Reconstituer l'histoire Fossiles : empreintes du temps

Photo d'un fossile

Animaux ou végétaux, conservés au cœur de la roche pendant des millions d’années, les fossiles nous racontent l’histoire de la Terre. Pour les géologues et les paléontologues, ils représentent un outil de travail aussi précieux qu’exceptionnel : rares sont les fossiles qui ont pu parvenir jusqu’à nous…

Qu’est-ce qu’un fossile ?

Au cœur d’une roche, les paléontologues trouvent parfois les restes transformés en pierre d’animaux ou de végétaux ayant vécu plusieurs millions d’années avant leur découverte : il s’agit de fossiles.

Dans certains cas, l’organisme s’est totalement décomposé et la roche en a gardé une simple empreinte. Ainsi, on les fossiles peuvent être :

  • des restes d’organismes animaux ou végétaux pétrifiés, complets ou fragmentaires, tels que coquilles, dents ou ossements,
  • des empreintes portées dans la roche d’animaux ou de végétaux,
  • par extension, toute trace d’activité due à des êtres vivants et conservée dans les couches géologiques (silex taillés par des hommes préhistoriques, pistes ou terriers d’animaux disparus),
  • des molécules organiques.

Les fossiles les plus répandus sont ceux que nous ne voyons pas à l’œil nu. Par exemple, la craie est composée de fragments microscopiques de coquilles fossilisées, les coccolites, visibles au microscope électronique.

Comment les fossiles se forment-ils ?

Les fossiles découverts ne représentent qu’une infime partie des organismes et des espèces ayant vécu sur Terre. En effet, la fossilisation n’advient que dans certaines conditions :

  • l’organisme mort doit être rapidement protégé des micro-organismes qui pourraient le détruire, grâce à une couche de sédiments ;
  • les sédiments formant cette enveloppe protectrice doivent être assez fins et légers pour ne pas dégrader l’organisme mort ;
  • cet organisme doit être suffisamment dur pour résister au temps.

Ainsi, les fonds marins boueux ou les vases constituent un environnement favorable à la fossilisation, et les animaux à coquille se fossilisent plus facilement que les organismes mous. Pour que ces derniers deviennent fossiles, leur enfouissement doit être assuré par des sédiments très fins. Des insectes ont ainsi été piégés et conservés dans la résine qui, avec le temps, s’est transformée en ambre.

Lorsque ces circonstances sont réunies, le processus de minéralisation peut débuter. Une restructuration minéralogique et/ou des échanges chimiques se mettent en place entre les restes animaux ou végétaux et les roches qui les enveloppent. Atome par atome, la matière minérale des roches sédimentaires remplace la matière organique de l’animal ou du végétal emprisonné dans ces roches, tandis que la forme et la structure de l’organisme sont préservées. Ainsi, le bois fossilisé que nous retrouvons aujourd’hui n’est pas en bois : il est en silice !

Peu à peu, les mouvements de l’écorce terrestre ramènent les fossiles à la surface de la Terre et l’érosion les met à nu, augmentant leurs chances d’être retrouvés par des paléontologues.

Des repères chronologiques inestimables pour les géologues

Depuis que la vie est apparue sur Terre, les êtres vivants n’ont cessé d’évoluer pour s’adapter à leur environnement et de nouvelles espèces sont nées. La recherche scientifique a permis de reconstituer les maillons de la chaîne du vivant et d’établir des rapports de "cousinage" entre les groupes d’espèces (bactéries, invertébrés, poissons, amphibiens, reptiles, mammifères, hominidés). En étudiant le devenir des espèces animales et végétales de leur apparition à leur extinction, les géologues ont réussi à établir la chronologie des événements qui ont affecté notre planète durant les ères passées. 

L’ensemble de ces découvertes ont pu être faites grâce aux fossiles. En effet, ils sont de véritables outils de travail pour les géologues.

  • Les fossiles de faciès et les sédiments dans lesquels ils se trouvent permettent de reconstituer le contexte paléogéographique d’une région donnée. Par exemple, les coraux vivent en colonies dans un habitat particulier (mer chaude, aérée, peu profonde). Leurs conditions de développement ont peu évolué au cours des ères passées. Aussi, lorsqu’on retrouve des fossiles de coraux, on en déduit que la région était recouverte d’une mer de ce type au moment où se sont déposés les sédiments. 
  • Les fossiles stratigraphiques aident les géologues à connaître l’âge relatif des roches sédimentaires qui les abritent. Par exemple, les ammonites ont vécu durant l’ère secondaire avant de disparaître ; c’est pourquoi la présence de tel type d’ammonite prouve que la couche dans laquelle elles se trouvent s’est déposée à une époque précise. Plusieurs fossiles animaux ou végétaux sont ainsi caractéristiques d’une période géologique donnée. Ils permettent de dater, les unes par rapport aux autres, les couches sédimentaires dans lesquelles on les retrouve, même en deux endroits différents de la planète.