Mots clés : ammonite, déformation, quantification

Ammonite déformée dans les marnes du Jurassique inférieur de Champ sur Drac (Isère)

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

09/01/2012

Résumé

Ammonite et quantification d'une déformation.


Figure 1. Moule interne d'une ammonite déformée dans le Jurassique inférieur (Lias) de Champ sur Drac, région de Vizille (Isère)

Moule interne d'une ammonite déformée dans le Jurassique inférieur (Lias) de Champ sur Drac, région de Vizille (Isère)

Cette ammonite mesure environ 75 cm dans sa plus grande dimension, pour seulement 25 cm dans la direction perpendiculaire.


Figure 2. Affleurement à ammonite déformée dans le Jurassique inférieur (Lias) de Champ sur Drac, région de Vizille (Isère)

Affleurement à ammonite déformée dans le Jurassique inférieur (Lias) de Champ sur Drac, région de Vizille (Isère)

Cette ammonite mesure environ 75 cm dans sa plus grande dimension, pour seulement 25 cm dans la direction perpendiculaire.


Figure 3. Affleurement à ammonite déformée dans le Jurassique inférieur (Lias) de Champ sur Drac, région de Vizille (Isère)

Affleurement à ammonite déformée dans le Jurassique inférieur (Lias) de Champ sur Drac, région de Vizille (Isère)

Cette ammonite mesure environ 75 cm dans sa plus grande dimension, pour seulement 25 cm dans la direction perpendiculaire.


Les ammonites ont la plupart du temps une forme approximativement circulaire (voir, par exemple, les ammonites nacrées et les ammonites calcitisées). Mais des déformations peuvent changer la forme de ces fossiles. De quasi-circulaires, ils peuvent passer à une forme elliptique. La forme finale permet de visualiser ce qu'on appelle l'ellipse des déformations, section dans le plan x-z de l'ellipsoïde des déformations. On connaît la forme initiale du fossile (un cercle) et sa forme finale après déformation (une ellipse dont on peut mesurer les paramètres géométriques : grand axe Dx, petit axe Dz, ellipticité…) On suppose que la déformation s'est faite dans le plan de l'animal : allongement selon le grand axe, dit axe (ou direction) d'allongement ou direction x, raccourcissement selon la direction du petit axe, dite direction z, et pas de déformation dans la direction y perpendiculaire au plan x-z. On peut alors quantifier la déformation, c'est-à-dire connaître les proportions d'allongement et de raccourcissement E. Si on suppose que la déformation s'est faite à surface constante, un allongement d'un facteur E dans la direction x correspond à un raccourcissement du même facteur E dans la direction z, perpendiculaire.

Pour calculer ce facteur E, et puisqu'on peut mesurer le rapport Dx/Dz (ici, Dx/Dz=3), il suffit d'écrire que le diamètre initial D est devenue D.E dans la direction d'allongement x (Dx=D.E), et D/E dans la direction de raccourcissement z (Dz=D/E).

On a donc Dx/Dz=3, soit D.E=3.D/E, d'où E2=3, soit E=√3≈1,7.

L'ammonite photographiée a donc été étirée d'un facteur 1,7 dans la direction d'allongement x et raccourcie du même facteur 1,7 dans la direction de raccourcissement z.

Il est curieux de noter que quand on montre à des élèves (agrégatifs) ce fossile dont le rapport des grand et petit axes est 3 et qu'on leur demande le facteur d'allongement, la quasi totalité des élèves répondent 3, et non pas √3.

Figure 4. Ammonite déformée dans le Lias de Champ sur Drac

Ammonite déformée dans le Lias de Champ sur Drac

Cette ammonite mesure environ 75 cm dans sa plus grande dimension, pour seulement 25 cm dans la direction perpendiculaire.


Figure 5. Ammonite rétro-déformée par logiciel d'imagerie

Ammonite rétro-déformée par logiciel d'imagerie

Cette image n'est que le résultat de la déformation informatique de l'image précédente, déformation calculée pour lui donner sa forme circulaire initiale (diamètre d'environ 43 cm) qu'elle devait avoir au Lias.


Figure 6. Montage montrant l'ammonite avant (à gauche) et après (à droite) rétro-déformation

Montage montrant l'ammonite avant (à gauche) et après (à droite) rétro-déformation

Aux erreurs d'ajustage près, la surface du fossile est conservée. Son « diamètre haut-gauche / bas-droite » a vu sa longueur multipliée par 1,7, et son diamètre « bas-gauche / haut-droite » a vu sa longueur divisée par cette même valeur 1,7.


 

Figure 7. Localisation sur vue Google Earth de l'affleurement à ammonite

Localisation sur vue Google Earth de l'affleurement à ammonite

Cette ammonite se trouvait sur le talus d'une toute petite route, talus constitué de marnes très friables. Les photos présentées ici ont été prises en 1985. Le temps et l'érosion ayant fait leurs œuvres, cette ammonite déformée n'existait plus en décembre 2011.


Figure 8. Localisation sur carte géologique de l'affleurement à ammonite

Localisation sur carte géologique de l'affleurement à ammonite

Cette ammonite se trouvait sur le talus d'une toute petite route, talus constitué de marnes très friables. Les photos présentées ici ont été prises en 1985. Le temps et l'érosion ayant fait leurs œuvres, cette ammonite déformée n'existait plus en décembre 2011.


Dans la même formation géologique (marnes du Jurassique inférieur) et dans le même contexte géologique (périphérie du massif de Belledonne-Taillefer), on trouve beaucoup plus souvent des bélemnites que des ammonites. Ces bélemnites sont, elles aussi, déformées par « étirement ». Mais une ammonite ne possède qu'une mince coquille, souvent disparue quand il ne reste que le moule interne comme c'est le cas ici. Constitué de marne très déformables, ce moule interne a pu se déformer de façon ductile, continue. Les rostres de bélemnites sont, eux, constitués de calcite très dure, particulièrement compétente et peu déformable. Lors de la déformation, ils sont alors « tronqués » et non déformés de façon continue (voir, bélemnite tronquée).

Figure 9. Localisation sur carte géologique de l'affleurement à ammonite (punaise rouge) et de celui à belémnites (punaise juane) dans les marnes liasiques

Localisation sur carte géologique de l'affleurement à ammonite (punaise rouge) et de celui à belémnites (punaise juane) dans les marnes liasiques

Ces fossiles proviennent de la même formation (marnes liasiques) situées dans le même contexte géologique (flancs Ouest et Est du massif de Belledonne).


Mots clés : ammonite, déformation, quantification