydes de fer, matières bitumineuses ou charbonneuses.  Ces vases argileuses vont finir par se déposer, parfois soudainement, à la faveur d’une période de mer plus calme, favorisant la fossilisation éventuelle des différents éléments organiques qui se seront déposés à la même période. Les argiles, différents selon leurs compostions, vont donc former une vaste famille sédimentaire.

Illustration : argile naturel

Les argiles réfractaires, qui, chauffés serviront plus tard à faire des tuiles, des moulages ou des poteries. Le plus fin et le plus pur est le Kaolin, qui sert à faire des porcelaines.

Les argiles smectiques, aussi appelés « terres à foulon » ou "savon de soldat", qui possèdent la propriété de retenir les graisses, et sont employés comme savon, détachant, ou lessives naturelles.

Les argiles ferrugineuses, qui, mélangés à des oxydes de fer vont prendre des teintes rouges ocres et jaunes et serviront de colorants, ou de pigments pour la peinture, ou la teinture.

Les argiles schisteuses, qui, au lieu de s’être formés en couches homogènes durcies progressivement, présentent des strates cristallines dures et friables. Ces roches sont appelées des schistes, et parmi ces schistes argileux on en trouve une très connue :  l’ardoise (qu'on appelle aussi "phyllade").

Illustrations : tuiles (réfractaires), savons (smectiques), ocres (ferrugineux), ardoises (schisteuses)

   Dépôts chimiques et organiques

Les dépôts chimiques

Il s'agit de formations sédimentaires très connues: les calcaires et les combustibles solides (charbon, houille, lignite). Dans la nature, les dépôts purement chimiques sont assez rares et sont généralement des dépôts plus chimiques ("concrétionnés") qu’organiques ("sédimentaires"), résultant principalement d’une modification de leur composition mais incluant accessoirement des éléments végétaux ou animaux. On citera dans cette catégorie "purement" chimique : les silex, le sel, la meulière et les tufs. Le Gypse, dont on reparlera plus tard est la composante de deux modifications successives (organique puis chimique), mais entre également dans cette catégorie.

Illustration : pierre meulière - formation chimique dite "pure"

 Les ménilites

Un dernier élément de ces formations dites « chimiques » se retrouve assez souvent dans les stratifications du sous sol francilien : les ménilites. Ces « nodules » très compacts semblent n’avoir rien à voir avec les étages dans lesquels ils se trouvent. Ils proviennent en fait d'une modification chimique complexe qui intervient dans la pâte hétérogène encore molle des dépôts de craie ou de calcaire. Elle se réalise au même moment que la formation de la roche elle-même. Dans cet amas plus ou moins hermétique, il semblerait que la décomposition des matières organiques  favorise la concentration chimique d’éléments de même nature. Des molécules vont s’assembler et former des éléments isolés : dans la craie, sous forme de silex, et dans l’argilo-calcaire, des rognons de silice hydratés, également appelés ménilites. Pour l'anecdote, ces ménilites tiennent leur nom de l’endroit où on les a découvert en grand nombre : dans le quartier de Ménilmontant à Paris. 

Illustration : Ménilites

 Les dépôts organiques. Ca peut surprendre au début, mais il y a de la vie dans les minéraux. Certains sont même constitués en majeure partie de ces débris organiques. On y trouvera donc les restes des espèces vivant à l'époque ou les couches se sont formées, des organismes, souvent microscopiques vivant donc dans l'eau. Ces algues, mousses ou planctons vont vivre, grandir, et mourir, puis se déposer dans les fonds marins. En même temps, les particules, poussières et autres petits sédiments transportés dans l'eau se déposent aussi. Cette fusion entre les sédiments et les dépôts organiques sera largement favorisé par la présence d’acide carbonique dans l’eau et par la nature même de ces micro-organismes primitifs dont le noyau est constitué de silice ou de calcaire. Les coraux et polypes vont également jouer un grand rôle puisqu’ils produisent naturellement du calcaire qui  s’étend en massifs, meurt et se dépose avec tout le reste.  C’est que ainsi toute la vie « animale » de ces âges va s’associer dans des combinaisons complexes pour former les couches sédimentaires toujours constituées de calcaire, de silice ou d’une combinaison des deux.

...ça, c'est la version courte. On va bien entendu observer toutes ces bestioles et ces roches "à la loupe" pour comprendre comment un organisme vivant, devient un "minéral" ou même un fossile.

La formation du calcaire

 Comment se forme le calcaire ? Comme on vient de le voir, le calcaire va tout simplement se former avec les dépôts en suspension dans l'eau. Ces éléments vont se déposer sur les fonds marins et s'agréger avec les différents éléments organiques. Les particules minérales vont se cimenter à des restes de coquilles ou de carapaces. On obtiendra alors une roche sédimentaire (formée par le dépôt de particules), chimique (ces éléments vont se fondre) et organique (formée de coquilles ou d'organismes microscopiques qui portent même un nom :  les coccolithes et les foraminifères ) Tous ces éléments de "carbonate de calcium" (= de calcaire) vont se solidifier sous la pression de l'eau, le poids des couches suivantes et l'action de l'acide carbonique contenue dans l'eau de mer qui à la propriété de dissoudre ce calcaire. On obtiendra ainsi, non pas un calcaire, mais une multitude de variétés, selon la densité et la nature des éléments organiques qui formeront la roche.  Bien entendu on verra ça en détail dans le chapitre consacré aux [ étages calcaires de Paris ].

illustration : coccolithes formant la structure du calcaire  (imagerie scientifique)

   Les combinaisons de roches

  Nous voici donc plongés dans la vaste alchimie des composants calcaires. Ils se vont combiner aux différentes espèces animales, aux compositions de leurs restes et aux conditions de leur formations. Ce calcaire pourra se présenter sous forme de [craie], plus ou moins pure qui sera formée de coquilles calcaires (foraminifères, coccolithes) ou siliceuses⁽¹⁾ (radiolaires, diatomées, éponges) de nombreux organismes microscopiques . Cette craie, on l'utilise encore sur les tableaux d'école et dans certains ciments.

  Ce même calcaire mélangé à de l’argile, sera désigné sous le nom de [marnes] (quand leurs proportion deviennent à peu près égales : moitié calcaire, moitié argile).  Un changement dans ces proportions permettra d'obtenir de la chaux hydraulique⁽²⁾ (10% d’argile - 90% le calcaire), ou même du ciment si on augmente cette proportion. Dans des marnes blanches supra-gypseuses⁽³⁾ cette composition se trouve même naturellement dans le sol et  forme un ciment hydraulique parfait. Marno-calcaires⁽⁴⁾ et craie (en particulier le blanc de Meudon⁽⁵⁾) serviront également comme excellents engrais pour l'amendement des sols.⁽⁶⁾

 Et c’est ainsi que l’on peut également obtenir de la chaux vive⁽⁷⁾, simplement en chauffant ce calcaire. Il libère alors de l’acide carbonique, un puissant agent de dissolution. Le calcaire peut aussi se cristalliser et former du marbre, se mélanger à des matières bitumeuses⁽⁸⁾ ou des oxydes de fer⁽⁹⁾ et se colorer pour en donner diverses variétés.  La nature adore les mélanges et les combinaisons de roches...

Deux petits derniers ingrédients : la Glauconie, que l’on retrouve assez souvent dans cette description des formations sédimentaires. Il s’agit simplement de grains constitués de silicate de fer et de potasse, hydratés, d’une couleur verte intense qui vont s’associer à d’autres roches sédimentaires (grès, calcaires, gypses...) et lui donner une teinte plus claire allant jusqu'au jaune. Illustré plus haut, un "grès vert "(composé de silice, d’un ciment et de grains de glauconie) -

Les Poudingues : désignent des "conglomérats" (qui sont décrits un peu au-dessus) de roches détritiques arénacée formés en particulier d'éléments de roches arrondies (signe d'un transport fluviatile ou marin, continu et agité). Souvent on dit : des "galets"

                                  Illustrations : Haut : Glauconie, Bas :Poudingue

(1) Siliceux (se) : qui contient de la Silice (composant le sable) - (2) Chaux hydraulique : un "ciment" qui se solidifie au contact de l'eau (3) Supra Gypseuse : couches de roches qui se trouvent au dessus des étages de Gypse (4) Marno-calcaire : mélange de Marnes et de Calcaire (5) Blanc de Meudon : variété de Craie très fine et très blanche (6) Amendement des sols : ajout d'engrais naturels contenant des minéraux, pour l'agriculture. (7) Variété de chaux qui ne contient plus d'eau, elle dessèche ce qui se trouve à son contact.  (8) Matière noire gluante contenant du Bitume naturel, un dérivé du pétrole qu'on utilise pour faire les routes par exemple. (9) Oxyde de Fer : Fer oxydé, de couleur rouge-orange, comme la rouille.

Quelques mots sur le charbon et ses dérivés...

Bien qu’ils ne soient pas majoritairement présents dans le bassin Parisien, ou plutôt juste présents sous forme fragmentaire et très localisée dans certaines couches, on peut cependant trouver la trace occasionnelle de combustibles minéraux  dans ce sous sol. On citera parmi eux le lignite, la houille, l’anthracite, la tourbe, les huiles minérales (dérivés de pétrole) et l’asphalte, même si ces deux derniers composants ne sont pas présents dans les formations Parisiennes. On a quand même déjà trouvé du charbon à Paris, mais pas assez pour y installer une mine...              < Illustration : au gauche : lignite - à droite : tourbe

L’anthracite (90% de carbone) mais surtout la Houille (75 à 90% de carbone), le lignite (55 à 75%) et la tourbe (moins de 55%) vont se former par la lente décomposition végétale de fougères, d’écorces, de feuilles ou de troncs du carbonifère. C’est l’ère d’un gigantesque développement végétal dont les pluies  abondantes vont entraîner ces nombreux débris de végétation dans des cuvettes d’eau et se décomposer chimiquement à l’abri de  l’air, recouvertes par les couches sédimentaires suivantes.   [ cf. géopedia : le charbon]

Petite conclusion à vos tourments

En conclusion : Effectivement, c'est pas le chapitre le plus simple :-)

Ca permet quand même de distinguer avec un minimum de "mots savants" :  les graviers, le sable, l'argile, le savon, les tuiles ou la porcelaine qui sont ,en fait, tous de la même famille de roches, et qu'on utilise tous les jours. C'est quand même plus classe que de parler de "caillou blanc", de "caillou noir", de "boue" ou de "poussière"...

Avec ce petit vocabulaire de base, on peut parler de roche schisteuse, crayeuse, ou argileuse

et surtout du premier coup d'oeil identifier une roche sédimentaire, comment elle s'est formée, et de quoi elle se compose.

Pas mal pour un début. ;-) Mais c'est pas fini... 

Grâce à ça, on va pouvoir s'attaquer à l'histoire que racontent ces cailloux et en particulier aux indices qu'ils contiennent :

Et ça s'appelle : les fossiles.

   Les fossiles et à quoi ils servent...

Ethymologiquement, « fossile » (fossilis) signifie : « qui est extrait de la terre ». On considère "en géologie" que le terme de « fossile » regroupe particulièrement les restes organiques de la faune (coquilles, ossements...) et des végétaux (feuilles, graines...), mais pas seulement. En fait, tout ce qui se trouve en sous sol et qui témoigne de ces âges géologiques peut être considéré comme fossile. C’est ainsi qu’on peut tout autant parler de gisement de combustible fossile à propos du pétrole, ou de fossile à propos d’une empreinte, d’un reste d’ossement, de plante ou de coquillage.  Ca fait donc beaucoup de fossiles...

La science qui étudie ces fossiles (et plus globalement "les espèces disparues") est la paléontologie. On va juste se contenter d’en effleurer les contours : c'est un domaine très vaste mais surtout très complexe. L’intérêt que présentent ces fossiles pour comprendre la formation du  sous sol est multiple. Comme on l'a vu un peu plus haut en stratigraphie, des bouleversements importants peuvent survenir dans les couches sédimentaires, notamment suite à des plissements, des failles ou des mouvements tectoniques (déplacement des continents). Quand tout est mélangé, ça peut devenir très compliqué de différencier des couches géologiques. On va donc chercher des indices pour nous aider un peu : les fossiles. Ces empreintes permettent de connaître quelles espèces significatives se sont figées dans une roche, et par conséquent de dater la couche. Grâce à ça, on pourra même déduire la présence des formes de vies contemporaines à ces fossiles. Celles qui vivaient juste à coté dans un environnement immédiat. Autrement dit : si on arrive à identifier un fossile, on connaît l'âge de l'endroit, et toute la vie qui pouvait l'entourer. Une bonne affaire, mais c'est pas tout...

Illustration : crâne "d'ursus spelpeus" du pliocène, un ours du début de l'ère tertiaire.

Pour être "stratigraphique", notre fossile doit donc réunir deux conditions : avoir vécu pendant une période relativement brève pour servir de marqueur biologique, et s’être développé en grand nombre, pour permettre d’en retrouver des traces représentatives et abondantes. Du coup, on pourra désigner une couche sédimentaire par le nom des espèces de fossiles les plus caractéristiques qu’elle contiendra. Un fossile va donc être très pratique : on pourra dire que cette couche a "tel" âge parce que le fossile qu'il contient date de "telle" époque. Inversement, un fossile trouvé dans une couche géologique dont connaît l'âge exact pourra être daté. Géologie et paléontologie vont donc devenir complémentaires.  Finalement le dessin, c'était une bonne idée :-)

Pour simplifier, on ne va retenir ici que quelques unes des espèces les plus représentatives, en n’utilisant si possible que leur nom « générique » (si y'en a un). Bien entendu, toutes ces espèces et sous espèces de fossiles ont un nom scientifique composé du groupe auquel il appartient, et de sa désignation, description ou forme, généralement exprimé en Latin.

   Comment se forment les fossiles

Pour parvenir jusqu'à nous, les traces fossiles témoignent toujours de circonstances exceptionnelles. En même temps, ces circonstances rares s'étendent sur des durées très longues : ils sont donc rares... et nombreux à la fois. La plus grande proportion d’entre eux n’ont pu traverser les âges qu’en raison de leur appartenance à un environnement marin présent à l’époque de leur fossilisation. Certaines espèces vivant dans l'eau ont donc été conservées en très grand nombre, d'autres plus fragiles,  ayant évolué dans des milieux terrestres ou sur des durées très courtes n'ont pratiquement laissé aucune trace. Certaines espèces n'ont même jamais été retrouvées ou n'existent qu'à quelques exemplaires incomplets et fragmentés. On peut donc parler de chance aussi bien à propos de leur formation que de leur découverte.

Les conditions de fossilisation.

Combien de temps faut-il pour faire un fossile ?.  C'est facile à retenir : ça dépend. Quelques milliers d'années, ou quelques millions d'années. Un fossile peut même se former en quelques années dans un milieu très favorable, car tout dépend de l'endroit où il se forme et des conditions qui l'entourent. Pour y répondre quand même, on va dire entre 10.000 ans et 1 million d'années, le temps qu'une boue de sédiments se durcisse et se solidifie. Mais une fois encore, tout dépend de la boue...  :-))

La vraie question, c'est plutôt comment se forment les fossiles...  On va voir ça tout de suite.

L’eau, indispensable à la formation des sédiments est aussi un élément essentiel de la fossilisation. Sans l’eau, ces restes organiques se seraient naturellement décomposés au contact de l’air, tandis que leurs ossatures ou coquilles auraient été progressivement dispersées. La simple présence dans l’eau n’est pas suffisante à la fossilisation d’un individu vivant dans ce milieu. Certaines parties de son ossature ou de sa coquille peuvent être emportées au loin par les courants, remonter en surface, pour finir rejetées sur les rivages et subir une lente dégradation par l’érosion des marées. C’est le cas des nombreux coquillages que l’on peut trouver sur les plages, espèces qui nous sont contemporaines et qui finiront irrémédiablement dispersées dans la mer ou sur le littoral. Il est donc indispensable que tous ces vestiges organiques ou végétaux se trouvent

à proximité immédiate d’une couche sédimentaire en formation pour qu’ils soient fossilisés par la suite.

Pour les espèces terrestres, végétales ou animales, des circonstances d’autant plus exceptionnelles ont été réunies pour assurer leur conservation. Il a donc fallu que les individus s’éteignent précisément à proximité d’eau ou de vase (ou qu'ils y laissent une empreinte) et que ces restes soient emportés ou recouverts par la mer, l'eau d'un lac ou d'une rivière pour qu’ils se fossilisent.

On peut expliquer ces circonstances par différentes raisons : des inondations qui vont transporter des corps dans l’eau, la mort par  noyade ou par asphyxie dans des vases ou des marais, émanations de gaz méphitiques (gaz mortel et nauséabond) au bord de lacs qui peuvent toucher un grand nombre d’espèces en même temps.  Un changement de la composition de l’eau, d’un bras de mer qui deviendra lagunaire et saumâtre, d’une étendue d’eau salée envahie par l’eau douce, ou d’un lac envahi par la mer à l’occasion d’une brusque remontée des eaux peut provoquer la disparition généralisée de  toutes les espèces vivant dans ce milieu ou à proximité.

  Enfin il existe deux autres cas dans lesquels une conservation peut être obtenue. Le cas d'une région limoneuse soudainement devenue glacée est un exemple plus rare, mais permet de conserver des spécimens terrestres de n'importe quelle taille, y compris l'homme... Vous n'avez jamais entendu parler des mammouths pris dans les steppes glacées (Le permafrost) de Russie ? Mmmmmm ? (Même pas  "d'Hibernatus" ?:-).  Dans le même registre on peut aussi citer Jurassic Park qui commence par la découverte d'un retrouvé dans une résine végétale : l'ambre, capable d'engluer des petits spécimens de graines, de plantes ou d'insectes.  Les animaux emprisonnés dans la glace ou l'ambre se retrouvent, comme les autres fossiles, figés à l'abri de l'air et peuvent ainsi se conserver des millions d'années.... mais pas se réveiller après... dommage.

Les fossiles des animaux terrestres

Pour le commun des mortels, un fossile, c'est généralement les os d'énooormes animaux qui n'existent plus. Normal, les fossiles les plus connus sont ceux qu'on voit dans les musées : les "squelettes" des animaux terrestres. On pense plus rarement à des exemples de plantes ou à des empreintes... mais le principe reste à peu près le même. On va donc voir ici comment un très gros spécimen peut devenir un moulage de pierre et se conserver ainsi des centaines de millions d'années sous forme fossile. Prenons comme exemple la grosse bestiole représentée juste à coté (à gauche). Un gros dino avec une jolie crête osseuse sur le crâne.  Un parasaurolophus.

Notre dino a donc vécu il y a environ 75 millions d'années. Pour se retrouver à l'état de fossile, il va falloir qu'il ait pas mal de chance...  Comme tous les animaux terrestre, il vit... sur la terre ferme. Il faut donc impérativement qu'au moment de sa mort il soit rapidement recouvert avant de se décomposer pour ne pas être dévoré par des charognards, ou dispersé par les éléments. La boue, les eaux calmes d'un lac ou les abords d'un endroit qui sera recouvert par la mer sont des milieux favorables.

Son corps pourra ainsi se décomposer à l'abri de l'air. Tandis que toutes les parties "molles" de son cadavre vont disparaître, les boues (ou les sédiments) vont le recouvrir et former autour de lui un moule. Dans le sol, il ne reste alors plus que les parties les plus solides : ses os. C'est à partir de là que le fossile va pouvoir se former....

Ces sédiments vont agir exactement comme des ciments et vont faire un moulage de l'extérieur du squelette. Dans certaines conditions, les ossements peuvent aussi subir une transformation "chimique", se durcir et se transformer en "roche". On obtiendra donc un fossile de l'os lui-même. Le "vrai os" dont la partie calcaire s'est complètement solidifiée.

Dans d'autres circonstances, ces os peuvent aussi complètement se décomposer et disparaître. Du coup il n'y a plus de squelette... mais tout autour il reste un joli  moulage de l'extérieur des os.  Ce vide pourra se remplir avec d'autres sédiments, d'autres boues qui vont à leur tour se durcir. On obtient alors un moule "interne" recouvert par un autre moule "externe".

Il ne reste plus rien du dinosaure, mais toute la place qu'il a laissé dans les "boues" où il a été enseveli, a été remplie par des ciments qui ont exactement la même forme. Ce sont également des fossiles. Si notre dino a marché dans la boue avant de mourir, ses traces pourront aussi se conserver exactement de la même manière ; par moulage.

Ca y est ! notre super fossile est prêt. Il est enfoui sous terre ou dans le fond des océans et n'attend plus qu'une chose : c'est qu'on le découvre. Enfin pas complètement, parce qu'on a oublié un truc... c'est la géologie. Les plissements du sol, l'eau, l'érosion... toutes ces choses modifient perpétuellement le sous-sol et donc ce qui s'y trouve. Les fossiles peuvent ainsi se retrouver un jour à la surface.

S'ils ne sont pas découverts, ils seront effacés par les éléments, l'eau, le vent. Dispersés par le courrant d'une rivière, fragmentés  par le déplacement du sol ou tout simplement enfouis encore plus profondément.

La fossilisation des espèces marines

Comme l'eau est l'élément principal de ces fossilisations, c'est évidemment les espèces vivant dans le milieux marin qui seront conservées en plus grand nombre, aussi bien de variétés que d'individus. Certains sont même si nombreux qu'on passe à coté tous les jours sans même les remarquer. Ces Microfossiles sont présents dans toutes les pierres des monuments et des maisons. Chaque bloc de calcaire ou de craie en contient des milliards de spécimens, microscopiques. Ce sont donc de loin les plus nombreux.

Les fossiles d'espèces marines, et en particulier des "coquillages" sont celles qu'on va rencontrer le plus souvent dans les couches sédimentaires.  On parlera alors de fossile pélagiques (de Pelagus : haute mer).  Il existe bien entendu des fossiles d’origine lacustres (formés dans des lacs) ou fluviatiles (formés dans des fleuves). Ces formations en eau douce sont caractéristiques par l’absence d’espèces typiquement marines (coraux, oursins, espèces aux coquilles cloisonnées, foraminifères…) et le peu de variétés de mollusques qu’on peut y rencontrer.

La formation de ces espèces marines est exactement la même que celle des animaux terrestres . Sauf que ce sont des animaux qui vivent ... heu, dans l'eau. On va donc revoir le même processus mais cette fois de manière plus détaillée.  Ce "moulage fossile", se fera donc facilement à l’abri de l’air, agissant de façon destructrice, aussi bien en décomposant les matières organiques que le moule lui-même, s’il est exposé à l'érosion. Cet élément aquatique est donc idéal puisqu'il constitue l'assise des futures couches sédimentaires en formation et qu'il recueille sur ses fonds les restes de tous les organismes qui y ont vécu.

Les espèces vivant dans l'eau, aussi bien animales que végétales, n'ont pas pour autant l'assurance de passer à la postérité en finissant en fossiles. Les algues et les planctons sont une source de nourriture importante. Quant aux représentants de la faune aquatique, s'ils ne finissent pas dévorés par un prédateur vorace de leur vivant, ils sont encore comestibles pour les nécrophages qui nettoient les fonds océaniques des carcasses. Les bactéries, vers marins, planctons et petits crustacés, traquent tous ces proies en décomposition et ne laissent rien après leur passage. 

La composition chimique des coquilles, des arrêtes, la composition des dents et des ossatures tient aussi un rôle majeur dans la fossilisation. La cimentation qui va s’opérer entre ces résidus organiques et les sédiments sera d’autant plus facilitée qu'ils ont des éléments chimiques proches ou compatibles dans ce processus de fossilisation et de durcissement.  (Le Calcaire : carbonate de calcium <-> ossements : phosphate de calcium) Tout ce qui vit dans l'eau n'est pas non plus forcément un coquillage ou un poisson laissant une carapace ou un squelette solide. Certaines espèces totalement invertébrées et sans aucune partie solide seront extrêmement rares à l'état fossile. Rares, mais possibles...

Ces combinaisons à base de calcaire ou de silice ne sont donc pas indispensables. N’importe quelle trace est susceptible de devenir « fossile », on a ainsi retrouvé des traces de gouttes de pluies, de vagues, de plumes. Ces corps mous appartenant à des animaux marins proches des pieuvres ou des méduses peuvent donc être fossilisées. Ceci relève cependant de circonstances rarissimes : l’empreinte laissée a cet endroit dans une vase molle va se durcir et se solidifier. Pour ne pas subir les effets de l’érosion elle devra nécessairement être recouverte d’une autre couche qui va combler immédiatement l’empreinte et se durcir (par exemple recouverte de sable qui s’agglomérera aussitôt en grès). Dans ces circonstances il arrive assez souvent que des infiltrations ferrugineuses se produisent et laissent des traces rouges ou jaunes à la surface du moule, dues à la précipitation rapide de ces oxydes de fer présents dans l'eau.

Sur le schéma ci-contre, on peut observer différentes formes de fossilisation. Comme nous l'avons vu plus haut, la coquille qui nous sert d'exemple va être prise dans un milieu favorable. Cette coquille pourra être retrouvée sans modification de sa composition chimique : elle reste à l'état de coquille conservée dans une couche sédimentaire. La coquille peut aussi être chimiquement remaniée en fonction du milieu qui l'entoure. On pourra aussi obtenir un moule interne, identique au matériel originel de remplissage. Ce "matériel de remplissage d'origine" (boues, sédiments...) peut aussi se modifier, on obtiendra alors un moule interne, ou un moule externe dont la composition ne sera plus celle d'origine.

Les couches fossilifères

Ces modalités de fossilisation sont donc variées. On a vu également qu'on peut obtenir des résultats différents, une conservation ou non du sujet d'origine, ainsi que des moules internes et/ou externes. Ceci dépend de la composition chimique du sujet, de ce qui l'entoure et des conditions de fossilisation. Vous vous souvenez du petit dessin sur les couches fossilifères  ? Ca avait l'air simple... Pour finir on va voir un dernier truc : comment ces couches sédimentaires en formation influent sur la fossilisation elle-même. Autrement dit, on va terminer sur une petite note de géologie.

Dans une vase argileuse imperméable - L’organisme va pénétrer dans cette couche molle qui va le recouvrir entièrement et même envahir l’intérieur pour former aussi un moulage interne, remplaçant les matières organiques décomposées. Dans certaines circonstances, certaines parties "molles" pourront même être « préservées » sous forme d’un moulage de leur forme. Comme on  l’a vu dans le passage consacré aux [ménilites], cette décomposition va générer une certaine chaleur et un contexte favorable pour les molécules enfermées dans cet espace clos pour s’agréger entre elles. On peut donc retrouver à proximité d’un fossile (et même à l’intérieur) des  pépites ou nodules de certains éléments, agglutinés au moment de la formation . Dans ce cas, entourés de matière argileuse, ces pépites pourront être des pyrites ou des nodules composés d’éléments ferrugineux.

 Dans une roche dure et perméable (sables, grès et calcaires) - La décomposition du sujet va tout de même s’opérer du fait de la circulation de l’eau. Celle-ci va entraîner une dissolution des parties organiques et dans une moindre mesure des éléments solides (dents et os). La fossilisation va se réaliser à partir de l’empreinte qu’aura laissé le sujet avant sa décomposition, pour se remplir par la suite d’autres sédiments qui vont durcir en conservant cette forme avec d’infinis détails, y compris les cloisonnements de certaines coquilles. Il peut également se produire un moulage, et  une pénétration simultanée d’une coquille qui va laisser, après sa dissolution, un vide à sa place, et donc un moule externe fossilisé contenant à l'intérieur un fossile distinct. Si la roche ne pénètre pas dans la coquille, elle va tout simplement laisser un vide complet, et donc un simple moulage extérieur de sa forme.

Et bien voilà, c'était pas si compliqué ce petit chapitre d'initiation à la paléontologie.  Evidemment on a pas tout vu, puisqu'on découvre chaque jour de nouvelles variétés qui complètent notre connaissance sur l'évolution de la vie. Du même coup de nombreux domaines scientifiques en profitent, à commencer par la géologie. Pour les étudier, il a donc bien fallu organiser toutes ces variétés d'espèces réparties à travers des centaines de millions d'années. On a donc dressé une sorte d'inventaire -une liste - qu'on a tout simplement appelé : la classification du monde animal.

   Les espèces vivantes de la Terre

Dans les épisodes précédents, nous avons observé la manière dont les couches de sédiments se sont formées > La Stratigraphie, et de quoi elles se composent > La Lithologie. On a pu constater à quel point ces domaines sont liés, la stratigraphie ne pouvant toujours être utilisée seule pour dater et connaître la nature des différentes couches, sans l’étude des organismes fossiles qui s’y trouvent emprisonnés ou qui y ont lassé leurs marques. > La paléontologie

Seulement voilà. Il ne suffit pas de savoir que les roches sédimentaires peuvent contenir des espèces disparues encore faut-il pouvoir les identifier, ou, tout du moins comprendre un peu comment tous ces organismes vivants se répartissent et ont évolué. On va donc faire une petit rafraîchissement de mémoire.

Le règne animal

Pour retracer la « Phylogénie », ou plus simplement « la classification du règne animal », on va d'abord être confrontés à un petit problème. Cette classification est remise en cause à chaque nouvelle découverte, qu’elle touche aux fossiles, ou à la recherche scientifique ; par les progrès notamment en biologie moléculaire, ou sur les biotechnologies et les recherches sur l’ADN. Ces résultats repoussent les frontières des origines d’une espèce, ou la reclassent dans une autre catégorie, une autre subdivision, renommant parfois toute la branche à laquelle elle appartient.

Les derniers reclassements ont supprimé les notions de vertébrés et d’invertébrés, pour une classification déterminée par les similitudes moléculaires des classifications de l'ADN (ARN Ribonucléique).  Cette simplicité était bien pratique, autant pour le commun des mortels que pour les scientifiques. Pas besoin de décodeur pour la comprendre. C'est sûrement la raison pour laquelle cette ancienne classification devenue obsolète reste toujours très utilisée. On s'en tiendra aussi a cette forme "simplifiée" décrivant les espèces.

C’est donc la classification de De Bainville (1822) qui nous servira de base pour situer les espèces fossiles que nous allons rencontrer. Elle ne remet pas fondamentalement en cause les noms des différents individus présents dans les couches, et permet surtout de s’appuyer sur une très large bibliographie à l’appui de ces observations, s’étalant sur toute la durée du 20ème siècle, et même pour certaines datant de la fin du 19ème siècle et servant encore de référence.

   Classification de De Bainville

Depuis très longtemps (et même encore aujourd'hui) on divise le règne animal en 2 groupes : les vertébrés et les invertébrés.

Les vertébrés sont connus de tous, on se contentera simplement de rappeler les cinq ordres parmi lesquels on va trouver :  -au fait, vous sauriez les citer comme ça de mémoire...? ok ok...- les mammifères, les oiseaux, les reptiles, les batraciens et les poissons.

Parmi les invertébrés, on va distinguer 7 règnes sur lesquels nous allons un peu nous attarder puisque ce sont principalement ces fossiles que l’on va retrouver  dans les roches fossilifères... cherchez pas, pratiquement personne ne les connaît... :-)

1. Les arthropodes (ou articulés)

   1. Insectes : articulés possédant 6 pattes

   2. Myriapodes : vulgairement appelés "mille-pattes"

   3. Arachnides : articulés possédant 8 pattes

   4. Crustacés

2. Les vers

3. Les protozoaires

 ( espèces microscopiques )

1. Foraminifères

2. coccolithes

3. radiolaires

4. diatomées

5. Infusoires

4. Les échinodermes

5. Les zoophytes (ou rayonnés)

6. Les spongiaires (ou éponges)

7. Les (principaux) métazoaires  (ou mollusques, anciennement... malacozoaires)

   1. Brachiopodes (Brakhion : Bras – Podos : pied : qui ont des bras et des pieds)

   2. Céphalidiens (gastéropodes) : sortes d'escargots

   3. Lamellibranches : coquillages bivalves asymétriques

   4. Céphalopodes (Cephale : tête – Podos : pieds : qui ont les membres sur la tête) : expl : seiches, ammonites...

Alors c'est quoi, les invertébrés... ?

1- Les arthropodes ou articulés (arthron : articulation – Podos : pied).C’est une classe qui regroupe les animaux n’ayant pas de squelette mais un corps articulé. Elle regroupe les Insectes, Myriapodes (Mille pattes), arachnides (araignées) et crustacés. On y trouvera notamment les variétés des Trilobites qui seront étudiées par la suite.

2- Les vers forment un groupe d'invertébrés, cylindriques à corps mous, parmi lesquels on trouve les annélides qui peuvent occasionnellement donner des fossiles. On notera l'existence de vers lithophages (mangeurs de pierre) dont on peut trouver des traces dans les roches qu'ils ont creusé.

3- Les protozoaires sont des invertébrés le plus souvent microscopiques dont l'organisme réduit à sa plus simple expression possède généralement une ossature interne à test calcaire ou siliceux. Ils sont notamment représentés par les foraminifères et les infusoires, et se rapprochent beaucoup des phytoplanctons (organismes végétaux unicellulaires).  Le mot "test" est expliqué en dessous.

4- les échinodermes, dont l'origine étymologique (echino : épine - derme : peau) révèle qu'ils ont des épines sur la peau. Ils sont représentés par un très grand nombre d'oursins, mais aussi par les étoiles de mer. A leur mort, les oursins perdent leurs épines, leurs fossiles, assez faciles à reconnaître, en sont donc dépourvus.

5- Les zoophytes parmi lesquels on compte les polypes, sont des invertébrés souvent translucides vivant généralement en colonie. Ils se présentent sous forme de "tubes" verticaux en suspension dans l'eau constituant leur appareil digestif et possèdent des  tentacules. On compte aussi parmi eux des variétés de méduses. On en parle peu dans l'étude des roches sédimentaires car leurs fossiles sont rares.

6- Les spongiaires représentent des invertébrés sans coquille ni tentacules. Ce sont les éponges dont les cellules sont liées entre elles par des filaments siliceux ou calcaires. Une fois morts, les restes de ces organismes s'apparentent à des structures de roches présentant de nombreuses cavités.

7- les mollusques sont des invertébrés à corps mou protégés par une coquille à test calcaire : les céphalopodes (apparentés aux seiches, ammonites ou nautiles) possèdent des tentacules, les céphalidiens sont essentiellement représentés par les gastéropodes dont la tête est séparée du pied sur lequel ils rampent (comme les escargots), Les lamellibranches (proches des huîtres, moules ou coques) protégés par une coquille bivalve en 2 parties et dont le corps est dissymétrique et les brachiopodes, ressemblant parfois  aux lamellibranches, mais possédant une parfaite symétrie médiane de leur coquille.

C'est quoi un Test ?

Pour finir on va voir un mot un peu curieux souvent utilisé en géologie : le test.   (on pourrait traduire ça par : "la coquille" ou la "carapace"). Le test calcaire ou siliceux d’un organisme indique donc qu’il est pourvu d’une "carapace" ou d’une "coquille" composée de  calcaire ou de silice. Techniquement, le test s'apparente au "squelette" de ces organismes microscopiques. Ce "truc vert" au dessus, est donc le test siliceux d'un radiolaire vu au microscope électronique. Comme nous le verrons par la suite, ce radiolaire est un organisme microscopique animal (zooplancton) que l'on va retrouver dans les couches sédimentaires.

   Phylogénie moderne par l'adn

Pour ceux qui souhaitent approfondir le sujet ou faire des recherches plus poussées, il faudra  recourir à la Phylogénie moderne, qui elle, est parfaitement juste. Mais pas évidente... Cette classification génétique ordonne les espèces de la manière suivante :

Les vertébrés, et... les autres (qui ne s’appellent plus les invertébrés).

Dans cette classe (des "pas vertébrés") on va trouver :

Les Parazoiaires qui contient l’ordre des Porifères (anciennement les Spongiaires, les éponges)

Les Eumetazoaires dits Radiaires (anciennement zoophytes : méduses, coraux, anémones)

Les Bilatéraux Protostomiens,

-         classe des Lophotrochozoaires (remplaçant les vers, mollusques gastéropodes, céphalopodes,  et bivalves)

-         Classe des Ecdysozoaires contenant les Arthropodes (anciennement : Les Arthropodes)

Les Bilatéraux Deutérostomiens contenant les Echinodermes (anciennement les Echinodermes)

En ce qui nous concerne, on va surtout s'intéresser à l'essentiel : comprendre comment se sont formées les roches.   Si vous voulez y revenir par la suite, voici quand même un lien (Wikipédia) : [Phylogénie moderne]

Illustrations : Limules (Le Limule illustré ici s'appelle en fait Xiphosura polyphemus, on se contentera donc de ..."Limule" ), arthropodes apparus au début de l'ère primaire il y a 500 MA

   Compositions des roches (résumé)

• Calcaire : carbonate de calcium (= carbonate de chaux) + éléments organiques + dolomies + silice

• Silice : dioxyde silicium (cristaux)

• Argile : silicate d'alumine (aluminium) pouvant être hydraté (composé d'eau)

• Craie : roche sédimentaire formée en grande partie de calcaire mélangé à un peu d'argile formée au crétacé.

• Marnes : calcaire mélangé à de l'argile à propositions égales

• gypse : sulfate de calcium hydraté formé par précipitation du sel de mer dans les lagunes asséchées du tertiaire.

• Chaux : décomposition du calcaire sous l'action de la chaleur : chaux vive, qui, saturée d'eau devient chaux éteinte

• Glauconie : Silicate de fer et de potasse hydratés (cristaux de couleur verte)

• Ménilites : rognons de silice hydraté, conglomérats formés dans un environnement de décomposition organique

• Ossements, dents et arrêtes sont composés en tout ou partie de phosphate de calcium. Décomposés, ils vont s'agglomérer à la roche calcaire en formation

• Zooplancton : organisme animal microscopique à test calcaire (Foraminifères) ou siliceux (Radiolaires).

• Phytoplanctons : organisme végétal  microscopique à test calcaire (Coccolithes) ou siliceux (Diatomées).

• Lignite, houille, et anthracite : combustibles fossiles chargés en carbone, formés par une décomposition végétale.

 L'EVOLUTION

 - 4.5 MA à - 1.8 Ma

Ere Primaire

 Ere Secondaire

 Ere Tertiaire

Sur votre calendrier sont indiquées les années et c'est comme ça qu'on mesure son age. Notre histoire, elle, se compte en siècles, et si on remonte très loin dans le temps : en millénaires. Quel est votre plus lointain repère temporel ? Le début de l'ère Chrétienne? Les Egyptiens ? Les peintures de Lascaux ?... Tous ces âges sont à l'échelle humaine pour compter des événements de notre histoire. Pour mesurer les périodes mesurant l'histoire de notre planète, la formation des roches ou de l'évolution de la vie, on change complètement d'échelle : on va compter en millions, en milliards... en âges géologiques.

   Les âges de la Terre

 Quelques repères temporels

On va donc essayer de retracer brièvement l’histoire des 4.5 milliards d’années qui nous précèdent (on va y arriver, je vous rassure :).  La science l'a divisée en quatre ères. Pour prendre la mesure de l’incroyable durée de ces âges, on va fixer quelques repères. Cette période représente à elle seule une durée environ cent mille fois plus longue que toute l’évolution moderne de l’homme, 2500 fois plus longue que toute l’histoire de l’homme depuis son apparition sous la forme la plus primitive (l’australopithèque). La seule ère primaire s’étale sur 300 millions d’années, l’ère secondaire sur 230 millions d’années, l’ère tertiaire sur 64 millions d’années, l’ère moderne, la notre, compte à peine 2 millions d’années. L’homo sapiens, 120 000 ans. Les premiers "Parisiens" (Les Parisis) commenceront à s’installer à l'endroit qui deviendra plus tard Paris, il y a seulement 4000 ans.

Les trois premiers âges, ou ères, correspondent à trois périodes bien définies dans l’évolution de la vie : l’ère primaire, ou paléozoïque, voit se développer les formes de vies les plus primitives, des organismes microscopiques, qui cohabiteront avec des mollusques. Elles vont évoluer vers des  vertébrés vivant dans l'océan représentés par de lointains ancêtres des poissons. Pendant l’ère secondaire, ou mésozoïque, les espèces terrestres dominantes seront les grand reptiles aujourd'hui disparus :  les dinosaures. L’ère tertiaire, ou néozoïque sera marquée par le développement des mammifères, qui aboutira à l’ère moderne (quaternaire) caractérisée par l’apparition de l’homme. Ces différentes divisions fondées sur l'évolution de la vie, servent aussi de bases pour dater les formations minérales et sédimentaires. - Les couches géologiques du sol -

Chacune de ces ères est divisée en périodes qu’on appelle schématiquement « inférieure ou infra- » (début), « moyen » (milieu) ou « supérieure ou supra-» (fin) (1), ou qu’on définit par un nom scientifique. Ces périodes sont elles même divisées en groupes encore plus précis que nous n’aborderons que rarement. On se contentera des mots simples qui définissent ces âges géologiques pour ne pas se noyer dans ce vocabulaire abondant qui décrit toute l'histoire de la Terre.

(1) exemple : Jurassique inférieur, ou infra-jurassique : début du jurassique.

PRECAMBRIEN

- 4.5 milliards d’années à - 542 MA

Les premiers âges de la Terre

Comme son nom l'indique, le précambrien, est tout simplement la période qui précède le ... Cambrien. Le petit dessin du dessus  représente cette échelle des temps géologiques, qu'on pourrait aussi appeler "les âges très anciens" puisqu'on ne les compte qu'en millions d'années. Le Précambrien commence depuis la formation de la Terre, jusqu'à un moment qu'on a choisi comme repère : l'apparition des premiers êtres vivants "évolués". Cette période est la plus longue de toute notre histoire : elle se compte en Milliards d'années. Les 4 premiers milliards d'années de la Terre ; les plus anciens et aussi les moins bien connus. Ces temps sont si éloignés que même les roches de cette époque ont pratiquement disparu de la surface de la Terre... Plus anciennes que la plus ancienne de nos montagnes, certaines ont même eu le temps d'être recyclées... de redevenir d'autres roches.  [ cf. géopedia : cycle des roches]

Pendant le Précambrien, la Terre va commencer sa lente et progressive transformation. Les continents encore formés de roches volcaniques subissent leurs premières érosions, leurs premiers mouvements. Après avoir été plus ou moins groupé, le plateau continental primitif se morcelle et se sépare, formant deux ou trois grands continents, déserts et inhospitaliers où la vie est encore absente... mais pas pour longtemps.

On estime que la vie fait son apparition sur notre planète il y a environ 3.8 Milliards d’années.

Elle n’existe que dans l’eau sous forme de bactéries qui vont littéralement envahir les mers, mais qui resteront à un stade unicellulaire pendant près de 3 milliards d’années. Les plus anciennes ont l'aspect de "grosses pierres rondes" : Les Stromatolites. Chaque Stromatolite constitue une colonie de petites bactéries vivant au bord de l'océan. Leur rôle sur Terre sera primordial. Leur travail est simple : elles absorbent l'air "nocif" chargé de Co2, et rejettent une minuscule quantité d'oxygène... Pendant des milliards d'années, ces Stromatolites vont se charger de transformer une atmosphère toxique en Air respirable...   [ cf. géopedia : stromatolites]

Le Précambrien va servir d'expérience pour la vie. De simples bactéries, vont réussir à devenir des cellules capables de se reproduire, de se dupliquer, de se transformer en amas de cellules. En êtres vivants très primitifs, mais vivants quand même. Ces premières espèces toujours aussi minuscules vont se laisser transporter dans l'eau grâce aux courants marins : on les appellera les planctons. (ceux qui "errent"). [ cf. géopedia : vie primitive]

Les secrets de la vie microscopique...

Ces planctons extrêmement rudimentaires vont se différentier :  le zooplancton (plancton animal) et le phytoplancton (plancton végétal ou "algues microscopiques"). C'est ainsi que toutes les espèces vivantes qui vont leur succéder seront animales, ou végétales. Ces organismes sont également d’une très grande importance. Non seulement ils portent la vie et tous les espoirs de l'évolution, mais à leur mort ils deviennent des acteurs essentiels de la sédimentation océanique, et le sont toujours puisqu'ils existent encore. Ils sont dotés d’un squelette externe appelé « test » qui va se déposer de son propre poids au fond des mers puis entrer dans un processus chimique qui va le transformer en couches : celles du sous-sol.  Ils vont devenir un des constituants des couches sédimentaires subséquentes (celles qui vont se former par la suite).

Foraminifère

Radiolaire

Coccolithe

Diatomée

Zooplancton

     (animal)

Phytoplancton

   (végétal)

Ces très petits organismes qualifiés de « Benthiques » (vivant dans un milieu aquatique) ont la particularité d’avoir une durée de vie assez courte (de 3 mois à un an) et de pouvoir évoluer très rapidement pour s’adapter aux phénomènes environnementaux. Ces milliers d’espèces de planctons présents sous forme fossile dans de nombreuses couches sédimentaires, sont donc d’excellents indicateurs stratigraphiques. Autrement dit, il suffit de les agrandir, et là ô miracle, ils sont tous différents. Tous ces bidules minuscules ont une forme propre, une signature, qui indique un âge, une date très précise. Et donc : une histoire.

Le nummulite, par exemple, est un foraminifère (voir le tableau au dessus) visible à l’œil nu (entre 1.5mm et 1.5cm) qui permet à coup sûr de dater une couche calcaire dans laquelle il sera présent :le Paléogène (pendant la période Eocène-Oligocène) ...il y a environ 40 MA. Sans devenir spécialiste on peut quand même retenir 1 ou 2 autres foraminifères qu'on verra un peu plus loin :  les Fusilinides (Carbonifère-Permien), miliolites ou les nummulites qu'on peut voir dans le calcaire Parisien : le calcaire à nummulites.

C'est quoi exactement ces "protozoaires" ? Ces toutes petites espèces vivantes vont nous accompagner tout au long de cette histoire. On va donc décrire un peu leur fonctionnement et prendre pour exemple le Foraminifère qui, de ces quatre familles de micro-organismes, possède le plus variétés et a la valeur stratigraphique la plus importante. Comme on peut le voir ci-dessus, cette "bestiole" possède des petites cavités appelées des loges (ou foramen, d'où le nom de foraminifère a été tiré). Celles-ci sont prolongées de minuscules filaments (des pseudopodes) qui permettent à cet organisme de se déplacer dans l'eau et d'attraper des proies encore plus petites. Le squelette - le test - permet de distinguer les 30.000 espèces de foraminifères connus, dont 25.000 fossiles. Qu'il s'agisse d'algues ou d'espèces animales, c'est la densité d'individus présents dans une roche qui demeure le plus étonnant : dans certaines strates, on peut dénombrer plus de 10 millions de ces microfossiles  par millimètre carré...

illustration ci-contre : Diatomée - Aulacodiscus

Lorsque les calottes glacières vont commencer à fondre, cette mer peu profonde et déjà omniprésente sur le globe, va envahir les plaines continentales chargées de ce plancton primitif transporté par les courants. Ils vont former des colonies, transitoires, puis définitives, puis obligatoires, d’abord flottantes, puis fixées dans ces fonds continentaux et c’est ainsi, que vont apparaître les organismes pluricellulaires. Pour les végétaux, algues vertes et rouges vont se développer en mousses, puis en fougères. Le règne animal prendra aussi son essor sous la forme d’amibes, se nourrissant de plancton qui de colonies, vont évoluer et se fondre en tissus primitifs, puis en éponges, méduses, coraux, vers plats ou ronds. Ce sera le point de départ de l’explosion de la vie, il y a de cela 800 millions d’années.

 PALEOZOÏQUE

 - 542 Ma à - 250 Ma

Cambrien

 Ordovicien

 Dévonien

 Silurien

 Carbonifère

 Permien

Pendant les 250 millions d'années qui vont séparer le Précambrien du Cambrien, la vie microscopique va évoluer vers une vie phanérozoïque (Phanéros : visible – zoon : animal : une vie animale visible à l’œil nu). Autrement dit, certaines bestioles et certaines algues vont grandir et prendre des formes plus "évoluées". C'est à partir de cet âge qu'on va commencer à parler "d'évolution des espèces" et non plus seulement de "formes de vies" comme les planctons les amibes ou les bactéries.

La division entre animaux et végétaux va nettement se marquer et se répartir comme nous l’avons vu dans le tableau de répartition des [espèces du règne animal]. C'est l'aube de la vie...

Chez les animaux, le « squelette » va être la clé de ce développement. Les brachiopodes et mollusques vont secréter leur propre enveloppe qui va durcir et former autour d’eaux une coquille, chez les  arthropodes ce sera une carapace molle, qui va durcir en plaques articulées, chez les échinodermes, les polypes, les coraux, ce sera un « test » calcaire ou siliceux.

Dans les eaux agitées du globe, les particules érodées des continents, littéralement décapés par les phénomènes atmosphériques, se déposent sur le Gneiss et les schistes archéens (très anciennes roches dures et profondes, l'une compacte, et l'autre composé de strates : schiste). Ces roches constituent le socle de notre stratigraphie. La mer s'oxygénise de plus en plus, et prend une couleur orangée. Ce sont les particules de fer qu'elle contient qui s'oxydent avec cet oxygène tout neuf et qui "rouillent" dans ces eaux. Elles se situent à une période précambrienne où l’on va pouvoir commencer à dater les premières couches. Ces vestiges de terrains sont pratiquement inexistants sous leur forme d’origine ayant pour la plupart subi de profonds "métamorphismes". On y trouve ces roches "primitives" marquées par ces transformations, qui leur donne cette apparence cristallisée ou rubanée (en forme de ruban)... comme le "fer rubané" datant de cette époque.

Quelques roches primitives de la Terre, généralement stratifiées : Gneiss Lités (granites disposés en lits), Schiste archéen,

Granit de Qorqût, Fer Rubané, ou Komatiite (Lave "vitrifiée").  Age de ces roches : de 2.5 à 4 milliards d'années)

Ces roches métamorphiques ont subi une modification ou une altération de leur structure,  par la pression (souterraine), l’action de l’eau, ou la chaleur (roches plongées dans la matière ignée – en fusion-). On peut d'ailleurs considérer que toutes les formations géologiques ont, d’une manière ou d’une autre, été modifiées par l’action du métamorphisme; ce qu'un auteur spécialisé dans ces roches Parisiennes résume à cette formule « Rien n’est immobile depuis le centre du globe, à la surface. Chaque gisement, chaque pierre a une vie propre, une vie chimique active, moins apparente que les plantes ou les animaux, mais aussi réelle ». (Emile Gerards, Paris souterrain -). Cette transformation, ce métamorphisme, c'est le "cycle de la vie" des roches. [ cf. géopedia : cycle des roches]

Dans ces périodes précambriennes, les traces fossilisées dans les sédiments anciens ont donc été pratiquement tous détruits par les mouvements internes de la terre : éruptions, fusion des roches, tectoniques extrêmement puissantes qui ont fait, et défait les reliefs. Elles ont profondément marqué les roches, jusqu’à la fin de cet âge qui va connaître le soulèvement d’une grande chaîne plissée : la chaîne Huronienne. C’est dans ce contexte que va commencer l’âge Cambrien de l’ère primaire.

Ere primaire

CAMBRIEN

 - 542 Ma à - 500 MA

Le Cambrien, ou début de l’ère primaire, nous nous trouvons au commencement de l'échelle du temps représentée au dessus. Cette planète très hostile, c'est la Terre primitive, morcelée, baignée de gaz toxiques, de laves et d'explosions. Après 4 milliards d'années de chaos, elle va devenir progressivement plus "hospitalière", subir moins de séismes, d'éruptions volcaniques et de chutes de météorites.  Cette période de calme sera propice au développement de la vie qui permettra aussi aux premiers organismes fossilisées de se former sous l'eau..

Le monde est encore en grande partie recouvert d’océan. Les terres émergées sont totalement désertiques; les plantes terrestres n'existent pas encore. Pendant cette période, la France, ou plutôt, le plateau continental qui la constitueront plus tard, sont immergés par une mer peu profonde.

Les Trilobites

Cette période va se caractériser par l’apparition d’animaux à parties dures : carapaces et coquilles. Ce sont tout d’abord les arthropodes qui vont véritablement marquer cet âge et en particulier les trilobites. Il en existera plus de 300 variétés, mais ce fossile extrêmement caractéristique reste facilement identifiable. Les plus anciennes "familles" de trilobites sont aveugles.  Ils sont formés de trois parties dans le sens vertical, et de trois lobes dans le sens horizontal, ce qui leur à valu leur nom. Ce petit crustacé primitif ne connaît pas encore de prédateurs dans les mers Cambriennes, mais il sera rapidement chassé par les premiers céphalopodes (sèches, calmars…) qui, aujourd’hui encore, apprécient beaucoup la chair délicate des crabes et des langoustes. Cette prédation va faire évoluer les trilobites qui vont peu à peu développer un système de défense et acquérir la capacité de se recroqueviller sur eux même pour protéger les parties molles de leurs corps. On pourra donc les trouver fossilisés à plat ou recroquevillés. Toutes ces espèces s’éteindront complètement à la fin de l’ère primaire.      

Dans le cambrien supérieur (donc vers la fin de cet âge), Brachiopodes, mollusques et spongiaires vont se partager le reste des fonds marins. Parmi eux, se développent les premières espèces de nautiles : mollusques céphalopodes qui possèdent une coquille cloisonnée dont les restes fossilisés présentent une architecture délicate. Le corps mou des nautiles occupe le dernier compartiment, le plus spacieux, tandis que les petits tentacules courts et leurs deux yeux se trouvent à l’extérieur. Cette espèce se déplace le plus souvent par projection d’eau. Elle se rapproche des ammonites avec lesquels on peut les confondre et qui leur seront contemporaines à partir du Dévonien. Ces remarquables nautiles vont très peu évoluer en 400 millions d’années et survivre à toutes les extinctions de masse. Ces "fossiles vivants" parcourent d'ailleurs encore nos océans.   cf [Comment distinguer les nautiles des ammonites]

Ere primaire

ORDOVICIEN

- 500 Ma à - 443 MA

  Partout sur la planète, la mer monte et recouvre les terres. Jamais les océans n’auront été si vastes, les continents si restreints. Cette immensité marine va largement favoriser le développement de toutes ces espèces aquatiques en pleine expansion. C'est sur les côtes, autour des continents que la vie explose. Toutes ces zones littorales où la mer est chaude et peu profonde sont les berceaux de nombreuses niches écologiques qui se mettent en place. Plus la longueur des côtes augmente, plus les espèces se multiplient.

Les nautiles apparus au cambrien vont prendre leur place dans les océans, les trilobites vont abonder encore plus. D’autres espèces émergeantes vont commencer à apparaître : les échinodermes (oursins primitifs à peau épineuse) et les brachiopodes (mollusque caractéristique avec « bras et pieds ») vivant dans les vases ou accrochés sur les pierres de certains rivages. Dans la partie supérieure de l'ordovicien, ce sont les céphalopodes qui vont continuer à se développer, représentés en particulier par les ammonites. Enfin, c’est un âge où éponges et coraux vont pleinement prendre pied aux fonds des mers et connaître un réel essor dans les mers chaudes. La flore de l’ordovicien est composée d’algues vertes, et de lichens qui étendent leurs colonies.

illustration ci-dessus : une variété de spongiaire - Brachiospongia digitata - H.Nettelroth, 1889

Les graptolites de l'Ordovicien

  Dans la partie supérieure du Cambrien et surtout dans l’ordovicien ce sont les Graptolites (ou graptolithes Graptos Lithos : écrits sur la pierre) qui vont marquer la période. Leurs traces fossiles ressemble un peu à une sorte d’alphabet primitif qui pourrait s’approcher du cunéiforme. Ils constituent dans le tableau des espèces une catégorie à part, dont le classement est d’ailleurs encore sujet à controverse. Les graptolites ne sont pas une espèce "unique", mais un genre. Il en existe donc plusieurs variétés différentes. Un individu seul présente un corps fin, muni de petites dents, si bien qu’on les décrit aussi en peignes ou en dents de scie.

Ces graptolites vivent en colonies. Un individu sert de base centrale à une structure qui va se développer autour de lui pour former une sorte de « cloche » vivante en suspension dans l’eau. Les graptolites peuvent également s’accrocher à des algues et établir leurs colonies ainsi à partir d’un point fixe. On peut donc retrouver à l'état fossile cette forme de cloche, ou tout du moins, cet assemblage de plusieurs individus accrochés les uns aux autres en grappes. Une seconde singularité va découler celle-ci, puisqu’à l’état de fossile, une colonie peut facilement être confondue avec un végétal, présentant une tige et des ramures.

Le nombre et la présence des graptolites peut être variables, et devenir rare puisqu’à cette époque ces animaux étaient particulièrement appréciés d’espèces nécrophages qui s’en sont nourries avant qu’ils puissent être fossilisés dans les couches sédimentaires. Ils se trouvent parfois dans les schistes ou l’ardoise formée dans une eau froide et relativement profonde, et donc dépourvue de prédateurs nécrophages, mais ne favorisant pas non plus particulièrement le développement des graptolites à cet endroit.

Graptolites et Trilobites se sont soudainement éteints à la fin du Primaire. La fin des ères ou des périodes géologiques est souvent marquée par un événement planétaire annonçant une nouvelle époque. Certains cataclysmes naturels peuvent changer le climat, la température de l'eau et sa composition chimique entraînant des extinctions de Masse. Ces espèces disparaissant laissent place à d'autres,  mais surtout les rendent caractéristiques de l’époque où elles ont vécu. Elles servent alors de marqueurs stratigraphiques, puisqu’elles permettent de situer les couches sédimentaires dans le temps.

A la fin de cet âge, la Terre va donc de nouveau connaître des bouleversements. Les plaques continentales bougent et se télescopent. Des monts surgissent en Amérique du Nord et dans le Sahara. Puis vient une grande et soudaine glaciation des terres émergées sur une vaste zone partant du nord de l'Afrique à la Normandie. Le bassin Parisien, gisant sous les mers va continuer sa lente formation sédimentaire qui constituera le socle primitif de nos sols.

Ere primaire

SILURIEN

L'age des poissons

- 443 Ma à - 418 MA

Le silurien sera une période brève qui connaîtra cependant de nombreux bouleversements. Les énormes glaciers apparus durant l’ordovicien supérieur vont fondre, tandis que les continents continuent de se déplacer annonçant le puissant plissement Calédonien. Dans toute l’Europe c’est une intense période volcanique : la lave se substitue à la glace. Le monde se prépare à une intense évolution. Sur les continents émergés, les végétaux commencent à gagner les terres :  algues et lichens colonisent les rochers et certaines plantes s’adaptent à la présence de la lumière en aplanissant leur feuilles et en développant leurs embryons de racines pour capter l’eau.

Dans le secteur qui nous occupe, c’est la mer qui prédomine. Et c’est de ce coté que viennent également des changements majeurs. Tandis que les arthropodes -crustacés, myriapodes et insectes- commencent timidement à gagner les rivages et à coloniser les terres, les mers se peuplent de poissons primitifs à plaques : les placodermes. Ceux-ci sont très facilement reconnaissables à leur forme. Ces poissons Siluriens appartiennent à l’ordre des Ganoïdes (Ganos : éclat) possèdent une carapace osseuse parfois hérissée de pointes, qui recouvre toute la partie supérieure de leur corps et retombe sur les flancs. Ils peuvent avoir deux et même trois petits yeux eux-mêmes protégés par une partie de la carapace percée à cet endroit et mesurer plus de deux mètres. Ces ancêtres de nos poissons carnassiers sont devenus des prédateurs absolus qui vont trouver un adversaire à leur mesure : les gigantostracés.

Ces Gigantostracés  (aussi appelés Euryptéridés ou scorpions de mer ) sont des arthropodes,à mi-chemin entre des crustacés et des scorpions.  Eux aussi vivent au fond des mers chassent impitoyablement les placodermes qui vont devoir évoluer extrêmement vite pour survivre à ces prédateurs pouvant atteindre jusqu’à 3 mètres. Progressivement ces espèces vont gagner les terres et commencer à les coloniser, tout comme vont le faire les descendants des vers annelés marins et des myriapodes qui sont devenus de véritables insectes, encore dépourvus d’ailes.

Ere primaire

DEVONIEN

L'age des fougères

- 408 Ma à - 365 MA

Au début du Dévonien, sur toute la planète, les climats sont encore homogènes. Ils ne connaissent pas comme aujourd’hui, les variations selon leur position par rapport à l’équateur.  Cette uniformité est en grande partie due à l'absence de calottes glacières et de courants rafraîchissant les eaux du globe. Déjà secouée à la fin du Silurien, cette période va être bouleversée par un phénomène majeur qui va affecter le plateau continental et provoquer notamment le soulèvement de la Scandinavie et de l’Ecosse. C’est le plissement Calédonien. La physionomie des océans va lentement se modifier : le sol de la cuvette marine où se trouve Paris va se relever lentement.

La mer Dévonienne recouvre une grande partie de l’europe. En France, quelques îlots ont surgi mais le bassin Parisien reste enfoui sous une mer peu profonde : une mer de corail. Ces massifs coralliens ne vivant que dans une eau pure, de minimum 20° et d’une profondeur maximum de 37m, ces conditions idéales vont propager des nappes coralliennes dans les fonds à une vitesse exponentielle. Toute cette famille de zoophytes va peupler les eaux dans lesquelles baigne Paris : spongiaires, polypiers, étoiles de mer, y laissent de nombreuses traces fossiles.

Les terres émergeantes colonisées par certaines espèces autrefois "marines" (insectes, crustacés...) sont secouées par l’intense activité volcanique. L’évolution extrêmement rapide des poissons va les métamorphoser d’une part en carnassiers, dotés de puissantes mâchoires : les requins, et d’autre part en espèces colonisatrices de la terre ferme. Ces poissons dotés de pattes devront  dans un premier temps retourner régulièrement dans l’eau, puis vont s'adapter, et enfin pouvoir respirer à l’air libre : les tétrapodes, vertébrés à quatre pattes, sont devenus des batraciens (aussi appelés : amphibiens).

Les mollusques connaissent aussi une extraordinaire diversification. On retrouve dans nos sols de très nombreux spécimens de céphalopodes et en particulier les ammonites, descendant directement des nautiles qu’on a pu observer dans le supra-Cambrien puis dans l’Ordovicien. Elles ont au premier abord la même apparence mais sont extrêmement plus diversifiés. Certaines espèces sont dites « déliées» et se présentent en partie spiralé en forme de "parenthèse" : . On va également observer dans la famille des Ammonites, les Goniatites (Grec Gonia : angle), variété intéressante, elles aussi facilement reconnaissables. . Les sutures particulières de leur coquille ont une forme de cloisonnement partant en courbe, comme les ammonites ou les nautiles, mais elles se terminent invariablement en angle en sens inverse. On verra un peu plus bas, un petit récapitulatif comparant ces sutures. Ces motifs vont garder à peu près la même forme au fil de l’évolution des Goniatites, mais auront tendance à se complexifier de plus en plus tandis qu’ils s’élèveront dans l’échelle stratigraphique.

Comment distinguer les Ammonites des Nautiles

Distinguer les Ammonites des Nautiles : Ces différents fossiles appartenant à la même familles des mollusques céphalopodes vont cohabiter pendant cette période. A première vue, ils se ressemblent énormément : il serait même possible de les confondre... (Non, pas vous, j'entends bien...). Ce marquage des couches sédimentaires se complique donc puisque nos fossiles stratigraphiques.... sont beaucoup moins caractéristiques, si on sait pas faire la différence. Pour pouvoir les distinguer, on va se fier à quelques différences que la nature a distribué à ces lointains cousins (ouf). Les deux espèces sont généralement spiralées, certaines ammonites présentent cependant une forme très particulière qui les distinguent au premier coup d’œil : les déliées (ou déroulées) qui ont à peu près cette forme: (voir aussi [les ammonites du crétacé] ). On va donc observer, pour les fossiles qui pourraient prêter à confusion (les enroulées) trois différences majeures. Jetons un oeil en dessous, sur les deux dessins de gauche ; vous allez tout comprendre :

La taille : Les sujets dépassant 15 ou 20 centimètres sont forcément des ammonites, qui peuvent atteindre deux mètres. En attendant de pouvoir en observer une de cette taille dans le bassin Parisien il  faudra se contenter des autres divergences ;-)

Le siphon : ces deux espèces sont pourvues d’un siphon qui traverse la coquille en spirale et leur sert à expulser l'eau. Chez le nautile, ce siphon est situé au centre des cloisons et il les traverse donc. Chez les ammonites il est situé « sur le ventre », c'est-à-dire collé au bord extérieur de la coquille. Ainsi, une coquille spiralée dont il subsiste le siphon central ou la marque régulière et caractéristique du bord du siphon au milieu de chaque cloison est un nautile, s’il n’y a pas cette marque c’est une ammonite.

Les cloisonnements. Le cloisonnement intérieur du nautile est toujours parfaitement régulier, chaque bord forme une belle courbe régulière interrompue au milieu par le passage du siphon. Les ammonites ont une très grande variété de cloisonnements qui justifient même un classement en trois types de familles. Si ce cloisonnement n’a pas la forme régulière du nautile, c’est une ammonite.

Les Spirifers du Dévonien

On en a pas fini avec les coquillages... Le Dévonien, et en particulier le Dévonien inférieur (le début, donc), c'est un peu leur âge d'or. A cette époque, les Brachiopodes, déjà apparus depuis le Cambrien vont connaître leur plus grande diversification, en quelque sorte leur apogée, dont la vedette incontestée sera : le spirifer. Cette grande famille de mollusques très caractéristique de l’ère primaire va parfaitement remplir son rôle de fossile stratigraphique. Ces fossiles sont assez facilement reconnaissables par leur forme. En voilà un petit échantillon :

Au terme de leur évolution, il sera cependant parfois plus difficile de les distinguer des Lamellibranches (mollusques bivalves à deux coquilles, comme les coques), appartenant à la même espèce de mollusques. Et oui, c'est là que ça se complique. Théoriquement, cette distinction tient de leur anatomie, mais au niveau pratique, c’est surtout la symétrie de la coquille qui va permettre de les distinguer. Un peu de géométrie :  si on trace une ligne médiane au milieu de leur coquille, les brachiopodes sont symétriques. Les lamellibranches comme les moules, ou les huîtres ne le sont pas. Il existe cependant plusieurs milliers de chacune de ces espèces, et la distinction n’est pas toujours des plus aisées.

Il suffit cependant de remarquer la forme très particulière d’une grande partie des brachiopodes, et notamment celui du spirifer dont la forme de la coquille s’allonge aux extrémités comme pour former des « bras » à l’emplacement des deux valves du mollusque (un peu comme un insigne d'aviateur). Au dévonien, les brachiopodes seront au moins deux fois plus nombreux que les lamellibranches, déjà présents dans les mers siluriennes et qui ne vont plus guère évoluer dans le bassin Parisien.

Pendant cette même période les trilobites commencent à décliner mais on les trouvera encore en grand nombre sur les bords de la mer Parisienne. C’est déjà la fin annoncée des graptolites et des poissons cuirassés (placodermes) qui ne survivront pas à cet âge. Les organismes microscopiques quant à eux, sont toujours présents et foisonnants dans les océans. Bien que leur rôle évolutif dans la chaîne animale ne soit plus prédominant, planctons, amibes et protozoaires continuent d’exister et vont survivre jusqu'à nos âges.

 Le dévonien supérieur connaît sur les continents émergés une multiplication stupéfiante des espèces animales, vers, insectes ou myriapodes, servant de nourriture aux amphibiens. C’est une époque baignée dans climat chaud et humide connu sous le nom d’âge des fougères. La végétation couvre l’ensemble de ces terres. Les fougères géantes qui dominent les paysages gagnent en hauteur et leurs tiges vont bientôt devenir des troncs. D'immenses végétaux qui en se décomposant vont laisser d'énormes quantités de carbone dans le sol... on approche de l'âge appelé, le Carbonifère.

 :: Espèces représentatives du Dévonien  ::

 :: Espèces déclinantes ::

Ere primaire

CARBONIFERE

L'age des forêts

- 365 Ma à - 300 MA

Entre -550 et - 400 Millions d'années, le Plissement calédonien fait s’élever les plateaux de la Scandinavie et de l’Ecosse. On entre alors dans un nouveau cycle d’orogenèse (formation des montagnes). La période Carbonifère va connaître un nouveau plissement : le plissement Hercynien (du dévonien au Carbonifère). Le soulèvement de la chaîne Hercynienne sera à l’origine des Ardennes, du massif central et des vosges. Il surgit dans toute l’Europe de nouvelles îles séparées par des bras de mer qui vont devenir des Lagunes. Ces mouvements vont créer des fractures et des éruptions qui donneront en France des Granites, granulites : roches issues de ces métamorphismes.

Dans le bassin Parisien, la mer va connaître une forte régression. Ces mouvements tectoniques colossaux vont pousser les plateaux continentaux qui vont se surélever et la région de Paris va enfin émerger. Dans le même temps, la mer se retire laissant à l’air libre tous les dépôts sédimentaires formés dans l’océan pendant des millénaires. Les sources d’eau douce sortent du sol et font naître des fleuves et des lacs. Comme toutes les terres nouvellement émergées, le bassin Parisien va rapidement rattraper son retard et profiter de l’évolution de la vie qui s’est développée dans le reste du monde. C'est une terre vierge entourée d'une vie foisonnante avide d'espace pour se développer.

Les forêts du carbonifère

Grâce à la température élevée, le sol se couvre d’une végétation luxuriante : principalement des fougères dont certaines possèdent des feuilles de 10m de longueur, des tiges de 30 à 40m. Le climat est tropical, l’atmosphère saturée de vapeur d’eau et d’acide carbonique. Cette végétation pousse à profusion mais en relativement peu de variétés, le tout dans un silence marqué par la présence d'une vie grouillante et discrète. Aux insectes, arachnides, vers et myriapodes, s’ajoutent de nouvelles espèces, à présent volantes ; dans ce paysage luxuriant, on peut voir évoluer des libellules de 65 cm de long dominent les airs.

Parmi les fougères, s’élèvent les grands conifères. Toute cette végétation contribue à rendre l’atmosphère plus pure et favorise l’apparition de nouveaux être vivants. Ces espèces s'adaptent vite à cet air riche en oxygène, leur capacité respiratoire augmente, ils grandissent. Proies et prédateurs gagnent en taille et en puissance pour chasser ou fuir. Amphibiens et batraciens arrivent à leur apogée avec des spécimens atteignant parfois 2 mètres de long. La survie des espèces sera relative à leur capacité d'adaptation. A la fin du carbonifère ces batraciens géants vont lentement décliner pour laisser place à des espèces plus imposantes encore.

illustration : fougères du Carbonifère

Sur terre apparaissent des zones climatiques baignées par des saisons de plus en plus marquées. Les pluies abondantes entraînent de nombreux débris de végétation et de mousses dans les bassins formées par les reliefs qui se transforment en marécages. A l’abri de l’air, dans ces immenses tourbières, les végétaux vont se décomposer et se transformer chimiquement en roche combustible fossile sous l’action de bactéries : la houille.

Ces conditions dans lesquelles se forment ces sédiments ont également pu avoir des effets sur le développement des espèces. Selon certaines études, les bactéries présentes auraient été trop peu évoluées pour désagréger complètement le carbone de ces grandes masses de débris de végétaux. En se décomposant, le dégagement considérable d’oxygène aurait alors enrichi l’atmosphère et contribué au développement des capacités respiratoires de certaines espèces animales expliquant en partie l’accroissement de leur taille. Cette même concentration d'oxygène et de combustible a sans doute été aussi la cause des incendies généralisés et massifs qui caractérisent cette époque.

Et les fossiles marins du carbonifère alors ? Y'en a pas. Paris n’ayant pas été recouvert par les eaux pendant cette période, il n’y a pas eu de dépôts océaniques. Sur le reste de la planète, en revanche, une mer Carboniférienne a bien sûr existé, avec faune marine spécifique et donc des fossiles. Maintenant que vous êtes quasiment géologues, vous pouvez parler d'une "lacune" marquant le Carbonifère (l'absence de dépôts dans les couches sédimentaires) - une lacune caractéristique de cette région - seulement - puisque bien entendu ces dépôts ont toujours un caractère local.  (cf. 1ere Partie - Les roches sédimentaires). En pratique, le résultat est simple, cette absence de mer a aussi empêché la formation du charbon là où elle était absence. Plus au Nord, c'est l'inverse, les zones immergées ont donné naissance à de grands bassins houillers, puis bien plus tard, à des mines.

Ere primaire

PERMIEN

La pangée

- 300 Ma à - 250 MA

Au terme de leur dérive, les continents se sont de nouveau rassemblés. La réunion des continents en Pangée va permettre un mélange des espèces, et une concurrence plus rude. Le climat, marqué par une grande sécheresse va accroître encore plus cette impitoyable sélection naturelle.  La chaîne Hercynienne du carbonifère se détruit déjà sous l'effet de l’érosion. Et qui dit "érosion de grands massifs", dit sédimentation. Tous ces sédiments vont donc être entraînés par les eaux dans les lagunes formées sur les rivages par cette mer qui revient lentement, comme sous l’effet de marées : elles aboutiront plus tard à la grande invasion de la mer jurassique. Ces mouvements océaniques gagnent sur le littoral, puis se retirent, laissant en arrière des poches d’eau. Celles-ci s’assèchent et deviennent des boues qui vont devenir "fossilifères". Cette époque sera en effet particulièrement propice à la fossilisation d’empreintes d’animaux terrestres, de vertébrés, de fougères, d’amphibiens, ou d’insectes. Ces moulages seront alors recouverts par la mer jurassique qui en apportant de nouveaux sédiments leur permettra de se conserver.  cf chapitre [fossilisation].

Durant cette période beaucoup d’espèces marquantes de l’ère primaire vont décliner : les brachiopodes dont les variétés seront plus « rondes ». Les trilobites, qui auront complètement disparus au début du Permien. Les batraciens géants vont laisser place à une nouvelle espèce : les reptiles, dont les premiers  spécimens ont déjà fait leur apparition.  On aussi va s’attarder un instant sur les fusulinidés et la fascinante illustration qui les représente. :-)  Il s’agit de Foraminifères visibles à l'oeil nu, qui n’ont existé qu'au Carbonifère supérieur et au Permien. Leur intérêt est donc d'être d’importants marqueurs stratigraphiques. Ils se présentent sous la forme de colonies enroulées, rondes  ou tassées, ovales, ayant véritablement l’aspect de gros grains de riz bruns. Une roche qui contient ces petits fossiles peut donc être datée : 250 et 300 MA, si on en trouve à Paris,et ça c'est pas gagné.

 La fin du permien va clore l'ère primaire et le règne de toutes les espèces qui y ont vécu. C’est l’extinction de 90 à 95% des espèces Marines, et 70% des espèces terrestres.

A cette époque, la vie a vraiment failli s'arrêter. En quelques millions d'années, d'importants changements atmosphériques vont entraîner une baisse de l’oxygène.  Une conjugaison de nombreux phénomènes, réchauffement puis refroidissement de la planète, modification des courants marins, période de volcanisme majeur consécutive au choc des plaques formant la Pangée vont commencer à affaiblir le cycle de la vie.  Un cycle de dérèglements va entraîner les continents dans une longue période de désertification.

  Ces différences de température de seulement 10 à 15° vont entraîner  la production généralisée du sulfure d'hydrogène contenue dans les fonds marins, asphyxiant les océans puis l'air et causant la mort instantanée de pratiquement toutes les  formes de vie. Les "survivants" à cette hécatombe vont s'emparer du monde. Cette effroyable sélection naturelle va profiter aux insectes : myriapodes, araignées, scorpions, libellules, blattes et criquets  qui vont littéralement envahir les continents. Les reptiles vont triompher des amphibiens et prendre de l’ampleur. 

Le monde est prêt à changer d’ère.

Les faits marquants de l'ère Primaire

 > Nom savant :PALEOZOIQUE - Période  - 545  à - 250 MA  - Durée 300 MA

Le Cambrien : de -545 à -495 MA L’explosion de la vie, la domination Trilobite. Fin du soulèvement de la chaîne huronienne annonçant une période "calme".

  L’Ordovicien : de -495 à -443 MA Période où régneront Trilobites qui s'achèvera par une extinction de masse

Le silurien : de -443  à -417 MA L’âge des grands poissons à cuirasse et des gigantostracés. Les autres espèces gagnent les terres

Le Dévonien : de -417 à -355 MA Plissement Calédonien : Goniatites, ammonites et brachiopodes (spirifers) vont supplanter les placodermes, trilobites et Graptolites.

Le carbonifère : de -355 à -295 MA – Plissement hercynien. Emergence de Paris. Apogée des batraciens dans une végétation luxuriante qui va se décomposer en houille et en combustibles fossiles et donner le Charbon.

Le Permien : de -295 à -250 MA : Grandes forêts permiennes, formation de la Pangée Période sèche, érosion du massif Hercynien. Nouvelle extinction. Disparition de 90% des espèces, sauf parmi les insectes. Formation de la cuvette du bassin Parisien.

 MEZOZOÏQUE

- 250 Ma à - 65 Ma

Trias  

 Jurassique 

 Crétacé

Ce changement d’époque sera notamment en France, une période tectoniquement calme. La mer se rapproche du bassin Parisien, tandis que l’ancien massif hercynien finit de se désagréger complètement sous l’action combinée des phénomènes atmosphériques et marins. Dans le même temps, se prépare au fond de la mer la lente élévation des crêtes du futur massif alpin. Après l'extinction massive du Permien, la sélection naturelle des espèces annonce le début d’une nouvelle ère d’évolution.

Ere secondaire

TRIAS

L'ère du renouveau

- 250 Ma à - 200 MA

La nouvelle donne écologique a commencé. L’eau des mers est plutôt froide (15 à 18°), les coraux primitifs ont disparu, et sont remplacés par des variétés plus évoluées dès le Trias supérieur. Entre temps, les récifs sont rebâtis par les algues, les spongiaires et des mollusques. Ces derniers vont d’ailleurs évoluer ; chez les lamellibranches ce sont les huîtres qui vont apparaître. On verra pour la première fois des gastéropodes,  les patelles, (chapeaux chinois) s’accrocher aux rochers du littoral.  Ces espèces rustiques et coriaces qui ont résisté à l'hécatombe vont devenir fabuleusement complexes et adaptées à la vie.

Comparatif des motifs de cloisonnements (les sutures) des Cératites (a) et des Goniatites (b)

(La petite courbe représente le motif dessiné sur la coquille qui permet de les identifier : voir ci-dessous)

Une redistribution naturelle sera très prononcée chez les céphalopodes (sèches, ammonites, nautiles...). Les spécimens vivant dans les abysses marines seront beaucoup moins touchés, relativement épargnés de l'extinction Permienne par leur vie en eaux très profondes. Au trias, certains mollusques bivalves (lamellibranches, ancêtres des coquillages que l'on déguste aujourd'hui) vont pendre leur revanche sur les Brachiopodes qui continueront cependant d’exister : huîtres, moules, coques et praires font progressivement leur apparition.  Beaucoup d’espèces d’ammonites n’ont pas survécu, mais cet âge va littéralement transformer ces mollusques dont les coquilles vont énormément évoluer, se complexifier, et arborer de complexes ornementations. Les cératites font partie des nouvelles espèces et s’apparentent aux goniatites du dévonien avec ces cloisonnements spiralés et variés (voir figures ci dessus).

Motifs et sutures des mollusques

Enfin, une nouvelle espèce de Céphalopode va voir le jour : [les bélemnites] dont la carapace calcaire se fossilise bien. Ces ancêtres des sèches évoluent et pullulent dans les mers pendant toute la durée de l’ère secondaire. Leurs fossiles sont très facilement reconnaissables. Très en longueur, et striés de chaque coté, ils s’apparentent aux os des seiches qu’on trouve encore actuellement.

Mais ce sont les reptiles qui vont le plus se diversifier et occuper les niches écologiques précédemment occupées par les grands  amphibiens. Dans les mers vivent encore des placodontes géants et carapacés. Sur terre des crocodiles, des varans, des sauriens qui vont préfigurer les futurs dinosaures. Une multitude d’insectes peuplent les airs. Dans le bassin Parisien, requins, squales et raies, rares au Permien, vont devenir très abondants au Trias.

Le Trias supérieur sera encore plus riche en nouvelles espèces. Les reptiles volants (ptérosauriens) dotés d'ailes épaisses se terminant par des pattes griffues vont s'accrocher aux arbres, planer puis gagner les airs. Les premiers mammifères apparaissent, recouverts de poils et pourvus de glandes mammaires. Ces espèces sont de petites tailles et s'apparentent plus ou moins aux musaraignes que l'on connaît aujourd'hui. C'est aussi l’âge où vont apparaître les premiers « dinosaures » (dainos : Terrible – saura : Lézards > Dainosaura ).

A Paris, enfin... - à cet endroit -, on nage. Le bassin Parisien est encore sous l'eau. La mer se retire très lentement et laisse derrière elle des lagunes : des terres envahies de bassins d'eau de mer. Des golfes et des détroits se forment  ; ils constitueront plus tard des fonds marins garnis de colonies de Polypiers du Jurassique, où vont se déposer les sédiments du secondaire. Ces couches vont recouvrir les roches en formation : un calcaire blanc très fin, saccharoïde (aspect du sucre) et très compact, que l'on appellera par la suite le marbre de Carrare. Cet étage de roche se trouve sans doute encore sous Paris à des centaines de mètres de profondeur, bien trop profond pour qu'on puisse jamais l'atteindre... et encore moins l'exploiter.

Ere secondaire

JURASSIQUE

L'ère des dinosaures

- 200 Ma à - 145 MA

Le début du jurassique est relativement calme. La Pangée qui a commencé à se fissurer au Trias continue sa dislocation désormais inéluctable. La région présente toujours un caractère lagunaire. Les terres sont recouvertes d’une végétation abondante, de prairies, de mousses, d’arbustes, de fougères et de conifères, dans un climat chaud et humide. A la fin

du jurassique, ce climat va connaître un net refroidissement entraînant peu à peu le recul et la disparition des massifs coralliens installées dans les eaux chaudes et peu profondes proches des rivages.

Les dinosaures vont arriver à leur développement le plus complet. Leurs restes composent encore une partie du sous sol Parisien, bien que cette couche se trouve enfouie très profondément. Ichtyosaures, proches du dauphin, plésiosaures, puissants reptiles marins, plésiosaures (crocodile de 15 mètres de long), ptérodactyles, brontosaures, stégosaures, triceratops… vont coloniser les terres. L’air de cette région va devenir très pur et favoriser vertébrés et mammifères, même si ces derniers demeureront chétifs.

C’est surtout au jurassique Moyen et plus encore au supra-jurassique que les choses vont s’accélérer. Au milieu du Lias (provient de l’Anglais « Layer » : Strates du jurassique moyen) une gigantesque vague va balayer la région Parisienne et la transformer en Lagunes (plans d’eau reliés ou proches de la mer). L’océan se retire, puis la transgression recommence : l’île de France sera cette fois submergée et toute l’Europe ne sera plus qu’un chapelet d’îles entourées de massifs coralliens. A la fin du Jurassique, dans un calme relatif, les sédiments recommencent à se déposer, préparant une couche protectrice sur les fossiles terrestres, et recouvrant les fonds marins sur des hauteurs importantes.

Ere secondaire

CRETACE

L'ère de la craie

 -145 Ma à - 65 MA

Le crétacé va se caractériser par une très grande richesse d'événements de natures différentes. Au niveau continental, le super continent (formé au Permien, à la toute fin

de l'ère primaire) qui commençait à se fissurer au Jurassique se disloque.

La Pangée, amorce une lente dérive et se démantele pour former les

continents tels que nous les connaissons aujourd'hui.

Dans un premier temps, marquant la première moitié du crétacé, le niveau des mers baisse, tandis que les continents s'éloignent. Ils découvrent des côtes, des marais, des lagunes, aussitôt colonisés par des organismes vivants. Dans la seconde moitié de la période, c'est le retour des mers sur les plateformes continentales. Partout où les terres sont émergées, les grands reptiles connaissent leur apogée. L'air s'est enrichi, la végétation abonde et ils ont conquis pratiquement toutes les niches écologiques. Les dinosaures atteignent des tailles gigantesques à l'image des Sauropodes dont la taille est si importante qu'elle constitue à elle seule un moyen de défense. Bientôt, toutes ces espèces vont décliner...

Au niveau sédimentaire, le crétacé est la période de la craie, à l'origine de son nom. Cette formation va atteindre des puissances importantes (on emploie ici ce terme pour évaluer la hauteur des bancs de roches). C'est à cette  époque que va commencer la connaissance précise des formations des sols, plus proche de nous au niveau de l'âge, mais surtout, plus proche du niveau actuel de la surface et donc accessibles par forage. La description détaillée de ces différents étages sera donc largement abordée par la suite.

Le bassin Parisien baigne toujours dans un climat tropical, chaud et humide, où grouillent toutes les espèces de vie. Du plus petit organisme vivant, microscopique, aux plus gigantesques dinosaures,  - terrestres - aux reptiles  volants, en passant par les mollusques, mammifères - toujours petits -, mousses, poissons, coraux et fleurs. Dans cette végétation luxuriante apparaissent les espèces d'arbres à "feuillages caduc" (n'ayant qu'une courte durée) : lauriers, noyers, saules, hêtres, châtaigniers, peupliers qui se mêlent aux fougères et aux anciens conifères. Progressivement ces  forêts qu'on pourrait qualifier de "Tropicales", vont s'enrichir de ces nouvelles "essences" (espèces) d'arbres que nous connaissons dans nos régions.

Les mouvements océaniques dans le bassin Parisien vont avoir une très grande importance sur la formation des couches crétacées. Submergée, comme nous l'avons vu à la toute fin du jurassique, la région subit un mouvement de repli de la mer, et tout le nord de la France sort de l'eau. Puis le mouvement inverse se produit, et Paris est de nouveau submergé avec une grande partie de l'Europe. Pendant cette période très calme, les sédiments détritiques seront pratiquement nuls. Les plateaux continentaux ont été largement érodés et se sont aplanis, les cours d'eau sont plus stables et ont creusé leurs lits : la sédimentation sera donc extrêmement faible : ce sont les espèces organiques qui vont prendre le relais pour former les sols.

Ce contexte sera particulièrement favorable à la formation des assises crayeuses. Faute de sédiments minéraux ne provenant plus de l'érosion des continents, ce sont les organismes calcaires qui vont très lentement se déposer dans cette mer calme. Ils vont atteindre  une couche de sables verts (sédiments détritiques verdâtres) et d'argile très fine (argile du Gault) qui servira de base aux étages de Craie. Cette base argileuse est caractérisée par la présence d'un lamellibranche stratigraphique : l' inocérame  (ou "Inoceramus concentricus") ressemblant à une moule

La faune océanique du crétacé va généreusement alimenter ces couches sédimentaires. Elle sera composée  d'échinodermes (oursins), de brachiopodes (en régression mais présents), de lamellibranches (Radiolites), de céphalopodes (les dernières ammonites, et des bélemnites) et de gastéropodes (cérithes, qui ne font que commencer...). On rencontrera également des restes de mammifères marins, des écailles de poissons ou des dents de requins, très abondants pendant la période et qui vont donc eux aussi laisser des fossiles dans la craie.

Composition et formation de la Craie

Comment se forme la craie ? De la même manière que le calcaire, la craie va se former par accumulation de particules de calcium qui vont s'agglomérer avec des éléments organiques. Ceux-ci vont essentiellement se composer des restes de phytoplanctons (algues microscopiques) : les coccolithes, et d'échinodermes : les micrasters. Il faudra du temps et des eaux très calmes pour que ces fines particules s'assemblent, très faiblement cimentés entre elles par de la calcite qui va ainsi laisser des "vides", à l'origine de l'effritement et de la faible résistance mécanique de cette roche. La craie se compose à 90% de calcaire, le reste se répartit en coccolithes (20à 50%), d'argile et de foraminifères.

Craie et aquifère - La craie se compose donc de minuscules particules calcaires, parfois cristallines et légèrement argileuses.  Elles constituent un ciment qui lie les gigantesques quantités de restes organiques entre-eux : fragments de coquilles de mollusques, ossatures de poissons, débris de coraux ou de polypiers et un très important apport de foraminifères à test calcaire. On peut noter au passage que les couches de craie sont des aquifères : une couche de terrain suffisamment poreux (qui peut stocker l'eau) et perméable (où l'eau circule) qui permettra plus tard d'alimenter nos puits. L'eau y est "emprisonnée" par une couche d'argile imperméable et forme une nappe phréatique qui est donc contenue dans l'aquifère : ici, la couche de craie.

Les craies de couleur - Les bancs de craie possèdent des couleurs, ou tout du moins sont souvent distingués les uns des autres par des noms de couleurs. Au crétacé supérieur, vont  apparaître ces banc de craies, noirâtre pour certains ( très dur et de 2 à trois mètres d'épaisseur), bleue-grise, ou verte (mica, pyrites et débris fossiles). Ce petit étage qui servira de base aux couches suivantes est fortement chargé de grains verts de glauconie (silicate de fer et de potasse), il aura une puissance (épaisseur) faible de 15 à 40m.

Les étages de Craie du Crétacé

A la toute fin du crétacé, tous ces dépôts de craie vont se déposer sur des hauteurs importantes (150 à 300m au total). C'est la craie blanche, une variété de calcaire blanc et tendre composée de Micrasters qu'on va retrouver dans une grande partie de la région Parisienne. Ces Micrasters sont des échinodermes (variétés d'oursins) servant de base organique, où vont évidemment se mêler des mollusques : brachiopodes et lamellibranches proches des huîtres, des restes fossiles de vertébrés, de poissons de reptiles, et des dents de squales. La couche supérieure de craie blanche est  appelée craie de Meudon (elle affleure au niveau de cette commune) : c'est une couche pure, tendre et traçante, dont les lits sont séparées par des strates parallèles de rognons de silex noirs et des cristaux de gypse. Comme on l'a vu à plusieurs reprises, ces nodules disposés en cordons, résultent d'une concentration moléculaire des éléments siliceux contenus dans la craie. (voir coupe géologique juste en dessous)

Ce banc de craie de Meudon sera particulièrement exploité pour sa pureté. Il représente à lui seul environ la moitié de tout cet étage crayeux (environ 100m). Ce matériau sera extrait, principalement en région Parisienne à Issy, Bougival et Port Marly, puis utilisé pour l'amendement des terres (incorporation de substances pour fertiliser le terrain). Elle pourra être réduite en poudre, puis moulée en pains, plus connus sous le nom de blanc d'espagne. Cette même poudre mélangée à de l'argile plastique sera un excellent ciment hydraulique, plus tard remplacé par des marnes blanches dites supra gypseuses (situées dans le banc supérieur de gypse) qui présenteront de manière naturelle ces mêmes caractéristiques.

Ces couches sont généralement uniformes, mais peuvent, en présence de failles se présenter en discordance ou en inclinaison, caractérisées par des silex brisés. Dans sa partie supérieure, la craie de Meudon est jaune, dure et non traçante, avec une présence de végétaux fossilisés. Ces derniers témoignent de la troisième régression marine et d'une dégradation de cette craie par dissolution qui a également fait disparaître certains des organismes fossiles qu'elle contenait.

A la fin du crétacé, un mouvement continental important va littéralement soulever le plateau francilien, fracturer les bancs supérieurs de craie (ceux où l'on trouve ces strates de silex brisés), et Paris va se retrouver émergé. Les couches supérieures vont donc subir l'érosion continentale et laisser les marques de fossiles végétaux que nous venons d'évoquer. Ce changement va entraîner dans cette région une importante évolution de la flore, qui dans ce climat favorable, se répercute sur le développement des espèces animales... Ces nouvelles espèces vont donner de nouveaux fossiles.

Le calcaire pisolithique - On frôle la fin du crétacé supérieur, période appelée le sénonien, dans son ultime division le Maastrichtien, c'est à dire, exactement à la fin de l'ère secondaire. Après cet épisode crayeux, l'époque va connaître une brève mais caractéristique période calcaire. Ce banc sera qualifié de calcaire du secondaire totalement distinct des grandes époques calcaires du Lutécien de l'ère suivante. Il va apparaître dans les couches situées au sommet de la craie blanche, et sera parfois recouvert de lits argileux verdâtres assez fins. Celui-ci va se former par un retour soudain de la mer, un mouvement du sol soulevant une grande vague va envahir de nouveau tout le nord de la France, marquant ainsi le début du tertiaire. On le dénomme calcaire Pisolithique (dont les grains ont l'aspect de pois), mais aussi et dans de nombreux ouvrages, de calcaire Oolithique (aspect d'oeufs de poisson). Cette formulation semble revenir à M. Albert de Lapparent (voir bibliographie) qui la reprendra régulièrement, pour distinguer les calcaires extoolitiques (calcaire entourant un noyau) ou entoolitiques (formés autour d'une cellule creuse, le test calcaire foraminifère par exemple).

Le calcaire Pisolitique ou oolithique, présente des petits grains ronds et granuleux roses pâle et très coquillers.  On y retrouvera des limes (lamellibranche), cérithes (gastéropode cephalidien), et des baculites (céphalopode, sorte de petits calamar dont la coquille est un cône très long et très fin). Enfin, et pour conclure cette description  des étages crétacés, on terminera par la présence de deux bancs : le calcaire à foraminifères, jaunâtre et dur, surmonté par des marnes blanches, dites marnes de Meudon, crayeuses, entourées de nodules et d'argile vertes. Et voilà ! On est presque arrivé à la fin de cette ère secondaire... mais pas tout a fait. Il manque un épisode croustillant - et un peu plus léger - qui va vous remettre en forme pour la suite.

NEOZOÏQUE

- 65 Ma à -1.8 Ma

Néogène

 Paléogène

Si vous êtes observateurs, vous avez pu remarquer que plus on avance dans le temps, plus ces couches sédimentaires peuvent être étudiées de manière détaillée. L'ère tertiaire  qui n'est divisée qu'en deux âges (Paléogène et Néogène), possède de très nombreuses subdivisions. Certaines d'entre elles seront donc beaucoup plus approfondies que d'autres, puisqu'elles vont profondément marquer le faciès de nos sols, et en particulier le Lutécien, où vont se former les bancs calcaires, et le bartonien, où apparaîtra le Gypse. Ces deux étages ne représentant à l'échelle des formations géologiques qu'un minuscule épisode, pourtant considéré comme majeur au niveau de l'exploitation de ces ressources naturelles par l'homme et des répercutions qu'elles auront par la suite en tant que risque naturel. Une pichenette en comparaison des étages qui se sont formés avant.

Pour voir un peu à quoi ressemble cette ère tertiaire, voilà un petit tableau très simplifié. Ca commence il y a environ 65 MA pour finir avec l'apparition des hominidés il y a environ 2 Millions d'années. On la divise en deux grosses périodes : Le néogène et le Paléogène, divisés en périodes encore plus petites... elles même subdivisées en noms encore plus précis.... L'Eocène, c'est le moment où se situent les deux périodes "importantes" de notre sous-sol : le Lutécien et le Bartonien, datant en gros, de - 40 et  - 30 millions d'années.  Pour se situer, c'est juste après la crise KT... Et c'est quoi ça ? Et bien on va voir ça tout de suite....  et du même coup on va même apprendre à lire une histoire dans une couche de roche. si, si. Allez, c'est parti...

NEOZOIQUE*

ou ère tertiaire

-1.8 MA

-24 MA

-65  MA

NEOGENE

Pliocène

Miocène

PALEOGENE

Oligocène

Eocène

Paléocène

   L'extinction massive du Crétacé

Revenons sur terre, il y a 65 millions d'années, au moment du changement d'ère. On va dire, à l'échelle de ce calendrier de 4.5 Milliards d'années, à une période infinitésimale de 10.000 ans, juste le temps de former 2cm de couche d'argile. Ces deux centimètres sont donc "virtuellement"  présents au dessus de nos marnes blanches de Meudon, puisqu'on retrouve la trace de cette couche un peu partout sur terre (sur les parties émergées à cette époque). Il s'avère que cet argile contient une dose d'iridium 10 à 100 fois plus importante que la dose normale. Et l'iridium, c'est quoi ? Un dépôt radio-actif qui n'a rien a faire là... et qui vient donc "d'ailleurs".... Un événement planétaire s'est produit exactement à ce moment et a bousculé l'ordre établi de l'évolution de notre petite planète, causant la disparition pure et simple des 3/4 des espèces vivantes animales et végétales, et d'environ 90% des créatures marines.

 Alors... jetons un oeil sur la photo juste à coté. Elle a été prise à flanc de falaise à un endroit où les différentes strates datant de cette époque sont visibles. Si vous avez tout lu depuis le début, on sait que ce qui se trouve en bas de l'image est plus ancien que ce qui se trouve au dessus.  L'histoire se lit donc de bas en haut. Si on regarde bien on peut voir que le sol forme des couches différentes. Si, si regardez bien.  En partant du bas : des lignes bien régulières, puis brusquement une grosse couche sombre et une "ligne" blanche. Au dessus, ce n'est plus du tout régulier, les couches ne sont plus parallèles. D'abord c'est une couche noire informe, puis au dessus la roche semble toute fracturée. Que s'est-il passé ?  On va essayer de comprendre ça...

Illustration :  C'est chouette hein ? Voyons donc le petit dessin en dessous. Le schéma reproduit la coupe géologique de la photo : chaque couche est bien délimitée pour mieux voir. Et maintenant, c'est vous le "géologue"... il n'y a plus qu'à lire l'histoire de la Terre : la foret du crétacé, l'impact d'un météorite, l'iridium et la disparition de la vie qui laisse place à des sols très fragmentés et sombres. Pendant cette période il y a eu des incendies très importants et le sol a bougé. A la fin de cette période  on ne trouve plus de fossiles : le sol est une sorte de désert "stérile".... le mot exact serait plutôt "Azoïque", qui signifie "Sans animaux" ou sans fossiles.

Cette extinction massive, qu'on pourrait aussi qualifier de bouleversement planétaire est sans doute l'événement le plus connu des âges anciens. - Tout le monde connaît l'extinction des dinosaures - .Ce moment de l'histoire de notre planète est aussi désigné par "crise KT". (KT pour Crétacé-Tertiaire... heu.. en Allemand. C'est resté pareil en français. C'est pratique : on sait que ça c'est passé à la fin du crétacé et au début du Tertiaire.).  La Terre a connu d'autres extinctions massives, certaines plus effroyables encore : au Permien et à l'Ordovicien (par exemple), où toutes les formes de vie ont bien failli complètement disparaître, mais celle-ci est la plus connue. Ca doit être à cause des dinosaures...  :-))

La disparition des dinosaures

D'abord la température s'est sensiblement réchauffée d'une douzaine de degrés. Ca parait peu, mais c'est suffisant pour changer tout l'écosystème de la planète, réchauffer l'eau des océans et anéantir la plupart des d'espèces. Puis la terre va se refroidir. Ces bouleversements climatiques entraînent une cascade de conséquences : un affaiblissement des espèces animales et végétales incapables de s'adapter, ainsi qu'un appauvrissement de la faune et de la flore. La plupart des espèces végétales se raréfient puis disparaissent entièrement décapées par les herbivores affamés, qui disparaîtront à leur tour, privant leur prédateurs carnivores de nourriture... Les sols exsangues de végétation deviennent désertiques et les mers subissant les mêmes effets, s'appauvrissent et s'asphyxient inexorablement. La désertification progressive de la Terre plongée dans l'obscurité glacée d'un hiver va emporter presque tout ce qui reste de vivant... à des milliers de kilomètres autour de l'épicentre.

C'est ainsi que va commencer l'ère tertiaire, dans un chaos où va pourtant renaître la vie, dictée par de nouvelles règles, soumise à un nouvel ordre. La famille complète des grands reptiles terrestres ne survivra pas à ces cataclysmes... à une exception : le crocodile.  (Pourquoi...? Très bonne question : voir (1), en dessous). Cette disparition complète des dinosaures laissera donc place au développement des mammifères qui pourront évoluer tout doucement jusqu'à l'homme. Ces derniers, depuis leur apparition au Trias (entre -250 et -200 MA), sont restés chétifs, n'ayant toujours pas trouvé de "niche écologique" - toutes occupées par les reptiles et les dinosaures - leur permettant de se développer correctement.

De nombreuses espèces ont disparu, mais certaines, plus résistantes, plus promptes à s'adapter, ou parfois plus primitives, ou tout simplement plus chanceuses persisteront "miraculeusement". Ces cataclysmes ne suivent pas d'ordre établi par une sélection "prédéterminée". Ils redistribuent la vie de manière chaotique ; la nature se réorganise ensuite selon un nouvel "ordre" en perpétuel équilibre avec l'apparent désordre qui l'entoure (1).  Ainsi, et tout doucement, la végétation reprend ses droits sur les terres émergées, ressurgissant sous des climats continentaux tels que nous les connaissons aujourd'hui grâce à la formation de continents polaires. Les oiseaux primitifs vont émerger, libérés de leurs seuls prédateurs : les ptérodactyles. Les insectes complèteront ce nouveau biotope, pratiquement épargnés grâce à leur abondance et leur extraordinaire résistance. Toutes ces espèces survivantes vont  pulluler et se répandre sur la planète. Quand les poussières se dissipent enfin, le jour se lève sur un monde nouveau : l'ère Tertiaire.

NdA (1) Ce n'est pas une explication, mais une observation également applicable à la formation de l'univers et à la mécanique quantique (l'organisation des plus petites structures d'atomes ). Elle s'inscrit dans une théorie assez paradoxale et très intéressante tenant à la fois de l'ordre et du chaos : "la théorie du chaos" . On y observe que l'infini chaotique tend à être ordonné, et que l'ordre établi de la nature se nourrit aussi du chaos pour s'organiser.

ère tertiaire

PALEOCENE

La nouvelle vie

- 65 MA à - 55 MA

Après ces millénaires entièrement passés sous les mers, le bassin Parisien connaît une succession de très nombreuses régressions et de rétrogression pendant le Paléocène, suivant un schéma souvent similaire. La mer envahit les terres du nord de la France et ramène des lits sédimentaires argileux ou arénacées (sableux), recouvre Paris (ou une partie de sa région), stagne, puis forme d'autres couches. Elle reste là quelques centaines de milliers d'années, se retire et laisse derrière elle une configuration lacustre ou lagunaire. Ces eaux stagnantes, douces ou saumâtres caractériseront de nouveaux dépôts, puis un nouveau cycle marin se présentera. On trouve donc assez peu de lacunes (périodes émergées dépourvues de dépôts) dans ce paysage stratifié. La seule, résultant semble-t-il du passage mouvementé de l'ère secondaire et l'ère tertiaire.

Ce mouvement marin très caractéristique est représenté ci-dessus. On peut y observer les dépôts du Paléocène inférieur (-65 > -60 ma). Après une phase de progression jusqu'aux abords de la capitale, les dépôts marins vont se former, composés de sables fins glauconieux et de dépôts organiques (mollusques) (fig.1 et 2). La mer se retire un peu vers le nord et laisse selon ses reliefs un paysage de lacs et de lagunes nourries d'apports fluviaux sur ces terres où l'eau douce surgit et forme ses chemins vers la mer (fig.3). Ce régime va s'étendre vers le sud et immerger Paris déposant une très importante sédimentation d'agile plastique (fig.4). A Meudon et dans la partie qui va connaître cette extension lagunaire, ces dépôts seront formés de trois couches qui seront génériquement appelées : conglomérat de Meudon. De manière localisée on ne retrouve parfois à certains endroits que certaines de ces couches ou uniquement quelques-uns de ces éléments, selon les reliefs et les dépôts apportés par l'eau.

Fausses Glaises

Bancs argilo sableux + lignite + pyrite de fer

Sables d'Auteuil

Sables quartzeux très fins

  Conglomérat

  de Meudon

3  Argile schisteuse + empreintes végétales

2  Gypse + lignite + ambre jaune + fossiles

1  Fragments de craie + calcaire pisolithique + fossiles nombreux

Dans le sud de la région Parisienne, peu touché par ces formations lagunaires, les couches suivantes vont se déposer directement sur les Etages du crétacé. Après la formation du conglomérat de Meudon, une couche de sable fin (Sables d'Auteuil) et des bancs argilo sableux vont s'accumuler, contenant des pépites de lignite ou de pyrite de fer : les fausses glaises.  Elles témoignent d'une présence très puissante de la végétation de l'époque. Pour l'anecdote, cette lignite, concentrée dans des proportions exceptionnelles au niveau de l'hôpital Sainte Anne dans le 14ème arrondissement, fut découverte au 19ème s. et donna lieu à une exploitation de minerai - une minuscule mine de "charbon de terre" -, au beau milieu Paris.

(Source : E. Gerards)

ère tertiaire

EOCENE

Le calcaire et le gypse

-55 MA à -35 MA

Cette nouvelle époque va être marquée par l'abondance des dépôts calcaires du Lutécien et du gypse Bartonien. Ces étages, situés relativement près de la surface affleurent parfois, aux hasards de plissements ou de mouvements géologiques qui les rehaussent. C'est dans ces zones où les gisements sont les plus accessibles, que l'homme va commencer leur exploitation pour recueillir, dès l'antiquité, la "pierre à bâtir" et la "pierre à plâtre", tous deux intimement liés par leur emploi dans les matériaux de construction.  On procède alors à une exploitation à ciel ouvert, en creusant des fosses pour dégager les couches qui les recouvrent, puis on extrait les précieuses roches. A force de creuser, ces chantiers deviennent soit trop grands, soit trop dangereux, soit tout simplement trop peu rentables. On accède donc directement au gisement en "fonçant" des galeries dans la masse : l'exploitation devient alors souterraine. Cette exploitation sera d'une importance cruciale pour le développement industriel de nos villes construites à partir de ces millions de mètre cubes de pierre ou de plâtre, étendant ces carrières à travers tout le bassin Parisien jusqu'à l'apparition du béton.     (NdA : Foncer : term. tech. creuser une galerie en pleine masse)

La formation du bassin Parisien

Pour comprendre comment ça marche c'est tout simple. Imaginez une feuille de papier: si on pousse les bords, elle se courbe obligatoirement : le plissement c'est ça. Le second principe physique est encore plus simple : si on creuse un trou dans le sable au bord de la mer... l'eau finit par tomber dans le trou, tout simplement parce que ce qui se trouve en dessous du niveau de la mer se trouve facilement immergé. Ce qui se trouve au dessus, des rochers par exemple, sont émergés.

- Le Plissement Yprésien de l'Eocène -

Le plissement Yprésien -   Cette petite période Yprésienne de 6 millions d'années (seulement) située au début de l'Eocène va donner la forme définitive des reliefs de la région. Toute la partie sud du bassin Parisien va subir un plissement des couches inférieures de craie et d'argile plastique. Quand la mer envahira de nouveau la région, ce nouveau relief des sols va stopper cette avancée et diviser le bassin en deux parties : le sud, et le nord (ou le creux et la bosse si on préfère). Ce nouveau relief, bien que modeste, va déterminer par la suite la présence des couches, leur nature, leur forme, leur épaisseur et l'endroit où elles se formeront dans le bassin parisien.

carte géologique

:: La France pendant l'Eocène ::

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ère tertiaire

EOCENE

Le calcaire lutécien

- 48 Ma à - 40 Ma

Maintenant qu'on connaît le principe, il va suffire de suivre la  succession des événements... Au tout début du Lutécien, cette mer, décidément très agitée se retire, puis revient et submerge toute la région, régresse et de nouveau recouvre Paris. Pendant les phases de recul, le bassin Parisien retrouve alors, comme dans les époques passées, sa physionomie lagunaire ou lacustre. Chacun de ces épisodes apporte tour à tour son lot de sédiments dès que l'eau stagne quelque part.

Ces dépôts successifs formeront l'étage du calcaire "grossier" (dont l'aspect est assez granuleux), qui sera divisé en trois strates. La présence de foraminifères extrêmement nombreux permettra de les distinguer et leur donnera leurs noms : Le calcaire à nummulites (en forme de petites médailles), à  milioles (grains de millet) et à orbitolites (en forme de grains ronds) ou à cérithes, eux mêmes composés de plusieurs couches distinctes. Elles forment cet ensemble calcaire d'environ de 30 à 45m d'épaisseur exploité sur un, et parfois deux niveaux pour retirer de ses bancs, les meilleures variétés de pierre.  On va voir ça de manière complète et très détaillée, étage par étage,  avec "plein de dessins en couleur" pour vous aider un peu. Si vous avez vraiment du mal... vous trouverez à la fin une reconstitution chronologique de Paris. 

Les étages de Calcaires du Lutécien

Le lutécien inférieur repose sur cette assise de sable Yprésien qu'on peut voir en bas de cette coupe géologique. Les bancs sont caractérisés par la présence de nummulites, foraminifère visible à l'oeil nu pouvant atteindre 1.5cm. Les bancs sont d'aspect et de puissance (d'épaisseur) variable. La base se compose d'un calcaire verdâtre très fossilifère (cardium, dents de requin, nummulites), dont la couleur révèle la présence de glauconie mais aussi de quartz. On l'appelle donc la base verdâtre. La seconde couche, les forgets (ou cosaques), est constituée par un calcaire très grossier également glauconieux alternant des calcaires durs séparés par des lits de sables. On y trouve une faune et une flore fossilifère : nautile, cardita, polypiers, bois et dents de requins. Ce premier étage n'a pas été exploité... (ou alors par erreur :-))

Le lutécien moyen représente une strate d'environ 6 mètres d'épaisseur. L'étage commence par le banc à vérin des carriers, reconnaissable à la présence de cérithes géants (les vérins, présents à l'état d'empreintes internes en général). C'est un lit jaune-rougeâtre de 2 à 3m se poursuivant vers un calcaire à grains serrés et blancs. Ce banc n'a été exploité que dans sa partie supérieure et de manière épisodique. Au dessus se trouvent les lambourdes (ou vergelets), de couleur grise, c'est un banc peu épais et tendre ne contenant pas d'eau. Cette particularité le rend non gélif (il ne gèle pas). Il sera donc particulièrement apprécié pour la construction, malgré son apparence grossière et très coquillière (miliolites, cérithes et orbitolites). Enfin, on atteint le banc royal, non gélif et homogène, très riche en foraminifères de grandes taille, fournissant des pierres d'excellente qualité pour la construction.

Le lutécien supérieur est un étage formé de 2 strates principales : Le banc vert et les bancs francs, un ensemble de petites couches (voir ci-dessous). Ce banc vert constitue en quelque sorte la ligne de séparation entre les exploitations du niveau supérieur (Bancs Francs) et une éventuelle exploitation du second niveau inférieur (lutécien moyen) - une sorte de plancher- Ces bancs francs constituent le calcaire d'extraction à proprement parler, un calcaire grossier, d'alternances de couches marines et d'eau douce séparées par des lits de sables plus ou moins marneux : les bousins. Ils sont en partie composés d'argile et contiennent de l'eau. Ils sont donc gélifs mais cette pierre compacte et dure a néanmoins été exploitée et appréciée.

Le banc vert se divise en trois couches : une couche inférieure d'origine marine très dure, contenant des coquillages : Le liais du bas, surmonté d'un lit appelé plaquette. On remarquera que la composition fossilifère de ce banc se rapproche fortement de celle des sables de Beauchamp.  Au dessus se trouve le banc vert qui donne le nom générique de tout ce petit étage. Il se compose d'un lit marneux et d'argile verte contenant des fossiles de flore, d'animaux terrestres, de palmiers ou de dents de crocodiles témoignant donc de son origine lacustre. Au dessus se trouve une troisième couche, précisément identique à la première : Le liais du haut qui se subdivise en deux petites couches, liais franc et banc de marche. Ce "banc de marche" indique dans les exploitations (les carrières) le sol sur lequel on marche -. Facile, non ?

Les bancs francs vont désigner tout ce qui se trouve au dessus, depuis ce sol de carrière, très dur, parfois légèrement "marbré" d'oxydes de fer, (qui peuvent apparaître dans une carrière en passant de l'eau sur le sol qui en fera jaillir les couleurs ocre), jusqu'à la roche, constituant le plus souvent le ciel de carrière (le "plafond", chez les mineurs on dit : le "toit", dans les carrières on dit "le ciel").

   Cérithes                                                  Nummulites                                              Corbules

Description des bancs de roche calcaire

1 - Le Banc de laine (ou cliquart, ou banc des galets) : peu épais et peu fossilifère, il peut être jaune à grains peu adhérents ou dur et gris. Sa consistance variable rappelle les lambourdes (roche tendre) ou le liais (roche dure). Le banc peut également contenir de petits galets qui s'apparentent à des petits ménilites.

2 - Le Grignard (ou coquiller) : est un banc de pierre très riche en fossiles. On y trouve des variétés de miloles et de cérithes. La pierre est peu exploitable puisqu'elle présente l'inconvénient d'être constellée de coquillages et d'être gélive (comme tous les bancs francs).

3 - Le Souchet  : calcaire très tendre peu compact contenant aussi parfois des galets et des fossiles (miliolites, cerithes, polypiers) qui va donner son nom au souchevage (technique qui consiste à extraire la pierre). Cette pierre se délite facilement, et permettait aux carriers de commencer l'exploitation par ce banc, pour extraire les meilleurs calcaires situés au dessus. (Les bancs Francs décrits juste après...)

4 - Le Banc Blanc (ou banc royal, ou liais franc, ou remise) : C'est un très beau calcaire, présentant un grain fin et serré riche en coquillages (miliolites, cérithes ou corbules). La qualité de la pierre lui donna une valeur importante, surtout pendant les exploitations des 18 et 19e siècles où elle était très appréciée pour la construction.

5 - Le Banc Franc (ou haut banc, ou banc royal, ou rustique)  se présente avec des grains très fins, très durs et très compacts. La pierre demeure néanmoins gélive, mais sa qualité de présentation est si élevée, qu'elle est pourtant très utilisée. On la distingue du Banc blanc parce qu'elle est beaucoup moins fossilifère.

6 - La Roche (ou ciel de carrière) : C'est une couche extrêmement dure et très coquillière (milioles et cérithes) constituant le dernier banc de l'étage calcaire, laissé en place pour servir de toit. Il est parfois composé d'un lit terreux inférieur baptisé le "bousin de la roche".

Les Marnes et caillasses

Pour achever cette petite description de l'étage calcaire on va jeter un oeil sur la dernière strate Lutécienne : Les "marnes et caillasses", composées de deux couches distinctes. Tout comme les calcaires, elles témoignent d'une succession d'épisodes marins et lagunaires, consécutifs aux reculs de la mer. La première partie sera donc fortement fossilifère, et la seconde azoïque (sans animaux, et sans fossiles).