Image de la semaine | 23/05/2016

De la difficulté de relier ichnofossiles et fossiles : exemple des bilobites et autres traces fossiles

23/05/2016

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Maxime Henriquet

Agrégatif, ENS de Lyon

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Des traces fossiles pas toujours évidentes à attribuer à leurs auteurs.

Figure 1. Trace fossile bilobée dans les grès du Carbonifère (~320 Ma) des falaises de Moher (Moher Cliffs, Irlande)

On ne trouve aucun fossile ni sur ni en bout de piste. D'après la connaissance de la faune fossile locale du Carbonifère supérieur (beaucoup de gastéropodes, pas d'arthropodes) et la comparaison à d'autres traces connues, cette trace fossile est probablement du genre Olivellites (synonyme de Psammichnites), traces classiquement attribuées à des gastéropodes.

Vue plus générale sur la photo suivante.

Figure 2. Traces fossiles sur une dalle de grès du Carbonifère des falaises de Moher (Irlande)

La paléontologie étudie les restes des êtres ayant vécu par le passé. Ils sont décrits, comparés, classés et nommés (nom de genre et d'espèce, appartenance à une classe, un embranchement...). Mais les paléontologues décrivent aussi des fossiles particuliers : les ichnofossiles, c'est-à-dire des traces d'activités d'êtres vivants (traces de pas, pistes, terriers...). Ces traces sont généralement observées en l'absence de leur auteur (terrier vide, portion de piste de déplacement ou de prédation...) et sont de ce fait décrites indépendamment de celui-ci. Comme pour les fossiles "classiques", les ichnofossiles sont décrits, comparés, classés et nommés. Les auteurs de ces traces sont parfois connus lors de découvertes associant fossile et ichnofossile, comme, par exemple, un animal au bout de sa piste ou dans son terrier. Mais ces cas sont très rares, et souvent on n'a jamais trouvé le fossile F associé à la trace T. Les auteurs des traces sont alors déduits ou supposés par l'étude de la faune présente dans le niveau fossilifère présentant ces traces, ainsi que par comparaison avec les traces laissées par les êtres vivants actuels.

Les falaises de Moher sont l'un des sites de tourisme naturaliste les plus réputés d'Irlande, avec de superbes falaises "taillées" dans le Carbonifère supérieur horizontal. C'est dans ces strates horizontales que l'on trouve des "bilobites" (empreintes bilobées). Les plus belles se trouvent dans les murs, les dallages... donc pas en place et on peut hésiter sur leur polarité (empreinte ou contre-empreinte ?). En marchant au sommet de la falaise, on peut trouver de belles surfaces horizontales permettant d'observer ces pistes in situ. Ces pistes ont été rapprochées des traces fossiles du genre Olivellites (synonyme de Psammichnites), traces attribuées à des gastéropodes sans que l'on en ait la preuve formelle. Si l'interprétation de ces pistes comme des traces de gastéropodes est exacte, cela montre que le lien couramment fait entre bilobites et trilobites (arthropodes) n'est pas toujours justifié.


Source - © 2016 Maxime Henriquet Figure 3. Les falaises de Moher (Irlande) entaillant le Carbonifère horizontal	Source - © 2016 Maxime Henriquet Figure 4. Dalle de grès au sommet des falaises de Moher (Irlande) Ces rides, plutôt symétriques correspondraient à des rides de vaguelettes et pas à des rides de courant. La profondeur d'eau étant du même ordre de grandeur que la longueur d'onde des rides, on en déduit un dépôt sous faible tranche d'eau (20-30 cm).
Source - © 2016 Maxime Henriquet Figure 5. Strate au sommet des falaises de Moher (Irlande) montrant des rides Ces rides, plutôt symétriques correspondraient à des rides de vaguelettes et pas à des rides de courant. La profondeur d'eau étant du même ordre de grandeur que la longueur d'onde des rides, on en déduit un dépôt sous faible tranche d'eau (20-30 cm).	Source - © 2016 Maxime Henriquet Figure 6. Zoom sur des traces fossiles dans cette dalle sommitale des falaises de Moher (Irlande)
Source - © 2016 Olivier Dequincey Figure 7. Coupes de deux types de traces rencontrées Ces deux types de traces (cf. images ci-dessus) peuvent correspondre à des traces d'animaux différents ou bien à des traces d'activités différentes du même animal (déplacement lent, course, affouillement...).
Source - © 2016 Maxime Henriquet Figure 8. Traces fossiles dans les grès des falaises de Moher (Irlande) Traces différente des précédentes... ou contre-empreintes de trace "en creux".	Source - © 2016 Maxime Henriquet Figure 9. Traces fossiles dans une dalle gréseuse des falaises de Moher (Irlande) On voit ici de nombreuses traces dont la densité correspond soit à une faune dense (beaucoup de traces en "peu" de temps"), soit à une sédimentation lente (traces enregistrées sur un temps "long").

Figure 10. Exemple d'ichnofossiles "verticaux" répertoriés et parfois interprétés

A-D : proposition de formation de la structure Conistichus par une anémone de mer.

E-G : détails (E-G) et structure complète (F) de type Lanicoidichna (terrier ?).

Source : C. Kent Chamberlain, 1971. Morphology and Ethology of Trace Fossils from the Ouachita Mountains, Southeast Oklahoma, Journal of Paleontology, 45, 2, 212-246

Figure 11. Exemple d'ichnofossiles "horizontaux" vus en coupe transversale

H-R : Coupes de différentes traces proches du type Scolicia. Ces traces horizontales sont classées selon plusieurs "genres" (Scolicia (H, I, K-M, P-R), Bolonia (J) Curvolithus (N) Psammichnites (O)) et même "espèces" (différentes espèces de Scolicia sont ici représentées).

Le volume du "terrier" ou de l'animal est représenté en blanc pour quelques "pistes".

Source : C. Kent Chamberlain, 1971. Morphology and Ethology of Trace Fossils from the Ouachita Mountains, Southeast Oklahoma, Journal of Paleontology, 45, 2, 212-246

Parfois, hélas très rarement, les auteurs des traces sont fossilisés "en place", au bout de leur piste.

Figure 12. Limule fossile au bout de sa piste sur une dalle de calcaire lithographique du Jurassique supérieur (~140 Ma) de Solnhofen (Bavière)

Pour une raison indéterminée, cette limule s'est mise à tourner en rond et est morte sur place (circuit erratique liée à sa fin de vie ?). Les traces de son cheminement sont parfaitement visibles sur ce "calcaire lithographique". Les limules, qui existent depuis le Silurien, n'ont que très peu changé morphologiquement depuis cette époque. On en rencontre aujourd'hui en grand nombre sur les plages de la côte Est des États-Unis, comme la Floride ou le New Jersey, où les adultes viennent se reproduire et pondre en masse avant de mourir.

Voir aussi Limules d'hier... et d'aujourd'hui et Yeux de trilobites dévoniens du Maroc : un regard qui vient du fond des âges (~370 Ma).

Figure 13. Dalle à crustacé et probables traces de déplacement

Le déplacement de crustacés actuels peut se faire avec des sauts latéraux. On a ici probablement les traces de déplacement par saltation du crustacé présent en haut à droite de la dalle, ou bien des traces multiples de déplacement laissées par plusieurs crustacés dont celui qui a été fossilisé.

Figure 14. Zoom sur un crustacé fossile et ses probables traces de déplacement

Zoom de la figure précédente.

Figure 15. Bilobites (ichnofossiles) et trilobite (fossile), une association fortuite, Maroc

Si les termes "bilobite" et "trilobite" sont phonétiquement proches, et souvent associés dans l'esprit de beaucoup, rien n'indique que toutes les bilobites soient des traces d'activité de trilobites. Parmi les traces bilobées, celles supposées correspondre à l'un des types de traces possibles de trilobites sont appelées Cruziana par les spécialistes.

Ce cliché associant Cruziana et trilobite est exceptionnel, on y trouve un trilobite (partiel, il manque la partie antérieure, le céphalon) en bout d'une piste bilobée... Cependant, si la piste était une piste de déplacement du trilobite dont il reste le fossile, on s'attendrait à ce que bi- et tri-lobite soient bien alignés, or il y a un léger décalage du trilobite vers le haut de la photo, et, surtout, que la trace soit derrière le trilobite et non pas devant lui. Ici, c'est le pygidium, l'arrière, du trilobite qui semble indiquer l'avant de la piste... Or il est peu probable que les trilobites se déplaçaient "à reculons". Décalage, sens inverse au sens attendu et fossile incomplet plaident en faveur d'une association fortuite. Exceptionnelle, certes, mais fortuite.

Figure 16. Zoom sur l'association fortuite d'un bilobite et d'un trilobite, Maroc

Source - © 2006 Bruno Reynard Figure 17. Bigorneau "calligraphe" sur une plage de la côte pacifique de la péninsule de Vizcaino, Basse Califorie du Sud, Mexique, une analogie actuelle avec les bilobites carbonifères irlandaises Ce bigorneau à la taille "classique" d'un bigorneau breton. Plage actuelle dont le sable est issu de l'érosion de turbidites anciennes surmontant le complexe ophiolitique de Vizcaino (sujet d'étude plus intéressant que les bigorneaux... pour un géologue... sauf s'il aime les fruits de mer).
Source - © 2006 Bruno Reynard Figure 18. Zoom sur le bout de piste d'un bigorneau actuel	Source - © 2006 - 2016 Bruno Reynard - Olivier Dequincey Figure 19. Piste actuelle de bigorneau et sa coupe transversale On remarque que cette trace n'est pas un "fossé", un "creux" mais que des crêtes latérales et une crête centrale sont visibles. Que donnerait cette trace suite à fossilisation ?
Source - © 2006 Bruno Reynard Figure 20. Pistes plus rectilignes laissées par des bigorneaux sur cette même plage de la côte pacifique de la péninsule de Vizcaino, Basse Califorie du Sud, Mexique