Avez-vous déjà entendu parler de fossile ? Souhaitez-vous tout savoir à propos des fossiles ? Eh bien sachez-le, les fossiles sont des éléments ayant joué un rôle très important dans la reconstruction de l’histoire humaine.
On entend par fossiles des traces de restes d'organismes anciens. Les fossiles peuvent être aussi vus comme des restes préservés. Les fossiles sont en fait des roches. Elles ne sont pas les restes de l'organisme lui-même ! Les fossiles peuvent préserver un organisme en entier ou qu’une partie. Les os, les coquilles, les plumes et les feuilles peuvent tous devenir des fossiles.
Dans la suite de cet article, les lignes suivantes seront abordés :
- Historique sur les fossiles
- Origine du mot fossile et fossilisation
- Comment se forme un fossile ?
- Les différents stades pour obtention d’un fossile dans un milieu marin
- Les paléontologues et les fossiles
- Quels sont les processus de formation des fossiles ?
- Etude sur la diversité des fossiles entrainés, par la diversité biologique des organismes
Historique sur les fossiles
Les toutes premières découvertes de fossiles trouvés, datent d'il y a 3,5 milliards d'années. Mais il y a seulement environ 600 millions d'années que la vie multicellulaire complexe est entrée dans les archives fossiles (temps géologiques). Aux fins de la chasse aux fossiles, la plupart des efforts sont redirigés vers les fossiles de cet âge et plus jeunes.
Les fossiles se reproduisent fréquemment dans le monde. Malgré que ce soit seulement qu’une petite partie de la vie qui fasse partie des archives fossiles, les cycles naturels recyclent les tissus mous des organismes et même les parties dures telles que les os et la coquille.
Ainsi la plupart des organismes vivants se décomposent simplement sans laisser de trace après la mort. Ainsi, la grande fréquence de fossiles dans les archives géologiques reflète l’abondance des conditions favorables où la préservation est possible. Et aussi le grand nombre d'organismes ayant vécu et la très grande période de temps pendant laquelle les roches se sont accumulées.
Origine du mot fossile et fossilisation
Du latin fossus, le mot fossile signifie : avoir été déterré. Profondément enfouis dans le sol, les fossiles se retrouvent souvent dans des formations rocheuses.
En ce qui concerne la fossilisation, c'est un ensemble processus, qui consiste à transformer des restes en fossiles. Il est très rare d’avoir recours à la fossilisation. En effet, la majorité des organismes se décomposent très rapidement après leur mort.
Lorsque peu après la mort d’un organisme, les restes sont recouverts de sédiments. Cet organisme peut être fossilisé. Le goudron collant, la lave et même le fond sableux, peuvent être inclus dans les sédiments.
Avec le temps, les minéraux des sédiments s'introduisent dans les restes. Et ainsi, les restes se fossilisent. Généralement la fossilisation se produit dans les organismes ayant des parties du corps dures et osseuses. Parmi ces parties nous avons : les coquilles, les squelettes ou les dents. On trouve rarement la fossilisation chez les organismes à corps mou, comme par exemple les vers.
Cependant, il arrive souvent que la résine collante d'un arbre se fossilise. C'est ce qu'on appelle ambre ou résine fossilisée. La résine fossilisée peut préserver le corps de nombreux organismes à corps mou. Parmi cela on a les moustiques, les fourmis et les mouches.
Traces de fossiles et fossiles corporels
Les fossiles de coquilles, de dents et d'os sont appelés fossiles corporels. La majorité des fossiles de dinosaures sont des ensembles de fossiles corporels.
Les traces fossiles sont des ensembles de roches ayant conservé des preuves d'activité biologique. Ce sont juste des traces d'organismes, ils ne sont pas des restes fossilisés.
Les traces de fossile peuvent être : l'empreinte d'une feuille ou une empreinte très ancienne. On a aussi les impressions créées par les terriers dans les roches molles ou la boue.
Comment se forme un fossile ?
Les fossiles se forment quand les restes d'un animal ou d'une plante sont mis en terre par des sédiments. C'est-à-dire le sable ou de la boue. Cela se produit davantage quand les restes sont au fond de la mer ou d'un lac.
Souvent, seules les parties dures, comme les os ou les dents, subsistent. Les parties molles du corps sont détruites. Ces parties sont remplacées très lentement par des minéraux qui proviennent des sédiments puis deviennent des roches.
Des fois, les restes d'animaux et de plantes sont conservés en étant couverts de glace et gelés, ou par la lave des volcans. Si les restes sont trop petits, elles sont enveloppées dans des résines, qui deviennent dures et ensuite deviennent de l'ambre.
Nous avons également le charbon de bois est une sorte de fossile. Elle est formée à partir de restes de plantes transformées par des bactéries.
Formation d’un fossile de dinosaure
Une fois le dinosaure mort, il peut être emporté par une inondation. Après que son corps soit immergé, il est petit à petit recouvert de sédiments. Les parties molles de son corps (matière organique) se retrouvent détruites et il ne reste que les os.
Grâce aux sédiments, les minéraux entrent dans les os, et prennent la place de l'os très lentement. Ainsi les os sont transformés en pierre. Ce processus peut prendre des millions d'années car il est très lent. Des années plus tard, après que la roche autour du fossile se soit usée, le squelette du dinosaure émerge du sol et est ainsi découvert.
Formation d’un fossile de poisson
Peu de temps après sa mort, le corps du poisson est saturé d'eau et coule sur le fond marin. Il faut noter que souvent, les gaz issus des décompositions font remonter la carcasse à la surface. De telle manière que le lieu de repos final peut être à une certaine distance.
Souvent, la carcasse est séparée et dispersée par les crustacés charognards et autres poissons. Mais à cette occasion, l'absence de gros charognards laisse les poissons relativement tranquilles.
Quels sont les processus de formation des fossiles ?
L’expression fossilisation fait référence à différents types de processus généralement complexes qui aident dans la préservation des restes organiques dans les archives géologiques.
Ces processus sont les suivants : enterrement ou mise au tombeau rapide et permanent. Protection du spécimen contre les perturbations de l’environnement ou biologiques. La privation d'oxygène qui freine l'étendue de la désintégration et aussi l'activité biologique ou le piégeage.
Parmi ces processus nous avons aussi l’accumulation continue de sédiments qui se fait par opposition à des surfaces en érosion. Cela garantit que l'organisme reste enfoui à long terme. Nous avons aussi un problème de chauffage ou de compression excessive. Pour éviter que l’organisme soit complètement détruit.
Autres choses à retenir
Les fossiles se forment lorsque les organismes morts sont recouverts de sédiments. Les minéraux contenus dans les sédiments remplacent progressivement l'organisme tout en conservant sa forme. Cependant, les parties dures des organismes qui s'enfoncent dans les sédiments peuvent être sujettes à divers autres changements. Lors de leur conversion en roche solide notamment.
Les solutions peuvent remplir les interstices, ou pores, de la coquille ou de l'os avec du carbonate de calcium ou d'autres sels minéraux afin de fossiliser les restes, dans un processus connu sous le nom de perminéralisation.
Dans un cas distinct, on peut y voir un remplacement total du matériau squelettique d'origine par une autre matière minérale, dont le processus est connu sous le nom de minéralisation ou de remplacement.
Dans d'autres cas encore, des solutions acides en circulation peuvent dissoudre la coque d'origine mais laisser une cavité qui lui correspond, et des solutions calcaires ou siliceuses en circulation pouvant engendrer la déposition d’une nouvelle matrice dans la cavité, créant ainsi une nouvelle impression de la coque d'origine.
L’eau : Lieu de préservation des fossiles
Les preuves fossiles sont majoritairement préservées dans les sédiments déposés sous l'eau. Cela parce que les processus cités plus haut, se produisent plus fréquemment dans ces environnements. Et aussi parce que la plupart de la surface de la Terre est couverte de 70% + d'eau.
Les fossiles dérivés de la terre également, y compris les os de dinosaures et les résines d'arbres fossilisés ont été préservé dans les sédiments déposés sous l'eau. Elles ont été préservées dans les endroits humides, estuaires, les lacs, les rivières ou emportées vers la mer.
La fossilisation peut aussi se produire sur terre, dans une bien moindre mesure. Elles comprennent par exemple des spécimens ayant subi une momification atmosphérique stérile d'une grotte ou d'un désert.
En réalité, ces exemples sont un retard de décomposition plutôt qu'un mode durable de fossilisation. Et de fait, les spécimens nécessitent une conservation permanente dans un environnement à température contrôlée dans le but de limiter ses effets.
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Autre chose à savoir sur les lieux et condition de préservation des fossiles
La grande partie des fossiles sont conservés en environnement aquatique car les restes de terre sont très facilement détruits. Les facteurs anaérobies au fond des mers ou des autres plans d'eau ont une particularité très favorable à la préservation de tous les détails. A part les bactéries anaérobies, aucune faune de fond n'est présente pour détruire les restes.
De façon générale, pour qu'un organisme soit préservé, il est nécessaire que deux conditions soient remplies : un enfouissement rapide dans le but de retarder la décomposition. Il faut aussi éviter les ravages des charognards et posséder des pièces dures susceptibles d'être fossilisées.
Dans certains endroits, dans le nord de l'Arizona comme le Grand Canyon, on peut observer de grandes épaisseurs de strates presque horizontales. Elles représentent les dépôts de sédiments sur les profondeurs marines sur plusieurs 100 millions d'années. Il est souvent très clair que toute couche d'une telle séquence regroupe des fossiles. Qui ne sont pas les mêmes que ceux des autres couches au-dessus et en dessous.
De telles séquences sont présentes dans différents emplacements géographiques. Les mêmes flores fossiles ou des faunes fossiles ou des faunes similaires se produisent dans le même ordre.
Si on compare les séquences qui se chevauchent, on peut constituer un enregistrement continu des faunes et des flores qui ont progressivement plus en commun avec les formes de vie actuelles à mesure que le sommet de la séquence est approché.
Les paléontologues et les fossiles
Les paléontologues sont un ensemble de personne qui mènent des études sur les fossiles. Dans le monde, les paléontologues trouvent et étudient des fossiles partout. Ils en trouvent dans quasiment tous les environnements, de la jungle humide au désert chaud.
Grâce à l'étude des fossiles ils arrivent à savoir comment et quand différentes espèces vivaient il y a dans les années reculées. Souvent, les fossiles indiquent aux paléontologues la façon dont la terre a changé.
Plusieurs fossiles d'anciens animaux marins nommés ammonites ont été retrouvés dans la plus haute chaîne de montagnes du monde. Cette haute chaîne de montagnes est l'Himalaya au Népal. Cela indique aux chercheurs, qu'il y a des millions d'années, les roches qui se trouvaient au fond de l'océan sont devenues l'Himalaya.
Dans l'État américain enclavé de l'Utah, plusieurs fossiles d'ancien requin géant, dont le mégalodon, ont été trouvés. Cela prouve aux scientifiques que le centre de l'Amérique du Nord était probablement entièrement sous l'eau il y a des millions d'années.
Autre chose à savoir
Au XIXème siècle, la collectionneuse de nationalité britannique de fossiles, Mary Anning a prouvé qu'il n’est pas obligatoire d'être paléontologue pour contribuer à la science. Elle a été l'une des toutes premières personnes à afficher, collecter, et identifier correctement les fossiles de plésiosaures, des ichtyosaures et de ptérosaures.
Toutes ces contributions à la compréhension de la vie jurassique ont été si impressionnantes qu'en 2010. Elle a été nommée parmi les 10 femmes de nationalité britannique qui ont le plus influencé l'histoire de la science et des fossiles.
Les différents stades pour obtention d’un fossile dans un milieu marin
Les fossiles puissent être retrouvés dans des sédiments se trouvant dans des environnements turbulents. C’est-à-dire à haute énergie près du littoral. Des conditions non perturbées sont nécessaires pour la conservation des squelettes. Les conditions propices pour la préservation des restes organiques sont : de faibles niveaux d'oxygène, un fond marin calme avec une luminosité minimale et une composition boueuse molle.
Stade 1 : Décomposition et enterrement
Après plusieurs semaines, l’organisme se trouvant dans le milieu marin est partiellement décomposé. En dépit des conditions calmes sur le fond marin, il y accumulation le long d'une faille géologique active.
Cette accumulation est issue de la pression de plusieurs milliers de mètres dans le substrat rocheux. Il y ensuite un glissement de la roche stressée, qui envoie des ondes de choc sur la roche au-dessus. Provoquant ainsi, la mobilisation des sédiments à proximité.
Les sédiments mobiles se mettent en déplacement à travers le fond marin, enterrant les organismes dans le processus. C’est ce que l'on appelle souvent un événement d'enfouissement rapide. Une fois ensevelis en dessous des sédiments, la chair et les tissus mous qui restent sont décomposés par les bactéries. Qui laisse juste le squelette dans une position d'inhumation.
L'enfouissement rapide est un élément courant pour une fossilisation optimale. En effet, une exposition prolongée augmenterait autrement les proportions de perturbation due aux charognards et/ou aux courants.
L'enfouissement peut également se réaliser rapidement si une quantité élevée de sédiments est déposé dans la zone. Après un temps de fortes pluies qui délivre les sédiments des principales rivières par exemple.
Stade 2 : Perminéralisation accumulation de sédiments
Avec le temps qui passe, le squelette est progressivement enseveli plus profondément en accumulant des sédiments. Lentement, les poids des sédiments compactent les zones sous-jacentes, pressant les grains ensemble. Puis chassant l'excès d'eau et déposant des minéraux dans les pores. Et finalement le sédiment mou est transformé en roche dure.
C’est un processus appelé la lithification. Lors de ce processus, les minéraux se trouvant dans les sédiments saturés d'eau prennent la place des minéraux d'origine du squelette. Ils remplissent ainsi les vides formés quand des parties du squelette se dissolvent. Le processus de remplacement minéral se nomme perminéralisation et aboutit à un exemplaire reminéralisé du squelette d'origine.
Stade 3 : Rehaussement et exposition
Après le passage de millions d'années, la roche demeure enfouie très profondément à l'intérieur du substrat rocheux. Cependant, les forces tectoniques combiner à la collision entre les plaques continentales voisines commencent à se déformer et à soulever le substrat rocheux.
Ils élèvent la roche au-dessus du niveau de la mer et l'exposent à l'érosion. Peu à peu, la roche exposée est enlevée, jusqu'à ce que finalement le sommet du crâne de l’organisme soit visible à la surface.
Stade 4 : Découverte et extraction
Enfin, après avoir reposé sous le sol pendant des millions d'années, le crâne partiellement exposé est repéré par un paléontologue qui procède à une extraction minutieuse du squelette.
Le processus nécessite de la patience et un travail de précision pour éviter d'endommager l'échantillon. Une quantité généreuse de roche est retenue autour du spécimen pour le protéger.
Le registre des fossiles d'insectes et fossiles invertébrés
Le registre des fossiles d'insectes est constitué de nombreuses lacunes. Parmi les aptérygotes primitifs, uniquement les collemboles ont été retrouvés sous la forme de fossiles. Pareillement, seule une minorité des organismes anciens est conservée sous forme de fossiles. En tout, seuls les organismes qui ont un squelette solide et résistant sont préservés facilement.
L’ensemble des grands groupes d'animaux invertébrés présentent un squelette ou une coquille calcaire. Par exemple, les coraux, brachiopodes, mollusques, bryozoaires. D'autres invertébrés sont dotés de coquilles de phosphate de calcium ou de dioxyde de silicium.
Une coquille ou un os après leur dépôt se retrouve enterré rapidement. On peut conserver tous ces tissus organiques. Bien qu'ils deviennent avec le temps pétrifiés, c’est-à-dire convertis en substance pierreuse. Les parties dures restent intactes, comme les coquilles de palourdes ou de brachiopodes. Elles sont relativement courantes dans les roches sédimentaires, certaines de très longue date.
Les informations fournies par l’étude des fossiles et les mesures prises pour ne pas perdre ces informations.
L'étude des archives fossiles a permis de mettre la main sur des informations importantes pour au moins quatre objectifs différents. Les changements continus observés au sein d'une famille d’animaux, servent à décrire l'évolution de cette famille. Les fossiles permettent aussi au géologue, un moyen très rapide et très facile d'attribuer un âge aux strates dans lesquelles ils se trouvent.
La nature et l'abondance de la faune ont un impact sur la précision avec laquelle cela peut être fait dans un cas particulier. Certaines familles de fossiles sont plus vieilles que d'autres, cela à cause d’où chacune d’elles a été déposée. Les fossiles qui permettent d’identifier les relations géologiques sont connus sous le nom : index fossiles.
Cependant de nombreux autres fossiles, sont collectionnés par des amateurs et des entités commerciales. Il arrive, que ces spécimens ne soient pas soigneusement documentés ou excavés. Cela provoque une perte des données sur le site et aussi le risque d'endommager le spécimen. Pour ces différentes raisons et le fait qu'elle stimule la collecte non scientifique, c’est parmi les paléontologues universitaires que l’exploitation commerciale des fossiles est controversée.
Autres choses à savoir
Les organismes fossiles sont capables de fournir plusieurs informations sur le climat et l’environnement du site où ils ont été préservés et déposés, comme par exemple, d’autres espèces de corail ont besoin d'eau chaude et peu profonde. Ou encore les formes d'angiospermes à feuilles caduques qui se développent que dans des conditions climatiques plus froides.
Les fossiles sont importants dans l'exploration des combustibles minéraux et des minéraux. Ils servent par exemple à trouver la position stratigraphique des veines de charbon. Ces derniers siècles, nombreux sont les géologues qui ont étudié la stratigraphie souterraine des gisements de pétrole et de gaz naturel en faisant l’analysant des microfossiles trouver à partir des échantillons de carottes de sondages profonds.
Les collectes de fossiles faites par des géologues, des paléontologues, et plusieurs autres scientifiques entraînent de façon générale un processus rigoureux de documentation et de fouille. Déterrer le spécimen de la roche est d'ailleurs l’un des travail minutieux qui comporte l'étiquetage de chacune des parties du spécimen et le catalogage de l'emplacement de chaque partie dans la roche.
Les fossiles de la roche destinés à être retirés sont doucement et soigneusement excavés en utilisant plusieurs techniques conçues pour éviter ou réduire les dommages causés au spécimen. Ce genre de fossiles fait partie souvent des collections des musées ou des universités.
Etude sur la diversité des fossiles entraîné, par la diversité biologique des organismes
La diversité des restes fossiles de plantes, associée aux couches de charbon observées dans un bassin, nous font croire que c'étaient les seuls et uniques êtres vivants qui existaient à cette époque. Mais la réalité est qu'ils ne représentent qu'une petite partie de l'ensemble des organismes ayant évolué sur cette planète tout au long de son histoire.
Pour vraiment comprendre cette diversité biologique, il est important de considérer l’influence des différentes conditions environnementales dans lesquelles elles se sont développées. Ainsi en faisant une étude sur les forêts carbonifères de Pennsylvanian, et la flore abondante, il a été collecté des restes de faune continentale qui coexistent avec elle.
A Barruelo les restes d'un arthropode herbivore de plus de 2 mètres ont été retrouvés. Cet herbivore avait 45 cm de large. L'importance de cette découverte n'est pas donnée, car elle fournit beaucoup d'informations sur sa morphologie. Puisqu’il s'agit en fait, d'un reste fragmenté tergitol. Mais aussi à cause de la rareté des restes trouvés dans le pays de découverte.
Autres fossiles trouvés
Il y a une aile d'insecte isolée cafardeuse, retrouvée dans la décharge de Pegida, qui a aussi été décrite. Il y a aussi des preuves de canaux d'alimentation, d'activités biologiques, de pistes rampantes etc, qui ont été détectées grâce au fossile retrouvé.
Il a été aussi retrouvé des coquilles de crustacés, le aias. Ils vivaient dans des lacs d'eau douce. Qui ont vu le jour dans les plaines côtières et qui constituent un niveau guide qui peut être suivi le tout au long du Synclinal de Barruelo sur plus de 11 km. Plusieurs découvertes d'écailles de poisson et des restes de trilobites ont été sporadiquement décrites. Cela indique la proximité de la mer.
Il existe aussi une autre faune fossile qui est associée à ces faciès marins qui constituent l'essentiel des restes fossiles. Que nous pouvons trouver dans notre environnement. Ils reflètent la diversité de la faune qui vivait dans les eaux du Carbonifère pennsylvanien : cantabrique et barruelien.
Par ailleurs, à la fin de la mer Cantabrique il y a eu une grande très transgression marine. C’est-à-dire que la mer a inondé de vastes étendues de terres. Cela se remarque très bien dans la formation de Brañosera. Il s’agit du stratotype tout le long de la rivière Rubagón jusqu'à Peñacorba.
On retrouve aussi ce genre de faune marine à divers niveaux dans toute la formation de Barruelo. Bien que quand on arrive à un niveau de 8 m de la couche, il devient entièrement continental.
Les restes de diplodocus au musée ou fossile de diplodocus au musée
Le dinosaure sauropode le plus célèbre est Le Diplodocus. A cause du fait que ces restes sont les plus exposés dans des lieux publics et dans les musées pour animaux. Cela est certainement dû en majorité à l'abondance de ses restes fossiles mais aussi à cause de son titre de plus long des dinosaures.
Le don de moulages de squelettes est fabriqué par l'industriel ainsi que philanthrope Andrew Carnegie pour plusieurs musées du monde entier au début du 20e siècle. Dans le but d'aider les gens à se familiariser avec l'animal.
De nos jours, des moulages de squelettes de Diplodocus apparaissent toujours à travers le monde dans de nombreux musées.
Les musées qui possèdent et exposent un squelette de diplodocus sont :
- Le Musée d'histoire naturelle Carnegie à Pittsburgh détient le squelette original, monté en 1904 et inauguré en 1907 ;
- le Musée d'histoire naturelle de Londres, première réplique, montré le 12 mai 1905 ;
- le Musée d'histoire naturelle de Berlin, en Allemagne, réplique dévoilée au début de mai 1908 ;
- le Muséum national d'histoire naturelle à Paris, réplique montrée le 15 juin 1908 ;
- le Muséum de Vienne, réplique exposée en 1909 ;
- le Musée de paléontologie et de géologie de Bologne, réplique exposée en 1909.
On a également exposé des exemplaires du crâne de cette réplique dans les musées de Milan et Naples.
Que faut-il retenir à propos des fossiles ?
Les fossiles représentent les restes préservés ou les traces de restes d'anciens organismes. Les fossiles sont des roches, ils ne sont pas les restes de l'organisme lui-même. Un fossile peut préserver seulement une partie ou un organisme entier. Les os, coquilles, les feuilles, les plumes et peuvent tous devenir des fossiles.
Les fossiles peuvent être très petits ou très gros. Les microfossiles ne sont visibles que quand on utilise un microscope. Comme microfossiles on retrouve : les bactéries et le pollen. Les microfossiles sont capables de mesurer plusieurs mètres de long et même peser plusieurs tonnes. Comme microfossiles on peut citer les os de dinosaures et les arbres pétrifiés.
Les restes conservés se transforment en fossiles s'ils ont un âge d'environ 10 000 ans. Les fossiles peuvent avoir pour origine de l'Eon archéologique qui a commencé il y a des 4 milliards d'années jusqu'à l'ère de l'Holocène qui continue aujourd'hui.
Les dents fossilisées de mammouths laineux appartiennent à la catégorie des fossiles les plus récents. Certains des fossiles les plus anciens sont ceux d'anciennes algues qui vivent dans l'océan il y a de cela près de 3 milliards d'années.
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