Introduction à l’étude de la paléontologie stratigraphique/Tome 2/Chapitre IX
CHAPITRE IX
DE LA FOSSILISATION
Définitions.Nous désignerons sous le nom de fossilisation les diverses
modifications que les restes de corps organisés ont éprouvées
pendant leur séjour dans les couches de la terre. Ces modifications
sont fréquentes, nombreuses, et de nature très-variée,
quelquefois même si profondes que les caractères des corps,
complètement oblitérés, ont donné lieu aux plus singulières
méprises de la part de zoologistes éminents. L’examen de
ces changements est d’autant plus nécessaire ici qu’ils n’ont
été l’objet d’aucune étude suivie de notre temps, et qu’il faut
remonter jusqu’au grand ouvrage de Walch, publié il y a
88 ans, pour trouver un ensemble de recherches réellement
important sur ces innombrables transformations. Mais nos
connaissances chimiques, beaucoup plus avancées aujourd’hui
qu’elles ne l’étaient alors, nous permettront de nous rendre
compte de bon nombre de faits inexplicables pour le savant
et consciencieux continuateur de Knorr[1].
Le mot fossile, dérivé de fossilis, masc. fém., et de fossile,
n., désignait, suivant Pline, les corps que l’on tire de la terre
en fouillant ; les mots fossilia, fossilium, désignaient aussi,
chez les Latins, les sels ou substances minérales qui se trouvent
dans la terre.
Les anciens oryctognostes, et même encore des minéralogistes jusqu’au commencement de ce siècle, donnaient indistinctement le nom de fossile aux substances minérales ou inorganiques désignées plus particulièrement aujourd’hui sous le nom de minéraux, et aux restes organiques ou représentations de formes organiques extraits aussi de l’intérieur de la terre. Cependant, dès les premières années du dix-huitième siècle, plusieurs naturalistes avaient déjà restreint aux seuls débris de corps organisés cette dénomination, qui a fini par prévaloir, et aujourd’hui le mot fossile, employé seul et substantivement, ou comme adjectif joint à un substantif, exprime : soit les restes organiques eux-mêmes, soit leur représentation par des moules, des empreintes et des centre-empreintes, ou enfin par la substitution plus ou moins complète d’une nouvelle substance minérale à celle qui les constituait primitivement.
Ce dernier remplacement est particulièrement désigné par le mot pétrification, longtemps employé aussi comme synonyme de fossile, mais qui n’est applicable en réalité qu’à un assez petit nombre de corps d’origine organique, tandis que le mot fossile l’est à tous, quels que soient leur état, leur ancienneté et les modifications qu’ils ont subies. Cette désignation générale, simple, commode et sans aucune ambiguïté, demande seulement à être précisée, lorsqu’on descend à un examen détaillé des corps, pour les bien décrire et les bien caractériser.
L’emploi de ce mot ne donne lieu qu’à une seule objection ; c’est celle-ci : Depuis combien de temps ou depuis quelle époque un corps organisé doit-il avoir été enfoui dans la terre pour qu’on puisse le désigner comme fossile ? Ou, en d’autres termes, quelle devra être l’ancienneté d’un corps organisé pour être réputé tel ?
On comprend qu’il ne suffit pas que ce soit une espèce reconnue comme perdue ou éteinte, d’abord parce que ce serait préjuger une question qui n’a point de rapport avec le sujet, son analogue à l’état vivant pouvant être retrouvé d’un moment à l’autre, et ensuite parce que non-seulement dans l’époque quaternaire, mais encore dans les sédiments tertiaires, on admet généralement qu’il y a des espèces qui ne peuvent être séparées spécifiquement de celles qui vivent aujourd’hui. Restreindre le mot fossile à tous les corps organisés ou traces reconnaissables de corps organisés antérieurs à l’époque actuelle, et ne commencer à admettre l’état fossile qu’à partir de l’époque quaternaire qui l’a précédée immédiatement, ce serait une sorte de pétition de principe, car la désignation de l’état du corps dépendrait de la détermination préalable de la couche où il aurait été trouvé, et il pourrait arriver que des restes organiques, regardés comme fossiles parce que les dépôts qui les renfermaient avaient été désignés comme quaternaires, cesseraient de l’être si l’on venait, à constater que ceux-ci sont modernes, et vice versà.
Par ces considérations, nous pensons que tout en restreignant, dans la pratique et le langage ordinaire, l’expression de fossile aux restes organiques antérieurs à l’époque actuelle, comme nous l’avons fait jusqu’ici et comme nous continuerons, à le faite par la suite, on ne peut pas refuser d’une manière absolue d’y comprendre ceux du terrain moderne qui se trouvent, actuellement dans des conditions plus ou moins comparables aux corps organisés des terrains plus anciens. Nous laissons donc la question dans cet état, nous bornant à cette explication pour préciser la manière dont nous l’envisageons.
C’est pour nous conformer à l’usage, qu’en traitant des corps organisés des dépôts modernes, nous nous sommes abstenu de leur appliquer le mot fossile, et que nous les avons toujours désignés comme nous l’eussions fait pour les animaux et les végétaux vivants. En effet, tous existent encore aujourd’hui, et rentrent par conséquent dans le domaine du zoologiste et du botaniste.
Enfin, c’est aussi par ce motif que nous n’avons pas encore
parlé des modifications que les corps organisés ont éprouvées,
par suite de leur séjour plus ou moins long dans les couches
de la terre, sujet important dont il nous reste à traiter pour
terminer notre Introduction à l’étude de la paléontologie stratigraphique.
Altérations des corps organisés.
Les corps organisés, quelles que soient leur composition et
leur origine, à quelque classe qu’ils appartiennent, s’altèrent
plus ou moins rapidement dès que la vie les a quittés et qu’ils
restent exposés à l’action des agents atmosphériques, de l’air,
de la lumière, de la chaleur et de l’humidité. Leurs éléments,
l’hydrogène, l’oxygène, le carbone, l’azote et les substances
terreuses qu’ils contiennent se séparent pour entrer dans de
nouvelles combinaisons, ou bien retournent à l’atmosphère, à
l’eau et à la terre. Telle est, comme nous avons déjà eu occasion
de le dire, la loi générale de la nature.
Si donc des circonstances particulières n’étaient pas venues soustraire à une destruction complète les produits ou une partie au moins des produits des divers âges, nous ne saurions rien ou du moins bien peu de chose de l’histoire de notre planète ; nous ne serions probablement jamais arrivés à reconstruire, comme nous pouvons essayer de le faire aujourd’hui, le tableau des phénomènes physiques et biologiques dont sa surface a été le théâtre. Mais, par des moyens très-variés, la nature a pris soin en quelque sorte de nous conserver dans ses archives d’innombrables inscriptions qui portent leurs dates avec elles et qui parfois, comme les manuscrits palimpsestes, ont reçu l’empreinte d’une époque plus récente que celle à laquelle ils appartiennent réellement. Elles nous aident et nous guident dans la classification des faits ; elles nous permettent de déterminer leur âge par les corps organisés ou par leurs traces seulement qui ont échappé à la destruction, ayant été ensevelis dans les sédiments marins ou lacustres de tous les temps. Ce sont précisément ces procédés, employés par la nature pour nous transmettre ainsi la représentation plus ou moins exacte des faunes et des flores successives, dont nous avons à nous occuper actuellement. On vient de dire que le premier effet qui se manifeste après la cessation de la vie, c’est l’altération, la décomposition et la disparition des chairs, des organes, des téguments, et en général de toutes les parties molles des animaux auxquelles il faut joindre, après un temps un peu plus long, les parties cornées, de sorte qu’il ne reste, dans le plus grand nombre des cas, que les parties solides, ordinairement calcaires, soumises à la fossilisation.
FossilisationMaintenant ces parties, soit les os des vertébrés, soit le test ou les enveloppes des invertébrés qui en sont pourvus, par leur séjour dans la terre, perdent encore, au bout d’un temps plus ou moins long, la matière organique altérable comprise dans les mailles de leur tissu, dont les vides sont alors remplis par des infiltrations de la roche environnante, ou apportées par des dissolutions calcaires, siliceuses, ferrugineuses, etc. De cette manière, les corps organisés, rendus d’abord plus légers et plus poreux par la disparition de la matière organique, deviennent ensuite plus pesants, au contraire, par les sucs lapidifiques ou métalliques qui l’ont remplacée. Il y a donc eu, dans ce cas, substitution d’une matière à une autre dans les mailles d’un réseau osseux ou d’un test calcaire. Tel est un des premiers résultats généraux de la fossilisation. Moule.
Lorsqu’on introduit avec soin une matière plastique ou susceptible
de se mouler (argile, plâtre, cire, soufre, etc.) dans
une cavité quelconque, elle en prend la forme exacte, et si l’on
vient à briser ou à enlever avec précaution les parois de cette
cavité, on obtient ce que l’on appelle un moule de cette même
cavité, et qui en reproduit tous les accidents. De même, nous
appellerons moule le résultat du remplissage du vide intérieur
d’un corps organisé par une matière inorganique (argile,
marne, calcaire, sable, silice, fer, etc.) qui s’y est solidifiée.
Ce moule nous traduit alors non-seulement la forme ou les
contours intérieurs du vide, mais souvent aussi ceux du corps
de l’animal qui l’occupait et plusieurs de ses caractères essentiels.
Les moules sont, on le conçoit, formés le plus ordinairement
par la substance même de la roche environnante, mais ils peuvent l’être aussi par l’infiltration de substances minérales
étrangères.
Empreinte.
Lorsqu’on appose un cachet sur de la cire fondue, on obtient une empreinte qui représente exactement en relief les linéaments du cachet, qui sont en creux ; si, au contraire, on remplaçait le cachet ordinaire par un camée en relief, on aurait une empreinte en creux de ce même camée. Nous donnerons donc le nom d’empreinte aux traces qu’un corps organisé solide ou quelquefois mou aura laissées par le contact de sa surface extérieure sur la matière plus ou moins plastique qui l’entourait, laquelle nous offre ainsi les caractères et les accidents de cette surface, d’autant plus exactement qu’elle était plus propre à cette opération.
Ainsi le moule, d’une part, et l’empreinte, de l’autre, nous
permettent de juger de la plupart des caractères intérieurs et
extérieurs d’un corps solide d’origine organique, et par conséquent
peuvent suppléer à l’absence ou à la disparition complète
de ce corps lui-même.
Contre-
empreinte double.
Si l’on conçoit maintenant que le test calcaire d’une coquille, par exemple, dont l’intérieur aura été rempli et moulé par la matière de la roche environnante et la surface extérieure reproduite par son empreinte sur cette même roche, vienne à être dissous par quelque acide ou tout autre agent naturel, il se trouvera entre le moule et l’empreinte extérieure un vide à la place du test. Si l’on suppose alors que ce vide soit rempli par l’infiltration d’une substance différente de la première, siliceuse, par exemple, celle-ci, lorsqu’elle sera consolidée, représentera exactement la surface intérieure et extérieure du test qu’elle remplace. C’est ce que nous appellerons alors une contre-empreinte.
Par cette substitution, la contre-empreinte diffère du corps
dont elle occupe la place non-seulement par sa nature minéralogique,
mais encore par l’absence de tout caractère organique
dans sa structure intérieure. Aucune trace de tissus, de fibres,
de pores, etc., n’a été reproduite. Ce résultat de fossilisation,
que nous désignons plus particulièrement sous le nom de contre-empreinte double, parce qu’elle reproduit à la fois les
caractères intérieurs et extérieurs du test, est assez rare à cause
de la complexité des opérations successives qu’elle exige. Le suivant,
que nous désignerons par l’expression de contre-empreinte simple,
est plus fréquent.
Contre-
empreinte simple
Si le moule intérieur de la coquille que nous avons prise pour exemple n’existait pas préalablement, que celle-ci fût restée vide, et que la roche environnante eût seulement reçu l’empreinte de sa surface extérieure, la coquille venant à être dissoute, la matière qui la remplacera occupera le vide même intérieur de celle-ci, et donnera par le moulage la représentation de la surface extérieure ou la contre-empreinte de cette surface. De cette manière, le moule intérieur et la contre-empreinte extérieure ne feront qu’un, et les caractères de l’intérieur ne sont point reproduits. Les contre-empreintes simples ou doubles, résultant de plusieurs opérations successives, on conçoit qu’elles sont moins fréquentes dans la nature que les moules et les empreintes qui n’en exigent qu’une.
L’empreinte et la contre-empreinte peuvent, dans un grand
nombre de cas, servir à caractériser une espèce ; mais il n’en
est pas toujours de même des moules, qui ne traduisent souvent
que le genre, et même d’une manière très-insuffisante, comme
dans beaucoup de mollusques gastéropodes, tandis que dans
les acéphales, les céphalopodes, les radiaires échinides, etc.,
les moules complets sont assez caractérisés.
Moules et empreintes de coquilles perforantes.
Le moulage des coquilles perforantes et de leurs cavités a lieu dans des circonstances particulières, dont les résultats méritent de nous arrêter un instant, et que nous exposerons d’après les observations que M. P. Fischer a bien voulu faire à notre intention.
Beaucoup de coquilles bivalves (Gastrochènes, Pholades, Lithodomes, etc.) creusent, dans diverses roches, dans les masses madréporiques, des trous de formes caractéristiques. Quels que soient la disposition, les accidents et l’ornementation du test des coquilles, les parois du trou ne les reproduisent pas et sont généralement lisses, de sorte que son moulage donne un corps claviforme, dont la partie renflée correspond au côté buccal de la coquille, et la partie atténuée, souvent subbilobée, à l’espace dans lequel se trouvaient les siphons. La faune constante du moule de la cavité prouve ainsi que la coquille pouvait s’y mouvoir avec une certaine liberté.
Les moules des trous sont cependant modifiés à leur surface suivant les caractères de la roche perforée. Si, par exemple, celle-ci est un polypier, on pourra compter sur le moule ses lamelles qui se traduisent par des saillies caractéristiques. Tels sont les moules des trous de Lithodomes des calcaires blancs de la Guadeloupe, ceux du Lithodomus amygdaloides, d’Orb., des couches néocomiennes inférieures de la Haute-Marne, du L. lithophagus, Cuv., du terrain tertiaire moyen de la Cilicie, à la surface desquels ou reconnaît des empreintes d’Heliastræa, etc.
Les moules des Lithodomes sont souvent fort allongés, et quelquefois atténués à l’extrémité antérieure. Lorsque l’animal s’est enfoncé profondément dans la roche, l’extrémité supérieure de l’excavation qui correspond aux siphons produit un moule en forme d’appendice étroit et très-prolongé. Si, après l’opération du moulage, les parois de la roche perforée viennent à disparaitre, il ne reste plus que les moules des trous constituant alors des séries ou des agglomérations de corps en massue sans aucune trace extérieure d’organisation. Les calcaires néocomiens avec Lithodomes d’Amance (Aube), les calcaires avec Pholas Cornueliana, d’Orb., des Crouttes (Aube) en offrent des exemples.
Le plus ordinairement, lorsque l’animal a creusé son trou dans du bois, il ne reste que la partie extérieure de celui-ci, celle qui comprenait les siphons, et les moules isolés des trous apparaissent comme de petites massues. La. Pholas subcylindrica, d’Orb., du gault de Novion (Ardennes) en offre un exemple. Le moulage du trou a produit de petites masses amygdaliformes, pressées les unes contre les autres, lisses, creuses, tapissées de fer sulfure jaune, substance qui a aussi pénétré dans la masse du bois. Lorsqu’on casse avec précaution le moule d’un trou de Lithodome ou de Gastrochène, on reconnaît que ce corps n’est pas simple, comme on l’aurait cru au premier abord. Il se compose, en allant du centre à la périphérie : 1° du moule proprement dit de la coquille perforante (Lithodome, Saxicave, Gastrochène, etc.) ou de sa cavité intérieure ; 2° d’un espace vide représentant le test disparu ; 3° d’une enveloppe calcaire fermée de toutes parts, dont la surface externe reproduit les aspérités de la paroi du trou exécuté par le mollusque, et l’interne, l’empreinte de la surface extérieure de la coquille elle-même. En un mot, les corps amygdaloides ou claviformes. que l’on rencontre souvent dans les roches, ne sont que des moules de coquilles lithophages, enveloppés d’une sorte de géode qui n’est, à son tour, que le moule de l’espace compris entre la coquille et la paroi du trou qu’elle a creusé ; aussi, lorsque le test qui a disparu était assez épais, on voit le moule flotter dans la géode.
Les mollusques tubicoles, tels que les Clavagelles, les Tarets. les Fistulanes, etc., offrent aussi le moule de l’excavation ou du tube occupé par l’animal ; mais dans sa partie renflée ce moule est terminé par le moulage de la cavité ou face interne des valves elles-mêmes.
Il arrive souvent encore que les coquilles de Taret ont disparu ou sont comme prises dans la substance du moule, et l’on n’a plus alors qu’un corps allongé, cylindrique, terminé en massue, représentant exactement le moule de la cavité faite par l’animal. Ainsi, à la surface des bois silicifiés en partie, des environs de Thouars, on remarque un grand nombre de trous peu profonds, occupés par la Pholas thoarcensis, d’Orb., l’état de moules en calcédoine, tandis qu’à l’intérieur de ces mêmes bois se trouvent de longs cylindres calcédonieux, plus ou moins vides au dedans, formés par le moulage en silice des galeries qu’ont creusées les Tarets (Teredo antiquatus, d’Orb.
Les bois fossiles du gault de Machéroménil (Ardennes),
pénétrés par du fer sulfuré, montrent à leur surface de petits
trous, nombreux par places, ressemblant à ceux des Vioa et des Cliona sur les coquilles, mais dont une coupe permet de reconnaître
l’origine. Ce sont des cylindres flexueux, dus au
moulage des trous de jeunes Tarets.
Utilité des résultats de la fossilisation.
Maintenant, toutes les fois que, par un de ces résultats de la
fossilisation, on arrive à constater dans une roche l’ancienne,
existence d’un corps organisé qui ne s’y trouve plus en réalité,
le moule, l’empreinte ou la contre-empreinte auront, aux
yeux de l’observateur, une valeur presque égale à celle du
corps lui-même, et d’autant plus grande que les caractères de
ce dernier seront mieux représentés. On pourra, par suite, en
déduire les mêmes conclusions paléontologiques ; aussi, dans la
géologie pratique, l’étude de ces traces de corps organisés a-t-elle
pris une grande extension, et cela d’autant plus qu’il y a
des formations entières où la plupart des fossiles ne se trouvent
qu’à cet état, et d’autres où, comme le calcaire grossier du
bassin de la Seine, sur certains points, tous sont conservés,
tandis qu’ailleurs le test a complètement disparu, et qu’il faut
pouvoir comparer ceux-ci avec ceux-là.
Pétrifications.
Pendant longtemps on a donné le nom de pétrifications aux
corps organisés enfouis dans les couches de la terre, ainsi
qu’aux résultats des diverses opérations naturelles qui les représentent
et dont nous venons de parler ; aujourd’hui, cette
expression est beaucoup plus restreinte et doit être exclusivement
réservée aux corps, dont la substance première ayant
été, par suite d’un procédé encore peu connu, remplacée
molécule à molécule par une autre substance, présentent,
après cette substitution, tout ou partie des caractères organiques
qu’ils offraient auparavant. Ce phénomène se produit
surtout dans les végétaux ligneux, les bois monocotylédones
ou dicotylédones, et dans la classe des spongiaires ou amorphozoaires,
comme nous le dirons plus loin.
Incrustation.
On a aussi, par un autre abus de mot, donné le nom de pétrifications à des corps organisés ou autres encroûtés ou revêtus d’une ou plusieurs couches de dépôt calcaire, lorsque ces corps sont plongés dans des eaux qui laissent déposer du carbonate de chaux, comme celles de la fontaine de Saint-Alyre, près de Clermont, de Saint-Philippe, en Toscane, de Tivoli, de Carlsbad, etc.
Les substances incrustantes sont particulièrement le carbonate de chaux et la silice ; le premier, soluble dans l’eau par un excès d’acide carbonique, se dépose sur les corps environnants dès qu’en arrivant au contact de l’air l’excès peut se dégager. Cet effet est le même que celui qui produit les stalagmites et les stalactites des grottes, des cavernes et des fentes dans les roches. Les nombreuses valves d’Unio, qu’on retire avec les sables du lit de la Seine, sont encroûtées de carbonate de chaux impur en couches minces nombreuses et sous lesquelles disparaît quelquefois tout à fait la forme de la coquille. Des dissolutions de fer sulfure, de fer hydrate, de cuivre ou de toute autre substance peuvent, on le conçoit, occasionner des encroûtements semblables.
Ainsi, comme nous le disions en commençant, le mot fossile comprendra pour nous non-seulement les corps organisés eux-mêmes, animaux et végétaux rencontres dans les divers terrains, mais encore les moules, les empreintes, les contre-empreintes et les pétrifications proprement dites auxquels ils auront donné lieu.
Substances minérales terreuses.
La conservation.d’un corps organise dépend. de sa composition
chimique, de son plus ou moins de solidité, de la nature
du milieu qui l’entourait lors de son enfouissement et des circonstances
qui ont succédé à celui-ci, c’est-à-dire de causes
très-diverses, dont les unes peuvent être appréciées avec certitude,
les autres seulement soupçonnées ; d’où il résulte que le
degré d’altération ou la quantité de matière animale disparue
des parties solides qui ont persiste n’est nullement en rapport
avec l’âge de la roche qui les renferme. Un os d’Éléphant
quaternaire peut renfermer moins de matière animale qu’un Paléotbérium de Montmartre ou qu’un Ichthyosaure du lias.
Le résultat dépend uniquement des conditions extérieures et
non du temps. Les dépôts les plus récents nous offrent, comme
les plus anciens, des moules, des empreintes et des contre-empreintes
de corps organisés.
Chaux carbonatée.
Lorsque le vide laissé dans un test calcaire par la destruction
parties molles de l’animal a été rempli par l’introduction
d’un sédiment sableux, marneux ou argileux, renfermant lui-même
une plus ou moins grande quantité de chaux carbonatée,
ce test devient plus compacte et plus pesant. Si le remplissage
n’a pas eu lieu, si la matière animale dissoute n’a pas été
remplacée par l’infiltration d’une substance minérale, le corps
est au contraire devenu plus léger, poreux, et le carbonate de
chaux qui le constitue est plutôt terreux que compacte. C’est
ce que l’on observe dans certains sables siliceux, tels que ceux
des environs d’Étampes, où les fossiles, très-fragiles, tombent
en poussière au moindre contact, ceux de la montagne de
Cassel, ceux de la glauconie inférieure des environs de Beauvais,
etc. Dans d’autres cas, au contraire, comme pour les sables
moyens des bords de la Marne et du département de l’Oise, les
fossiles, souvent roulés, ont conservé une grande solidité.
Spathification.
Outre que la chaux carbonatée peut s’infiltrer dans les pores
des corps organisés solides, elle se présente dans les fossiles à l’état de pureté et cristallisée, et nous désignerons sous le
nom de spathification le phénomène général par suite duquel
les parties calcaires qu’a secrétées un animal quelconque sont
passées à l’état cristallin ou de chaux carbonatée spathique.
Cette disposition dans l’arrangement des molécules peut être
naturelle et normale ou bien accidentelle et adventive. Or il
n’est pas indifférent, lorsqu’on trouve un fragment de carbonate
de chaux provenant d’un corps organisé qui serait indéterminable
à cause de son mauvais état, de pouvoir reconnaître
par les caractères mêmes de sa texture à quelle classe de corps
et quelquefois même à quel genre il a pu appartenir.
Spathification naturelle.
La spathification naturelle est celle qui résulte et qui est la conséquence de la nature et de l’organisation même de la matière telle qu’elle a été sécrétée par l’animal, c’est-à-dire que, d’après l’arrangement de ses molécules durant la vie, elle a dû cristalliser après la mort d’une manière fixe et en quelque sorte prédéterminée, à moins de circonstances tout à fait exceptionnelles. Sous ce rapport, nous trouvons dans deux classes d’animaux distinctes deux modes de spathification ; l’un est commun à tous les produits calcaires de la première de ces classes, l’autre ne se présente que dans certains genres de la seconde.
Chez tous les animaux de la classe des radiaires échinides, stellérides et crinoïdes qui présentent des parties calcaires solides, celles-ci, lorsqu’elles sont fossiles, offrent constamment dans leur cassure des divisions géométriques régulières suivant les plans du rhomboèdre primitif de la chaux carbonatée ; à l’état vivant, ces mêmes corps, beaucoup plus légers, offrent au contraire une texture poreuse, excessivement fine, assez semblable à celle de la moelle de sureau très-comprimée.
Dans tous les corps qui ont été rapprochés de l’os de la Sèche et qui sans doute ont appartenu à des mollusques céphalopodes très-voisins, dans les Bélemnites du terrain secondaire, la spathification est toujours fibreuse et rayonée. L’examen comparatif de l’os de la Sèche, et surtout de son rostre, celui des corps fossiles désignés sous les noms de Béloptères et de Belosepia, pris dans un certain état de conservation ou d’altération qui permet d’en apprécier la structure, démontrent leur analogie et fait voir que leur passage à l’état spathique ou cristallin ne pouvait pas se faire autrement ; la disposition organique des fibres conduisait nécessairement à la structure qui caractérise aujourd’hui ces corps.
On sait qu’indépendamment de la structure fibreuse rayonnée
résultant de la spathification d’un test originairement celluleux
et fibreux, certaines coquilles présentent ce caractère du vivant
même de l’animal, et le conservent intégralement à l’état fossile.
Telle est la partie externe des coquilles du genre Pinna connues
vulgairement sous le nom de Jambonneaux, si abondantes dans
la Méditerranée, et que l’on retrouve dans les dépôts tertiaires et secondaires. Tels sont à l’état fossile les Pinnigena de la
formation jurassique et les Inocérames crétacés.
Spathitication accidentelle.
La spathitication accidentelle est due à des circonstances extérieures et indépendantes de la structure originaire du corps. On peut s’en rendre compte en supposant, soit que la matière calcaire aura été favorisée dans le nouvel arrangement de ses molécules par quelque action électro-chimique, soit que, préalablement dissoute, elle aura pu cristalliser ensuite librement sur place en vertu des lois qui lui sont propres. En se moulant alors, comme le ferait une matière fondue, dans tous les vides laissés par la matière primitive, elle reproduit les caractères des surfaces intérieure et extérieure, de manière à en donner une contre-empreinte double exacte et complète ; telles sont les Trigonies du Portland-stone de Tisbury. Dans d’autres cas, il semble qu’une partie de la matière dissoute se soit échappée et qu’il n’en soit plus resté assez pour refermer le test entier, qui n’est alors représenté, à la surface du moule intérieur, que par des cristaux de chaux carbonatée isolés plus ou moins nombreux, comme on l’observe sur certains moules de Trigonies de la craie de Rouen.
Plus un corps, d’après sa nature, manifeste de tendance à passer à l’état spathique, moins on le rencontre fréquemment à l’état de moule, d’empreinte ou de contre-empreinte, ce qui est probablement dû à ce que la spathification, soit naturelle, soit accidentelle, résultant d’une plus grande homogénéité de la substance ou d’une moindre proportion de matière animale, est rendue plus facile et la dissolution plus difficile. Les Huîtres, les Gryphées, les Peignes, les Térébratules, les Bélemnites, tous les radiaires, les polypiers, les Bélemnites, etc., sont plus rarement que les autres fossiles, privés de leur test calcaire, lorsqu’on les recueille sur les lieux ou près des lieux où ils ont vécu.
Suivant M. Dana, le carbonate de chaux des coquilles serait
fréquemment, en partie du moins, à l’état d’aragonite.
Chaux sulfatée.
Le gypse ou sulfate de chaux n’a point, en général, remplacé
ni moulé de corps organisés, mais il a pénétré et imprégné jusqu’à un certain point les ossements de vertébrés enfouis
dans ses couches. Tels sont ceux de la pierre à plâtre des environs
de Paris.
Chaux fluatée.
La fluorite est signalée comme ayant remplacé le test des
coquilles et des tiges de crinoïdes dans le calcaire carbonifère
du Derbyshire. Elle est très-répandue dans les coquilles du
lias des environs d’Avallon.
Chaux magnésienne.
La chaux magnésifère et la dolomie, substituées au carbonate
de chaux ordinaire, est probablement le résultat du métamorphisme
de ce dernier, dû à quelque circonstance locale. Certains
polypiers dévoniens de Gérolstein, dans l’Eifel, et des
Oursins, signalés dans la craie de Tercis, près Dax, seraient
dans ce cas.
Barytine.
Quelquefois, le sulfate de baryte a remplacé le test calcaire
des coquilles et des polypiers. Telles sont les Astrées,
assez fréquentes dans un sable argilo-ferrugineux et feldspathique,
sorte d’arkose reposant sur le granite, non loin d’Alençon,
sur la route de Mortain. La barytine a remplacé le test des
Bélemnites dans le calcaire magnésien de Nontron, suivant
M. Delanoüe. Plusieurs localités d’Angleterre ont offert la
même particularité. Cette substance est fréquente dans les fossiles
du lias qui avoisine l’arkose et les filons de granite du
Morvan.
Célestine.
On cite également des fossiles changés en sulfate de strontiane,
mais plus rarement qu’en sulfate de baryte.
Nacrite.
On a rapporté à cette substance, voisine du talc, celle qui a
remplacé les empreintes végétales du terrain houiller de la
Tarentaise ; nous ne sachions pas qu’aucune analyse en ait été
faite.
Silice.
La silice est la substance fossilisante par excellence ; on la retrouve partout, sous une multitude de formes et dans tous les terrains. À l’état de quartz, d’agate, de cornaline, de calcédoine, de sardoine, de silex pyrômaque et corné, elle a contribué à la conservation des formes des parties solides des corps organisés. Ses dissolutions ont pénétré le test poreux des coquilles, ou bien en a moulé complètement l’intérieur, particulièrement les échinides de la craie. À l’état de sable, de grès, elle a pu seulement se mouler dans l’intérieur des coquilles. Précipitée de ses dissolutions, elle a donné des contre-empreintes, où les caractères extérieurs et intérieurs des surfaces des corps sont fidèlement reproduits, sans pour cela que leur structure organique ait été conservée. La plupart des fossiles du grès vert des Blackdown sont dans ce cas.
Dans la véritable pétrification, au contraire, la silice reproduit tous les détails d’organisation de la structure intime des corps par le remplacement, molécule à molécule, de la substance de ceux-ci, les molécules de silice se trouvant alors placées les unes par rapport aux autres comme celles du corps primitif. Ce phénomène, sur lequel nous reviendrons en parlant de la fossilisation des plantes, où il est beaucoup plus prononcé et plus fréquent, s’est produit chez les animaux les plus inférieurs, les spongiaires et les rhizopodes. Ainsi, les cailloux roulés en silex des diverses vallées de l’Apennin du Bolonais, les silex de la Majella dans les Abruzzes, beaucoup de ceux de l’Égypte, sont remplis de Nummulites et de coquilles microscopiques complètement silicifiées elles-mêmes. Ces corps ont été comme plongés dans un bain de silice gélatineuse, qui les a imprégnés et enveloppés de toutes parts, constituant ainsi des couches plus ou moins épaisses, et l’on peut, avec un fort grossissement, reconnaître les caractères les plus délicats de leur structure, comme si aucun changement ne s’était produit dans leur composition. On a vu (antè, p. 376) que telle était aussi l’origine de certains sables verts de diverses époques et qui se forment encore de nos jours. La silice a pu imprégner des ossements d’animaux sous forme d’agate, de sardoine ou de calcédoine. Introduite dans les cavités des coquilles, qu’elle n’a pas complètement remplies, elle s’est déposée sur les parois en cristallisant et, dans un autre moment, la même cavité a reçu de la chaux carbonatée dont les cristaux se trouvent enchevêtrés avec ceux du quartz hyalin, et le tout tapisse l’intérieur de ces corps d’élégantes géodes.
Ces remplissages et ces diverses modifications du test ou des parties solides d’un corps organisé par suite du remplacement
de la matière animale ou du carbonate de chaux lui-mène par
de la silice en dissolution, à l’état naissant ou gélatineux, se
conçoivent encore assez bien, mais il n’en est pas de même pour
la formation de ce que l’on a appelé des orbicules siliceux.
Orbicules siliceux.
Le premier naturaliste qui semble avoir décrit et figuré ce corps est l’abbé de Sauvages[2], qui les observa sur une Gryphée (G. arcuata) et une Bélemnite du lias des environs d’Alais ; il attribuait les stries concentriques plus ou moins régulières à un ver conchyliophage. En 1774, Walch[3], qui disserta longuement sur ce sujet, les regardait aussi comme l’ouvrage de vers marins. Macquart[4] en signale sur des Gryphées et des Bélemnites des environs de Cracovie. D’Hombres-Firmas[5], en décrivant le gisement des Gryphées à orbicules, insiste sur la nature siliceuse de ceux-ci et sur l’abondance de la silice dans la roche qui les renferme. Pour M. Raspail[6], les orbicules des Bélemnites néocomiennes de la Provence seraient des polypiers particuliers, qu’il nomme Spiroizoites belemnitiphagus, dont les corps sont roulés en spirale et non composés de couches concentriques, puis doués de la faculté de se changer en silice et de la communiquer aux corps qu’ils recouvraient. Suivant L. de Buch[7], ils seraient dus à une prédisposition particulière de la silice à prendre cette forme. Alex. Brongniart[8], qui s’était une première fois occupé de ce sujet, y revint plus tard avec beaucoup plus de détails dans un travail spécial[9], que nous examinerons avant de passer à nos propres observations.
L’auteur, étudiant les faits surtout en minéralogiste, reconnaît d’abord dans la silice une propriété sui generis de former des couches concentriques ; c’est un côté de la question que nous n’avons pas à considérer, et dont plusieurs des exemples cités pourraient être contestés. Quant aux orbicules siliceux, il les décrit dans son texte et les représente sur les planches avec la fidélité la plus scrupuleuse ; mais en ne recherchant pas la marche suivie par le phénomène, il en a nécessairement méconnu le principe et les lois. C’est ainsi qu’il croit que l’épaisseur des orbicules est en rapport avec celle du test des coquilles, tandis qu’elle est uniquement fonction du temps et des circonstances extérieures.
Relativement aux pétrifications siliceuses sans apparence d’orbicules, dont Alex. Brongniart parle incidemment, c’est un moulage donnant une contre-empreinte en silice, et, par conséquent, un simple résultat de remplissage que produirait toute autre substance en dissolution. Le fait est d’ailleurs fréquent dans les dépôts marins comme dans ceux d’eau douce, et l’on ne peut pas admettre, avec l’auteur, qu’il se présente rarement, tandis que celui des orbicules siliceux se présenterait plus souvent. Vouloir ensuite comparer entre eux des faits de substitution dus à des causes dont on n’aperçoit point les rapports et que l’on doit croire complètement étrangères les unes aux autres, ce n’est pas le moyen de les éclaircir. On conçoit seulement, que les tests de coquilles qui, à cause de leur nature, sont le moins sujets à disparaître parla fossilisation, ou résiste le mieux aux agents chimiques, comme ceux dont nous venons de parler, pouvaient être ceux sur lesquels le procédé si lent du développement des orbicules devait se manifester de préférence. Brongniart s’efforce encore de prouver l’identité de cause des orbicules dans les corps organisés avec la forme circulaire qu’affectent les diverses couches de silice constituant les agates, les onyx, etc. ; mais nous avons déjà dit que la ressemblance des résultats est plus apparente que réelle, et c’est ce que l’on comprendra mieux lorsque nous aurons suivi le développement de ces orbicules dans le test d’un mollusque ou d’un radiaire.
L’état particulier qui prédispose la substance à prendre le caractère d’orbicule, c’est l’état gélatineux, auquel seraient aussi dus les agates et les silex, et il est probable, ajoute le savant minéralogiste, que la nature et la structure des corps où la silice s’est introduite influent d’abord sur cette introduction et ensuite sur la forme qu’elle prend. Il croit en outre trouver de l’analogie entre l’opération qui produit les moules siliceux, celle qui occasionne les orbicules et celle qui donne lieu aux véritables pétrifications. Mais, dans ces trois opérations, il n’y a réellement de commun que la substance employée, car dans les pétrifications proprement dites, la plus grande partie des caractères organiques persiste ; dans les orbicules siliceux ceux-ci sont détruits au fur et à mesure que le phénomène se produit ; dans les moulages et les contre-empreintes, les caractères des surfaces du corps sont exactement traduits, mais ses caractères intérieurs ont complètement disparu comme sa substance primitive. La supposition de l’influence de la quantité de matière organique sur la formation des orbicules n’est point justifiée davantage par l’analyse chimique des corps non plus que celle de la structure de ceux-ci, comme on le verra par les exemples ci-après.
Ainsi, les explications d’Alex. Brongniart et de L. de Buch nous paraissent insuffisantes pour rendre compte du phénomène des orbicules siliceux, et, de plus, les rapprochements indiqués parle premier de ces savants, entre ces mêmes orbicules et la silice amorphe moulant ou pétrifiant les corps organisés, ne sont aucunement fondés.
Depuis trente ans, nous ne sachions pas que ce sujet ait été traité avec quelques détails, et il a même été complètement omis dans la plupart des ouvrages de géologie et de paléontologie, ce qui nous a engagé à y revenir encore ici[10].
Cette singulière modification du test calcaire s’observe particulièrement dans les ostracées, les Peignes, les Spondyles, les Caprines et autres rudistes de la craie du sud-ouest de la France, dans les radiaires de cette même craie, dans les Térébratules et les polypiers du groupe jurassique moyen de l’Est, etc. Le test, plus ou moins complètement transformé dans sa nature, se compose alors d’une multitude de petits tubercules de silex calcédoine, entourés de stries déprimées, concentriques, irrégulières, ondulées et plus ou moins espacées, formant des bourrelets. Le sommet ou le centre de ces tubercules offre souvent un point clair opalin.
Lorsqu’on cherche à suivre la marche du procédé que la nature a employé pour l’envahissement et la substitution de la silice au carbonate de chaux, on remarque qu’il commence à se manifester, à l’intérieur même du test, par la présence d’un tout petit point blanc, visible au travers des couches supérieures et dans la cassure transverse. Souvent on voit un certain nombre de points agglomérés dans un petit espace ; d’autres fois on distingue fort bien le commencement d’une hélice. La cassure montre que ces points blancs qui interrompent les lames du test calcaire sont de la silice pulvérulente. Dans le test compliqué des rudistes, le réseau naturel qui le constitue est complètement altéré et a disparu en cet endroit.
Le point siliceux s’agrandit successivement, et les zones de son accroissement sont marquées par les stries dont nous avons parlé. En même temps, le tubercule, qui s’est ainsi constitué, s’épaissit, s’élève et finit par traverser toute l’épaisseur du test et à rejeter complètement les particules calcaires. Arrivé à ce premier degré de développement ; le phénomène n’a point encore déformé sensiblement la surface de la coquille ou du corps organisé, quel qu’il soit, qu’il a envahi ; on y reconnaît les principaux caractères du test primitif. Mais l’accroissement de l’orbicule ne cessant pas, et des couches inférieures nouvelles paraissant continuer à se former, semblent pousser au dehors les supérieures ou les plus anciennes, de manière à oblitérer de plus en plus les caractères de la surface, qui finissent par disparaitre tout à fait. Le tubercule central de l’orbicule grossit à son tour, circonscrit par des bourrelets irréguliers plus ou moins saillants ; les surfaces intérieures et extérieures des corps deviennent alors rugueuses, toutes bosselées et méconnaissables. Lorsque le test est feuilleté comme dans les ostracées, l’action de la silice s’exerce séparément sur chaque feuillet superposé.
Dans certains cas, les points de développement de la silice étant peu nombreux, et par conséquent fort espacés, les orbicules, en s’accroissant et augmentant de diamètre, ne parviennent pas à se rejoindre avant d’avoir traversé toute l’épaisseur du test calcaire, qui n’est pas alors complètement détruit, et le test de la coquille ou de l’oursin se compose à la fois d’éléments siliceux et de carbonate de chaux, comme nous le dirons en traitant particulièrement des échinides.
Le développement des orbicules siliceux ressemble d’abord
à une éruption de boutons qui à son siège au-dessous de la
peau ; mais ensuite, comme dans les tubercules des affections
des poumons, il attaque les tissus, les altère, les désorganise
complètement. On pourrait aussi comparer cette action de la
silice à une sorte de végétation cryptogamique, à ces champignons,
mystérieux parasites, qui attaquent les tissus des
plantes, des fruits, des tubercules, et même des insectes,
comme la muscardine des vers à soie, et qui finissent par
amener la destruction des corps qu’ils ont envahis.
Ce phénomène n’est point particulier à certains tests, puisque,
nous voyons des corps de structure fort différente y être soumis :
feuilletée (ostracées), fibreuse (Bélemnites), spathique (radiaires),
celluleuse (rudistes) ; mais nous ne l’avons point encore
observé dans les coquilles à test nacré, quoique Alex. Brongniart
cite une Ammonite des environs de Mézières. Nous ne l’avons
encore reconnu dans aucun test de mollusques gastéropodes,
de crustacés, ni dans aucun os de vertébrés. Il paraît être local
et dû à des circonstances encore inconnues. Dans les couches
crétacées du sud-ouest, où il est le plus développé, la silice ne
se présente pas visiblement à un autre état, mais elle y est
sans doute disséminée. Dans certaines roches peut-être manque-t-elle
presque tout à fait, ou ne se trouve-t-elle qu’à l’état
de sable comme produit sédimentaire. Dans les argiles à
chailles de l’Oxford-clay, des départements du Doubs et de la
Haute-Marne, la silice ne s’y présente pas non plus sous une
autre forme, au moins d’une manière apparente, mais il est
très-probable qu’elle y existe disséminée.
Substances métalloïdes.
─
Soufre.
Dans certaines circonstances, assez rares d’ailleurs, le soufre
paraît s’être trouve dans un état tel qu’il a pu mouler des coquilles
dans le dépôt où elles étaient renfermées. C’est ce qu’on
observe dans les marnes lacustres alternant avec du gypse sur
le territoire des communes de Villel, de Libros et de Ridova,
près de Terruel, en Aragon[11]. Les Planorbes, les Limnées et
les Cyclades, en prodigieuse quantité, ont été moulés par du
soufre pur, et leur test même est souvent conservé. La présence
du soufre liquide ou en vapeur, loin de toute trace de phénomène
volcanique, de toute action ignée apparente, est encore
une circonstance dont l’explication chimique reste à donner,
même en supposant que cette substance tire son origine de
l’hydrogène sulfuré résultant de la décomposition des matières
animales abondamment répandues dans le dépôt.
Substances métalliques
─
Fer oxydé hydraté, fer oligiste.
Le fer est de tous les métaux celui dont les diverses combinaisons jouent le rôle le plus important dans les phénomènes
de la fossilisation. À l’état d’oxyde hydraté ou d’hématite
brune, il a fréquemment imprégné, moulé ou remplacé des
corps organisés. Telles sont les Paludines et les Unio moulés
par du fer hydraté oolithique des couches tertiaires de Cuisery,
près de Tournus (Saône-et-Loire). À l’état d’hématite rouge
sont les moules d’Ammonites de l’Oxford-clay de la Voulte (Ardèche),
de l’oolithe inférieure de Calmoutiers (Haute-Saône),
du lias supérieur de la Verpillière (Ain), du mont d’Or Lyonnais,
de Sainte-Foix, etc. (Rhône}. À l’état de fer oligiste, il a
remplacé le test des Cardinia et autres coquilles de la lumachelle
inférieure du lias de la Bourgogne (Beauregard). Le
métal y est cristallisé, terreux ou compacte, mais ne s’observe
pas à l’intérieur des valves ainsi transformées dans leur substance
constituante.
Fer sulfuré.
La fréquence du fer sulfuré dans la nature explique sa présence dans beaucoup de fossiles. Dans les couches argileuses de la formation crétacée, telles que le gault et les argiles à Plicatules d’Apt, de la formation jurassique, telles que celles de Kimmeridge, d’Oxford et du lias, certains genres semblent avoir eu la propriété d’attirer particulièrement ou de faire précipiter les dissolutions de sulfure de fer qui a recouvert les coquilles et les crinoïdes ou leurs moules d’une couche plus ou moins mince de pyrite jaune, et cela avec une délicatesse et une perfection de détails qui laissent bien loin derrière elles les résultats les mieux réussis de la galvanoplastie industrielle.
Le fer sulfuré a aussi remplacé le test lui-même ; mais dans les Ammonites qui ont éprouvé surtout ces épigénies, on remarque que la substitution de la matière métallique au test ne permet pas de distinguer, à la surface des tours, les ramifications persillées des sutures des cloisons, car le test de la coquille, quoique très-mince, étant composé de plusieurs couches successives, ce n’est que lorsque la plus interne a disparu ou a été enlevée que les sutures s’aperçoivent ; d’où il résulte que lorsque celles-ci se laissent distinguer, on peut être sur de n’avoir sous les yeux qu’un moule soit simple, soit revêtu d’une pellicule de fer sulfuré, mais on n’a ni le test lui-même ni la substance qui l’a remplacé.
Dans des coquilles aussi minces que le sont celles des céphalopodes, il y a très-peu de différence entre le moule et la contre-empreinte, parce qu’il y en avait aussi très-peu entre les caractères des parois internes et externes ; mais les contre-empreintes ne présentent point les sutures des cloisons qui n’apparaissaient pas à la surface extérieure du test. En résumé, les empreintes et les contre-empreintes ne montrent pas les cloisons ; les moules, au contraire, les montrent toujours.
L’opération du moulage de cavités cloisonnées aussi compliquées que celles d’une Ammonite a dû être très-longue, comme nous le dirons plus loin, tandis que le revêtement du moule par une pellicule de fer sulfuré a pu se faire dans un temps très-court. Souvent la substance minérale ne s’observe nulle part ailleurs dans la roche, du moins en quantité notable, ni dans les fissures accidentelles des moules pierreux ; l’opération ressemble alors à celle d’un ouvrier en plaqué très-habile qui ne mettrait la couverte métallique que là précisément où elle doit être suivant son modèle, sans aucune bavure et sans la plus petite irrégularité dans le travail.
On conçoit que dans les couches qui renferment beaucoup
de sulfure de fer les fossiles ont servi de centre d’attraction, et
qu’il a cristallisé tout autour en plus ou moins grande abondance,
en a rempli en tout ou en partie les cavités, ou bien s’est
déposé à leur surface, comme dans les couches dont nous avons
parlé et dans les argiles tertiaires de Boom, près d’Anvers.
Fer phosphaté.
Le fer phosphaté bleu ou vivianite remplit ou tapisse les cavités et les parois des corps d’origine organique ; dans ce cas, le minéral est cristallisé. Quand il y a eu une épigénie du corps lui-même, on peut supposer que le phosphate de chaux se sera décomposé, au moins en partie, et qu’une portion de l’acide phosphorique se sera uni à l’oxyde de fer apporté sur ce point. Alors la structure du corps organisé a disparu et l’on a un phosphate pulvérulent. On l’observe particulièrement dans des coquilles tertiaires de Crimée dont le test est conservé et dont l’intérieur est rempli de cristaux de vivianite entrecroisés.
Des ossements de vertébrés renferment souvent aussi du fer p phosphaté qui les colore en bleu, ainsi que les dents et d’autres parties solides, ce qui les a fait comparer aux turquoises orientales dites, de vieille roche. Ces fausses turquoises, désignées aussi sous le nom d’odontolithes, montrent encore une partie " de leur structure organique et ont également conservé une portion considérable de leur carbonate de chaux ; ce sont les turquoises occidentales, dites de nouvelle roche. On a utilisé pour la bijouterie commune des dents de mammifères fossiles provenant de Simorre (Gers) et d’autres localités (Bohême, Suisse, Russie, Sibérie, Cornouailles). Leur dureté est moindre que celle des véritables turquoises d’Orient, composées d’acide phosphorique, d’alumine, de chaux et colorées par un oxyde de cuivre. Les fausses turquoises sont attaquables par les acides et donnent en brûlant une odeur animale, ce qui n’a pas lieu pour les vraies, et elles s’électrisent par le frottement. Ces phosphates organiques ont présenté la composition suivante (Bouillon-Lagrange) :
| Phosphate de chaux | 80,00 |
| ── de fer | 2,00 |
| ── de magnésie | 2,00 |
| Carbonate de chaux | 8,00 |
| Alumine | 0,50 |
| Eau | 6,00 |
| ────── | |
| 98,50 |
Ce fut en étudiant ces fausses turquoises sous le rapport
minéralogique que Réaumur reconnut, en 1715, qu’elles étaient
d’origine animale. Elles provenaient de Simorre (Gers) et étaient
fournies par les dents d’un très-grand mammifère fossile qui
fut appelé animal de Simorre, jusqu’à ce que Cuvier eût créé
le genre Mastodonte, auquel ces dents appartiennent.
Fer carbonaté.
Le fer carbonaté compacte constitue, dans les dépôts houillers
de divers pays, des masses ou rognons déprimés, irréguliers,
enveloppant souvent dans leur intérieur des restes organiques (plantes, poissons, etc.) qui semblent avoir servi de
centres d’attraction à la substance minérale, et autour desquels
celle-ci s’est déposée. Il en existe de semblables dans
certaines argiles du lias qui renferment des Ammonites, etc.
(environs de Nancy).
Cuivre.
─
Cuivre sulfuré.
Le cuivre sulfure, ou chalkopyrite (sulfure double de fer et
de cuivre) a minéralisé les poissons des schistes cuivreux du
zechstein de la Thuringe et du Mansfeld, dont nous avons si
souvent parlé dans l’histoire de la paléontologie, parce qu’ils
avaient attiré l’attention des naturalistes depuis le temps
d’Agricola. Les écailles de ces poissons (Palæoniscus) sont en
métal.
Cuivre carbonaté.
Le cuivre carbonate vert (malachite) paraît avoir minéralisé
des végétaux en Sibérie, et il en serait de même du cuivre
carbonate bleu (azurite). Nous verrons, en traitant du système
permien de la Russie, où les sels de cuivre sont si répandus,
quelles sont leurs relations avec les débris de végétaux trouvés
dans les mêmes dépôts, et comment on peut attribuer leur
précipitation à l’action de ceux-ci sur les dissolutions apportées
par les sources. Dans les végétaux permiens de ce pays, les
infiltrations cuivreuses et siliceuses paraissent avoir eu lieu
simultanément. De même aussi que l’on connaît des petrifications
ou silicifications qui se sont produites de mémoire
d’homme, telles que les piliers du pont de Trajan, sur le Danube,
de même on a observé, dans les tourbières du pays de
Galles, de véritables minéralisations cuivreuses contemporaines.
Plomb sulfuré.
La galène ou plomb sulfure s’observe fréquemment à l’intérieur
des fossiles du lias des environs d’Avallon et de Semur
avec la barytine et la fluorite. On cite des Huîtres dont le test
aurait été complètement remplacé par du plomb sulfuré. On
signale aussi des cristaux de cette substance disséminés dans
des végétaux fossiles. La galène se présente encore cristallisée
dans les fossiles des calcaires de transition de la partie supérieure
du bassin du Mississipi, où ce minéral est très-répandu.
Zinc sulfuré, carbonatés.
La blende noire a minéralisé quelques polypiers du terrain rang
de transition de Diepetringen, près de Griesenwieh, de même que la calamine brune bitumineuse de Nirm, près Stolberg.
Mercure sulfuré.
Mamie Le cinabre ou mercure sulfuré, plus ou moins mélangé de matiéres
étrangères, se trouve quelquefois dans les cavités des coquilles,
mais on ne le voit guère remplacer leur test. Ce sont des
raretés qui ne se rencontrent d’ailleurs que dans certains gisements
dont nous parlerons en traitant du terrain de transition
et en particulier du système carbonifère de la Carinthie (Idria)
et de Deux-Ponts, où des empreintes de poissons ont été recouvertes
par cette substance (antè, première partie, p. 367).
Argent.
Dans les mines argentifères et cuprifères de Mina-Grande,
près d’Huantaja, au Pérou, on a trouvé l’argent natif cristallisé
à l’intérieur de coquilles fossiles dans des schistes argileux que
traversent les filons métallifères.
Causes générales.
Quant aux causes de plusieurs de ces substitutions et à la
présence des substances minérales cristallisées dans les
organisés fossiles, les unes peuvent être dues à de simples
précipités chimiques, d’autres à des dissolutions et à des combinaisons
nouvelles qui se seront effectuées ensuite ; certains
résultats peuvent être attribués à des actions électro-chimiques
très-lentes, comparables à ceux qui ont été obtenus artificiellement
par l’emploi des courants voltaïques ; enfin, il a pu y
avoir, dans le voisinage des filons des roches cristallines et
ignées, des émanations et des sublimations de vapeurs métalliques
provenant de l’intérieur de la terre.
Substances d’origines organiques. Bitumes, résines.
Des substances d’origine organique peuvent-aussi remplacer des corps organisés ou contribuer à leur conservation. Ainsi des matières bitumineuses ont remplacé et moulé des fossiles qui quelquefois leur avaient donné naissance par suite de leur décomposition (poissons, moules de coquilles tertiaires de Bastènes (Landes), de Pont-du-Château (Puy-de-Dôme, etc.
Mais une cause dont les résultats ont été plus précieux pour
la paléontologie est la propriété conservatrice des résines et
des gommes qui découlent de certains arbres, et particulièrement
des conifères. Chacun a pu remarquer la prodigieuse
quantité d’insectes qui se trouvent pris et enveloppes dans la
résine qui découle des Pins dans les pays où des incisions sont faites à ces arbres pour en extraire cette substance ; les
récipients placés au pied de chaque arbre sont de véritables
nécropoles entomologiques. Or la nature a employé ce simple
procédé pour conserver et nous transmettre dans les morceaux
d’ambre recueillis particulièrement sur les bords de
la Baltique, et qui proviennent des bois et des lignites lavés
et rejetés par la mer, toute une faune d’insectes des plus
curieuses, et dont nous n’aurions sans doute jamais eu connaissance
sans cette heureuse circonstance. Les insectes ainsi
embaumés et momifiés sont aujourd’hui connus au nombre
de plusieurs centaines d’espèces, et leur conservation est si
parfaite que tous leurs caractères, malgré leur extrême délicatesse,
peuvent être étudiés comme si la main du collecteur
venait de les saisir vivants[12].
Résumé.
La fossilisation, quelles que soient ses causes et ses résultats, est indépendante de l’ancienneté des fossiles ou du terrain qui les renferme. Les moules, les empreintes et contre-empreintes, la silicification et la minéralisation sont de toutes les époques et se produisent encore aujourd’hui quand les conditions sont favorables ; ainsi l’état d’un fossile n’est jamais une preuve absolue de son âge. Quant aux simples opérations du moulage, de l’empreinte et de la contre-empreinte, c’est, dans le plus grand nombre des cas, la matière même de la roche environnante qui en fournit les éléments ; les substances minérales proprement dites dont nous venons de parler n’interviennent que dans les cas particuliers.
Nous nous sommes occupé jusqu’ici des résultats physiques,
mécaniques et chimiques de la fossilisation, puis des substances. fossilisantes minérales, soit à base terreuse, soit à base
métallique, et de quelques substances d’origine organique qui
jouent à peu près le même rôle ; il nous reste actuellement,
pour compléter ces études, à examiner la composition des
parties solides des corps organisés vivants et fossiles dans chaque
classe successivement afin de mieux nous rendre compte
des modifications que les derniers ont éprouvées par suite de
leur séjour plus ou moins long dans les couches de la terre,
car la fossilisation n’est que le résultat d’actions physiques et
chimiques, soit seules, soit réunies, s’exerçant du dehors, sur
ces mêmes corps organisés. Nous suivrons un ordre zoologique
en commençant par les animaux vertébrés ; nous renverrons
souvent le lecteur à ce qui précède, mais quelquefois aussi,
pour plus de clarté, nous serons obligé de répéter certains
détails.
La plupart des analyses suivantes sont extraites de l’excellent
Traité de chimie générale de MM. Pelouze et Fremy[13], qui
ont donné sur ce sujet une multitude de renseignements précieux
dont, jusque-là, les chimistes s’étaient fort peu préoccupés.
Mammifières vivants.
─
Os.
La composition des os et celle de l’émail dans l’Homme et dans le Boeuf ont donné à Berzelius[14] ;
| os de l’homme | émail de l’homme | os du bœuf | émail du bœuf | |
| Cartilage | 32,17 | » | 33,30 | 3,56 |
| Vaisseau sanguins | 1,13 | » | ||
| Fluorure de calcium | 2,00 | 3,20 | 2,50 | 4,00 |
| Phosphate de chaux | 51,04 | 85,30 | 55,85 | 81,00 |
| Carbonate de chaux | 11,30 | 8,00 | 3,85 | 7,10 |
| Phosphate de magnésie | 1,16 | 1,50 | 2,05 | 3,00 |
| Sonde, chlorure de sodium, eau. etc | 1,20 | 2,00 | 2,45 | 1,34 |
| ─────── | ─────── | ─────── | ─────── | |
| 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 |
Les os se composent essentiellement d’une partie solide formée par des sels de chaux, d’un tissu cartilagineux et flexible (osséine) qui renferme les vaisseaux et les nerfs, du périoste, membrane mince qui les recouvre en dehors ; on peut donc considérer ces diverses parties isolément. De plus, les os longs qui sont creux contiennent une matière grasse, la moelle, composée, sur 100 parties, de 96 de graisse, de 1 de membranes et de vaisseaux et de 5 de corps semblables à ceux que l’on extrait de la chair par l’eau froide. Dans les analyses précédentes, les os étaient privés de leur périoste et de leur moelle.
Une autre analyse d’os également dépourvu du périoste, de la moelle et de la graisse, a donné à Marchand :
| Cartilage insoluble dans l’acide chlorhydrique. | 27,23 |
| — soluble | 5,02 |
| Vaisseaux | 1,01 |
| Phosphate basique de chaux | 52,26 |
| Fluorure de calcium | 1,00 |
| Carbonate de chaux | 10,21 |
| Phosphate de magnésie | 1,05 |
| Soude | 0,92 |
| Chlorure de sodium | 0,25 |
| Oxyde de fer, manganèse et perte | 1,05 |
| ────── | |
| 100,00 |
Des os humains extraits d’un cimetière ont donné :
| Gélatine | 16,00 |
| Phosphate de chaux | 67,00 |
| Carbonate de chaux | 1,50 |
| Perte et eau | 15,50 |
| ────── | |
| 100,00 |
Des os secs qui n’avaient point été enterrés ont donné :
| Gélatine | 23,00 |
| Phosphate de chaux | 63,00 |
| Carbonate de chaux | 2,00 |
| Perte et eau | 10,00 |
| ────── | |
| 98,000 |
D’autres os provenant de diverses époques historiques ont présenté :
| squelette celtique. |
squelette romain. |
vertébrés gallo-romain. | |
| Silice | » | 1,90 | » |
| Matière organique | 3,08 | 0,81 | » |
| Sous-phosphate de chaux | 80,00 | 76,38 | 78,29 |
| Carbonate de chaux | 13,02 | 10,13 | 10,49 |
| Phosphate de magnésie | 1,02 | 8,20 | 7,91 |
| — de fer | 1,05 | 2.58 | » |
| Carbonate de cuivre | » | » | 3,31 |
| ────── | ────── | ────── | |
| 100,00 | 100,00 | 100,00 |
En considérant la composition des diverses couches d’un os long, celle de ses extrémités et celle de sa partie moyenne, MM. Pelouze et Fremy font remarquer que la quantité de sels de chaux y est différente. Les parties spongieuses d’un os renferment plus de matière organique que les parties denses et compactes. L’âge ne fait pas varier sensiblement la composition. des os, et le tableau que donnent ces savants (p. 267) le prouve suffisamment ; avec l’âge seulement l’épaisseur de la partie dure et dense tend à diminuer et celle de la partie spongieuse à augmenter.
De 44 analyses d’os de mammifères terrestres de divers ordres, plus 2 d’os de cétacés, 14 d’oiseaux, 5 de reptiles (tortues, crocodiles, serpents) et 16 de poissons, MM. Pelouze et Fremy concluent (p. 268) que « les os qui appartiennent aux animaux qui diffèrent le plus par leur organisation présentent à peu près la même composition chimique. L’os de l’Homme se confond presque entièrement avec les os de Veau, de Lion, de Chevreau, de Lapin, de Rhinocéros, d’Éléphant, de Cachalot, de Morse, d’Autruche, de Tortue, de Morue, de Barbue, etc. Ainsi, la substance osseuse devant présenter les mêmes propriétés physiques, la même solidité, possède une composition chimique qui paraît presque invariable. »
Cependant, chez les herbivores, les os sont plus riches en
sels calcaires que chez les carnivores. Les os des oiseaux, renfermant
aussi plus de sels calcaires que ceux de ces derniers,
se rapprochent en cela des mammifères herbivores, D’un
autre côté, les os de reptiles se confondent avec ceux des mammifères carnivores. Quant aux os de poissons, ils justifient par
leur composition le classement zoologique de ces animaux.
Dans les poissons osseux, ils présentent la composition des os
de mammifères, tandis que ceux des poissons cartilagineux sont
très-riches en matières organiques et ne contiennent qu’une
faible quantité de sels calcaires. Un cartilage de Lamproie n’en
renferme plus ; aussi n’est-ce plus un os.
Dents.
La composition des dents mérite une attention particulière, parce que ce sont les parties solides des vertébrés que l’on rencontre le plus fréquemment à l’état fossile et le mieux conservées, et parce que ce sont aussi celles dont la connaissance conduit le plus facilement et le plus sûrement à la détermination zoologique des animaux dont elles proviennent. Dans l’ostéologie comparée, les dents fournissent des caractères de premier ordre.
On distingue dans les dents l’émail, l’ivoire et le cément.
L’émail est une matière compacte, dure, blanche, tantôt à la surface, tantôt à l’intérieur, formée de fibres prismatiques, très-nombreuses au sommet de la couronne, décroissant ensuite jusqu’à la racine où commence le cément ; la matière organique qu’il renferme diffère de l’osséine et ne se transforme pas en gélatine. L’ivoire forme l’intérieur de la couronne et de la racine ; sa structure est analogue à celle des os ; creux à l’intérieur, il est parcouru par des vaisseaux, et le résidu de son traitement par les acides peut se convertir en gélatine. Le cément recouvre la dent à partir de la couronne et sa composition est la même que celle des os.
Des analyses de dents d’Homme ont donné à Berzelius les résultats suivants :
| Cartilages et vaisseaux | » | 28,0 |
| Phosphate de chaux et fluorure de calcium. | 88,5 | 64,4 |
| Carbonate de chaux | 8,0 | 5,2 |
| Phosphate de magnésie | 1,5 | 1,0 |
| Sonde, chlorure de sodium | » | 1,4 |
| Alcali, eau, matière animale | 2,0 | » |
| ───── | ───── | |
| 100,0 | 100,0 |
| cendres. | phosphate de chaux. |
phosphate de magnésie. |
carbonate de chaux. | |
| Cément | 67,1 | 60,7 | 1,2 | 2,9 |
| Émail | 96,9 | 90,3 | traces | 2,2 |
| Ivoire | 74,8 | 70,3 | 4,3 | 2,2 |
De l’analyse des dents, suivant MM. Pelouze et Fremy
(p. 286), on peut déduire que l’émail s’éloigne entièrement de
la substance des os, ne contenant que 2 à 3 0/0 de matière
organique, 3 à 4 0/0 de carbonate de chaux et une proportion
de phosphate de chaux qui atteint 90 0/0 ; que l’ivoire offre à
peu près la composition des os, bien que la proportion du
phosphate de chaux et celle du phosphate de magnésie y soient
plus forte ; enfin que le cément est identique, quant à sa composition,
avec la substance osseuse.
Bois de ruminants.
Les bois de ruminants, d’après les mêmes savants (p. 287}. ont la plus grande analogie de composition avec les parties spongieuses des os. Les substances organiques et inorganiques y sont les mêmes à peu près et dans les mêmes proportions. Ainsi les bois diffèrent complètement des cornes proprement dites des autres ruminants. On remarque que les substances minérales, toutes proportions gardées, sont plus abondantes dans les vieux bois que dans les jeunes. Ce sont, comme pour les os, le phosphate de chaux, le phosphate de magnésie et le carbonate de chaux. Les analyses suivantes montrent qu’ils s’y trouvent à peu près dans les mêmes proportions que dans les os :
| phosphate de chaux. |
phosphate de magnésie. |
carbonate de chaux. |
cendres. | |
| Bois de Cerf de France de 5 ans. | 58,1 | traces | 58,0 | 61,9 |
| — commun de 7 ans. | 58,8 | ───── | 6,1 | 62,6 |
Matières cornées.
Les matières cornées, malgré leur solidité, ont une composition complètement différente de celle des parties dures des mammifères dont nous venons, de nous occuper et qui explique leur absence à l’état fossile.
| corne de vache. | ongles. | corne de buffle. | corne de bœuf. | sabot de cheval. | sabot de vache. | sabot de renne. | ||
| carbone | 50,80 | 50,94 | 51,089 | 51,400 | 51,6 | 50,4 | 50,4 | 49,3 |
| Hydrogène | 6,77 | 6,63 | 6,824 | 6,779 | 6,8 | 7,0 | 6,8 | 6,2 |
| azote | 16,30 | 16,30 | 16,901 | 17,284 | 17,1 | 16,7 | 16,8 | 17,4 |
| oxygène | 23,48 | 23,48 | 25,186 | 24,397 | 19,5 | 22,5 | 22,6 | 27,1 |
| soufre | 2,65 | 2,65 | 5,0 | 3,4 | 3,4 | |||
| tilanus. | scherrer. | id. | mulder. | id. | ||||
Mammifères et reptiles fossiles.
─
Os.
« Le tissu organique d’un os exposé à l’air disparaît peu à peu, et il ne reste plus, au bout d’un certain temps, que la substance calcaire. Cette décomposition s’opère encore lorsque l’os est enfoui dans la terre, mais si lentement alors qu’on retrouve souvent des matières organiques dans des os depuis longtemps dans le sol » (p. 276). Les analyses suivantes sont dues à MM. Girardin et Pressier :
| plésiosaure de l’argile de dives (oxford-clay). | pœkilopleuron bucklandi (tissus spongieux) grande oolithe de caen. | pœkilopleuron bucklandi (tissus compacts). | ours polaire de la caverne de miallet. | |
| Eau | 2,20 | » | » | 1,30 |
| Matière organique | 4,80 | 1,25 | 1,30 | 7,17 |
| Phosphate de chaux | 54,20 | 74,80 | 71,12 | 75,45 |
| ── de magnésie | 4,61 | » | » | 2,81 |
| ── de fer | 6,40 | 1,21 | 0,12 | » |
| Carbonate de chaux | 10,17 | 20,43 | 25,31 | 12,18 |
| Fluorure de calcium | 2,11 | 1,50 | 0,86 | 1,09 |
| Silice | 9,21 | 0,81 | 1,29 | » |
| Alumine | 6,30 | » | » | » |
| ────── | ────── | ────── | ────── | |
| 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 |
| ichthyosaure de l’argile de dives. | ichthyosaure de la craie chlorité. | ichthyosaure jurassique. | lamentin tertiaire du cotentin. | |
| Eau | (inappréciable) | (inappréciable) | 0,60 | 0,60 |
| Matière organique | 1,34 | 8,19 | 7,07 | » |
| Sous-phosphate de chaux | 46,00 | 76,00 | 70,11 | 76,40 |
| Carbonate de chaux | 31,09 | 10,00 | 17,12 | 0,97 |
| Phosphate de fer et de manganèse | 16,34 | 0,70 | » | 5,71 |
| Fluorure de calcium | 1,02 | 1,02 | 1,65 | 9,12 |
| Silice | 3,21 | 3,01 | 2,00 | 7,80 |
| ────── | ────── | ────── | ────── | |
| 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 |
| os fossile de mammifères de Montmartre analysé par vauquelin | |
| Phosphate de chaux | 65 |
| Carbonate de chaux | 7 |
| Sulfate de chaux | 28 |
| Eau et traces de matière animale | 10 |
On voit nettement ici l’influence du gypse de la gangue qui a remplacé la matière organique presque complètement.
| os fossile de la caverne de Lunel-Vieil, analysé par m. de serres | |
| Eau | 8,8 |
| Matière argileuse et fluorure de calcium | traces |
| Phosphate de chaux | 74,0 |
| Carbonate de chaux | 10,5 |
| Silice et oxyde de fer | 4,1 |
| Perte | 2,6 |
| ────── | |
| 100,0 | |
| os de l’élan gigantesque d’Irlande, analysé par Apjohn Stokes. | |
| Cartilages | 48,87 |
| Phosphate de magnésie et fluorure de calcium | 45,45 |
| Carbonate de chaux | 9,14 |
| Péroxyde de fer | 1,02 |
| Silice | 1,14 |
| ────── | |
| 103.62 | |
Ce résultat est tout exceptionnel. Une plaque de la carapace d’un Tatoue fossile, probablement de Glyptodon, a donné sur 80,7 de cendres : 55 de phosphate de chaux, 0,4 de phosphate de magnésie, 25,8 de carbonate de chaux, 12,4 de matière siliceuse et de fluorure de calcium. Cette composition explique bien pourquoi la carapace fossile de ces animaux est aussi parfaitement conservée que les os.
D’après les analyses qu’ils ont faites d’un grand nombre d’os fossiles de Bœuf, de Rhinocéros, d’Hyène, de Mastodonte, d’ours, d’Anoplotherium et de Tortue, MM. Pelouze et Fremy concluent (p. 279) :
1° L’osséine des os fossiles est plus ou moins détruite et
remplacée par diverses substances minérales ;
2° La proportion de matière organique qui reste varie depuis quelques traces jusqu’à 20 0/0 ; elle présente d’ailleurs tous les caractères de celle des os ordinaires et se transforme eu gélatine sous l’influence de l’eau bouillante ;
3° Les substances minérales qui incrustent les os fossiles sont la silice, le sulfate de chaux, le fluorure de calcium et surtout le carbonate de chaux, dont la proportion peut s’élever à 67 0/0. La silice est à l’état de quartz, c’est-à-dire insoluble dans les acides et les alcalis étendus[15] ;
4° L’incrustation est plus complète dans les os spongieux que dans les os denses ;
5° L’analyse d’un os fossile peut indiquer la nature du terrain dans lequel il a été enfoui. Ainsi il est particulièrement incrusté de carbonate dans une couche calcaire, de silice dans une couche où cette substance domine, de gypse dans les bancs de pierre à plâtre, etc. ;
6° La quantité d’osséine qui persiste n’est point en rapport avec l’ancienneté de l’os ; elle dépend du degré de porosité de la substance osseuse, et l’on peut ajouter des circonstances extérieures qui ont été plus ou moins favorables avant et depuis son enfouissement. Les différentes parties d’un même os fossile ont donné des quantités différentes d’osséine, suivant qu’elles étaient plus ou moins spongieuses ;
7° Dans quelques os, on retrouve à peu prés la même quantité de phosphate de chaux tribasique que dans l’os ordinaire ; dans d’autres, au contraire, la proportion diminue et descend jusqu’à 25 0/0 ;
8° La proportion du phosphate de magnésie ne change pas sensiblement ; elle diminue cependant lorsque le phosphate de chaux est remplacé par du carbonate de chaux ou des substances siliceuses ;
9° Les analyses précédentes d’ossements humains des époques historiques, celtique, romaine et gallo-romaine, prouvent qu’il ne faut pas un grand nombre de siècles pour modifier profondément la composition des os et y introduire de la silice, du fer et du cuivre, et faire disparaître la plus grande partie et même la totalité de la matière animale.
La densité des os augmente avec leur ancienneté. Celle des défenses d’Éléphants fossiles, dit M. Delesse[16], est quelquefois supérieure de moitié à celle des défenses des individus vivants. Les défenses provenant des terres glacées de la Sibérie font exception ; leur densité n’a pas sensiblement changé. Le changement est d’ailleurs plus prononcé pour les défenses que pour les os, leur densité étant originairement moindre. Celle des os fossiles n’a d’autre limite que la densité même des substances minérales dont ils s’imprègnent par leur séjour dans les roches.
Comme les coquilles renferment moins de matière organique que les os, leur densité s’accroît moins parla fossilisation, et elle se rapproche davantage de celle de la chaux carbonatée, 2,80. La densité des os augmente, on le conçoit, à mesure que l’osséine diminue ou que l’azote disparaît, de sorte que la détermination de la densité peut, comme le dosage de l’azote, dont nous parlerons ci-après, donner quelques indications sur leur âge, les quantités de substance d’origine organique suivant en général une progression inverse de celle du temps ; Les substances minérales qui s’introduisent pour augmenter la densité, on bien remplissent les cellules des tissus osseux, ou bien se combinent avec lui.
Les os de Rhinocéros provenant des faluns de la Touraine
ont offert une densité de 2,747 ; ceux de Lamantins, 2,841,
tandis que dans les os de Lamantins vivants elle ne s’est trouvée
que de I,998. Dans ces os, c’est le phosphate de fer
augmente la densité ; dans ceux de l’argile des lignites, ce serait
à la fois le fer carbonaté et le fer sulfuré.
Dents.
Si nous reprenons nos citations d’analyses dans l’ouvrage de MM. Pelouze et Fremy, nous trouverons que celle de dents fossiles d’Ours a présenté les résultats suivants (Lassaigne) :
| Alumine | » | 10,0 |
| Oxyde de fer et de manganèse | » | 3,0 |
| Phosphate de chaux | 70,0 | 37,0 |
| — de magnésie et fluorure de calcium. | » | 15,0 |
| Silice | » | 35,0 |
| Cartilage | 14,0 | » |
| Carbonate de chaux | 16,0 | » |
| ────── | ────── | |
| 100,0 | 100.0 |
Ces dents ont dû se trouver dans des conditions très-différentes pour avoir présenté des résultats aussi discordants.
| défense d’éléphant fossile (girardin et preisser). | |
| Phosphate de chaux | 75,91 |
| — de magnésie | 3,05 |
| Carbonate de chaux | 18,40 |
| Fluorure de calcium | 2,61 |
| ────── | |
| 100,00 | |
| dents fossiles de rhinocéros (brandes). | ||
| Phosphate de chaux | 70,0 | 50,0 |
| Carbonate de chaux | 6,0 | 19,0 |
| Substance terreuse | 20,0 | » |
| Silice | » | 5,0 |
| Alumine | » | 15,0 |
| Matière animale. | 4,0 | 5,0 |
| Eau. | 8,0 | |
Nous ferons ici la même remarque que ci-dessus, en regrettant
qu’il n’ait pas été fait d’analyses séparées de l’émail et du
cément. C’est un desideratum que nous signalons également
pour les dents d’éléphants fossiles.
Résumé.
Il résulte des analyses comparées des os de mammifères vivants et fossiles que le phosphate de chaux forme à lui seul plus de la moitié de la masse, et son inaltérabilité explique parfaitement leur conservation et surtout celle de leurs parties, qui en renferment le plus. Ainsi les os longs en offrent plus que ceux du tronc, et ceux des membres postérieurs plus que ceux des inférieurs ; les extrémités destinées à fonctionner fréquemment dans les actes de la vie en renferment aussi une plus grande proportion que celles qui sont plus passibles.
Ainsi les diverses parties solides d’un squelette rangées dans l’ordre de leur plus grande résistance à l’altération, ou de leur plus facile conservation, ordre qui doit être celui de leur plus grande fréquence à l’état fossile, toutes choses égales d’ailleurs, sont les dents, les os longs, le crâne, la mâchoire, les extrémités postérieures et antérieures, le bassin, les vertèbres et les côtes. Or la proportion du phosphate de chaux dans ces diverses parties est précisément en rapport avec leur degré d’inaltérabilité, les dents étant celles qui en renferment le plus, et les côtes celles qui en présentent le moins. Les dents, indépendamment de leurs fonctions mécaniques si essentielles et d’un usage si constant, exigeant une grande résistance physique, devaient aussi pouvoir résister aux agents chimiques avec lesquels elles sont incessamment en contact ; les côtes, au contraire, par leur rôle passif, et n’étant en contact avec aucun corps extérieur, n’avaient besoin que d’une faible résistance relative. Aussi les résultats que nous présentent ces parties à l’état fossile sont ce que l’on devait attendre de leur composition ; les dents sont, de toutes les parties d’un squelette, celles qu’on retrouve le plus souvent et le mieux conservées, les côtes celles qui sont le plus y rares et dans le plus mauvais état.
Ainsi, par une admirable prévoyance, la nature prend soin d’accumuler la substance la plus solide et la plus résistante, précisément dans les parties de l’organisme qui sont chargées de plus de travail, les moins protégées et les plus exposées aux causes de destruction extérieures.
La proportion du phosphate de chaux s’élève dans la dent de l’homme jusqu’à 88,5 0/0[17], suivant Berzelius, et la quantité relative dans l’émail, l’ivoire et le cément, des dents de ruminants, est à 90,9, 70,3 et 60,7 ; ainsi l’émail est la plus résistante de toutes les parties solides d’un squelette. Et nous avons vu que dans les dents fossiles le phosphate de chaux entrait aussi pour 70 à 76 0/0 de leur composition générale ; telle est la raison de leur constante conservation. Cette fixité communiquée aux parties solides des vertébrés par une plus ou moins grande quantité de phosphate de chaux est la cause pour laquelle on ne les trouve point à l’état de moules et d’empreintes, et les dents moins encore que toutes les autres, non-seulement chez les mammifères, mais aussi chez les reptiles et les poissons. Il aurait fallu, pour faire disparaître les os et les dents, des agents plus énergiques que ceux qu’emploie ordinairement la nature, elle qui agit presque toujours par les pauses lentes. Pour son laboratoire, nos heures sont des années, et nos années des siècles.
Les défenses de pachydermes ont, comme on vient de le
voir, une grande analogie de composition avec les dents, puisque
celle d’un Éléphant fossile renfermait 75 0/0 de phosphate
de, chaux, ce qui explique leur fréquence, malgré les
conditions généralement peu favorables dans lesquelles elles
se sont trouvées. L’analogie des bois de ruminants (Cerfs,
Élans, Rennes, etc.) avec les os explique également leur fréquence,
de même que la composition des cornes de Bœuf, dont
le noyau seul est osseux, des sabots de Cheval, des crins, des
ongles, des cheveux, des poils, des piquants cornés, etc., qui ne
contiennent aucune base minérale en quantité un peu notable
pour leur communiquer une certaine stabilité, rend compte
de leur absence complète dans les circonstances semblables.
La composition chimique d’un corps organisé a donc la plus
grande influence sur son degré de conservation ou d’altération,
soit par elle-même, soit par suite des actions qu’exercent les
substances avec-lesquelles il se trouve en contact.
Oiseaux, reptiles, poissons.
Nous avons déjà dit quelques mots de la composition générale des os dans les trois autres classes de vertébrés. Ceux des oiseaux, à volume égal, paraissent contenir plus de substance terreuse que les autres vertébrés, quoique sous ce volume leur densité soit moindre. Dans les poissons, la proportion des sels terreux est lus faible que chez les mammifères et les oiseaux. Aussi sont-il rares à l’état fossile comparativement à l’abondance des animaux de cette classe qui ont dû peupler les mers anciennes. Les poissons que l’on rencontre, sauf dans certains gisements particuliers où ils ont été heureusement conservés plus ou moins entiers, sont presque toujours déformés, aplatis, écrasés et représentés par leurs écailles, remplacées elles-mêmes, comme on l’a dit, par des matières bitumineuses ou métalliques.
Dans les poissons cartilagineux, les cartilages qui diffèrent
peu de ceux des autres vertébrés, étant composés de 0,16 de
phosphate de chaux, de magnésie et de fer, de 0,12 de sulfate
de chaux avec des traces d’alumine, de soude, de potasse, tout
le reste étant de la matière animale, ne sont, par conséquent,
point conservés à l’état fossile.
Écailles de reptiles.
Les écailles de reptile à l’état frais sont composées d’une substance cornée qui, dans les jeunes Crocodiles, renferme peut-être 1 1 /2 0/0 de matières terreuses, et il n’y en a pas plus de 3 0/0 dans les écailles de la crête dorsale, qui sont celles qui en renferment le plus. Elles sont, par conséquent, rares à l’état fossile, ou ont été prises pour des écailles de poissons.
Suivant MM. Pelouze et Fremy, la composition de l’écaille des reptiles se rapproche de celle de la matière cornée, tandis que celle des écailles de poissons offre une certaine analogie avec la composition des os. L’écaille de tortue a donné au second de ces savants (p. 249) :
| Carbone | 53,6 |
| Hydrogène | 7,2 |
| Azote. | 16,3 |
| Oxygène et soufre | 22,9 |
| ────── | |
| 100,0 |
Les écailles de serpents et de Lézards paraissent offrir une
composition identique avec celle des tortues. Le résidu de cendres
alcalines ne dépasse pas 0,03, suivant Berzelius.
Os de poissons.
| analyses de divers os de poissons (p. 273) | ||||
| crane de morue | os de brochet | épine dorsale de requin | crane de raie | |
| Matière animale | 43,94 | 37,36 | 57,07 | 78,46 |
| Phosphate de chaux | 47,96 | 55,26 | 52,46 | 14,20 |
| Sulfate de chaux | » | » | 1,87 | 0,83 |
| Carbonate de chaux | 5,50 | 6,16 | 2,57 | 2,01 |
| Phosphate de magnésie | 2,00 | » | 1,03 | » |
| Sulfate de soude | » | » | 0,80 | 0,70 |
| Sonde et chlorure de sodium | 0,60 | 1,22 | 3,00 | 2,46 |
| Fer et perte | » | » | 1,20 | » |
| Fluorure de calcium, phosphate de magnésie et perte | » | » | » | 0,74 |
| ───── | ───── | ───── | ───── | |
| 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 | |
| chevreul. | dumfril. | marchand. | id. | |
Écailles de poissons.
Les écailles de poissons renferment une matière animale analogue à celle qui constitue les cartilages de ces animaux. Elles perdent à 100° de 11 à 16 0/O d’eau. On doit à M. Chevreul les résultats suivants :
| lepisostea. | perca ladrax. | ||
| Substance animale azotée | 41,10 | 55,00 | 51,42 |
| Phosphate de chaux | 46,20 | 37.80 | 12,00 |
| Carbonate de chaux | 10,00 | 3,06 | 3,68 |
| Phosphate de magnésie | 2,20 | 0,90 | 0,90 |
| Graisse | 0,40 | 0,40 | 1,00 |
| Carbonate de soude | 0,10 | 0,90 | 1,00 |
| Perte | » | 1.94 | » |
| ───── | ───── | ───── | |
| 100,00 | 100,00 | 100,00 |
Page 250.
| cendres d’écailles de | quantités. | phosphates de chaux. | phosphate de magnésie. | carbonate de chaux. |
| Lepisostea (éc. osseuse) | 59,3 | 51,8 | 4,6 | 4,0 |
| Coffre | 51,0 | 44,6 | » | 5,2 |
| Maigre | 41,9 | 36,4 | 0,7 | 2,0 |
| Brochet | 43,4 | 42,5 | traces | 1,3 |
| Carpe | 34,2 | 35,7 | traces | 1,1 |
Ces analyses expliquent très-bien pourquoi on rencontre
fréquemment les écailles de poissons à l’état fossile, tandis que
celles des reptiles ont presque toujours disparu.
Dents de poissons.
Mais des diverses parties solides des animaux vertébrés, celles qui ont le plus énergiquement résisté aux causes de destruction chimiques et physiques de tous les temps et quelles que soient les roches qui les renferment, celles que par conséquent on ne trouve jamais à l’état de moules ou d’empreintes, et qui ont presque toujours conservé une fraîcheur telle qu’elles semblent s’être détachées à l’instant de l’animal, ce sont les dents de poissons, les plaques palatales ou en pavés, etc., qui garnissent la bouche de ces animaux. On les rencontre souvent à profusion dans des couches où l’on ne trouve point de traces de leurs autres parties, sauf quelquefois des vertèbres en petit nombre. Nous ne possédions cependant jusqu’à présent aucune analyse qui vint nous expliquer cette inaltérabilité presque absolue, laquelle pouvait seulement nous faire soupçonner dans ces organes une proportion énorme de phosphate de chaux au moins égale à celle de l’émail des mammifères.
Notre savant collègue au Muséum, M. Fremy, a bien voulu, à notre prière, combler cette lacune, et nous sommes heureux de compléter les renseignements que nous avions déjà puisés dans son ouvrage en insérant ici les résultats de ses dernières recherches.
Les dents de poissons vivants (Oxyrhina, etc.) que nous devons à l’obligeance de M. A. Duméril étaient en général trop petites pour que l’on pût en analyser séparément et d’une manière quantitative les deux parties constituantes, l’émail et l’ivoire ; mais il résulte des essais qualitatifs que leur émail ne contient qu’une quantité insignifiante de substance organique, et qu’il est presque entièrement formé de phosphate de chaux uni à quelques centièmes de carbonate de chaux.
Cette composition, presque uniquement minérale, constituant ainsi à la surface de l’ivoire une couverte indécomposable et préservatrice, explique très-bien la solidité et la conservation des dents enfouies dans les roches sédimentaires des divers âges.
Quant à l’ivoire de ces mêmes dents, il a paru être identique avec l’ivoire ordinaire des dents des autres vertébrés, et sous tous les rapports il peut être comparé à la substance d’un os. On peut dire qu’en général les dents de poissons, quant à la composition de l’émail et de l’ivoire, ne diffèrent pas sensiblement de celles des autres vertébrés ; mais, toutes proportions gardées, l’émail y est plus abondant relativement à l’ivoire, et c’est sans doute à cette circonstance que leur conservation est encore plus complète et plus constante à l’état fossile que celle des autres animaux.
L’analyse des dents de poissons fossiles tertiaires a présenté les résultats suivants à M. Fremy :
| carcharodon megalodon (faluns de Dax) | carcharodon suclidens (crag de Félixtox) | |||
| émail. | ivoire. | émail. | ivoire. | |
| Phosphate de chaux | 81,41 | 48,19 | 24,28 | 3,39 |
| — de fer | 4,31 | 27,85 | 62,05 | 72,72 |
| — de magnésie | 1,72 | 1,35 | 1,62 | 1,60 |
| Carbonate de chaux | 10,18 | 17,57 | 8,55 | 19,57 |
| Silice | traces | 0,40 | traces | 0,50 |
| Matières minérales diverses. | 2,58 | 4,64 | 3,50 | 2,42 |
| ────── | ────── | ────── | ────── | |
| 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 | |
Il résulte de ces analyses que, par suite de la fossilisation, la quantité de matière organique azotée qui, dans les dents entières de poissons vivants, pouvait être de 30 à 35 0/0, comme on l’a vu pour les os, a complètement disparu. Les dents fossiles examinées ne contiennent plus de traces d’osséine. Par la calcination, elles deviennent légèrement brunes. et dégagent une odeur bitumineuse due à la présence d’une très-faible quantité de matière organique étrangère à la constitution originaire des dents.
Pendant la fossilisation, l’osséine est remplacée par du carbonate de chaux et du péroxyde de fer, qui se trouvent d’abord en dissolution dans l’acide carbonique, et qui se fixent ensuite dans le tissu dentaire. L’oxyde de fer vient même y remplacer une partie de la chaux ; en s’unissant à l’acide phosphorique, il forme un phosphate de fer insoluble.
Les phénomènes chimiques de la fossilisation, ajoute M. Fremy,
doivent varier avec la composition de la roche où la transformation
s’accomplit. Je les à étudiés dans une roche calcaire et ferrugineuse ; ils seraient probablement différents
dans une roche siliceuse ou argileuse. Ils peuvent également
varier avec le degré de porosité de l’os qui se fossilise. Il en
résulte que l’étude chimique des os fossiles n’est pas de nature
à fournir des données certaines et utiles pour la détermination
de leur âge, car le temps n’exerce pas seul son influence
sur les modifications chimiques qu’ils éprouvent à
l’intérieur du sol.
Coprolithes.
Les fèces d’animaux vertébrés que l’on rencontre dans les
couches sédimentaires, et que l’on désigne sous le nom général
de coprolithes, diffèrent, comme on le conçoit, suivant
les animaux dont ils proviennent, et peuvent, dans certaines
circonstances, sinon suppléer à la présence de ceux-ci, au
moins faire soupçonner leur existence. Des coprolithes de
mammifères ont donné, sur 1000 parties :
Mammifères.
| Phosphate se chaux | 625 |
| Carbonate de chaux | 150 |
| Eau | 120 |
| Limon siliceux et oxyde de fer | 55 |
| Fluorure de calcium, matière organique | traces |
| Perte | 50 |
| ───── | |
| 1000 |
Oiseaux.
Des coprolithes d’oiseaux ont donné sur 100 parties :
| Eau, matière organique, urate et sels d’ammoniaque. | 10,30 |
| Chlorure de sodium | 0,51 |
| Sulfate de chaux et de magnésie | 1,75 |
| Phosphate de chaux et de magnésie | 39,60 |
| Carbonate de chaux | 34,77 |
| Silicate | 13,07 |
| ────── | |
| 100,00 |
Reptiles.
Nous ne connaissons qu’imparfaitement la composition des
coprolithes de reptiles dans lesquels la proportion du phosphate
et celle du carbonate de chaux paraît être moindre que
dans les précédents.
Poissons.
Quant à ceux de poissons, ils contiennent jusqu’à 90 0/0 de phosphate et de carbonate de chaux, de phosphate de magnésie, des oxydes de fer et de manganèse, de la silice, des traces de matières animales, etc.
Si, d’une part, l’acide urique caractérise les coprolithes
d’oiseaux, et si les coprolithes diffèrent par leur composition
de toutes les autres substances organiques, on doit supposer
que cette composition n’est représentée que d’une manière
très-imparfaite à l’état fossile, vu la grande quantité de substances
altérables ou déliquescentes qui ont dû disparaître,
tandis que d’autres ont pu y être introduites par des opérations
inverses.
Empreintes physio-
logiques
Nous désignerons sous le nom d’empreintes physiologiques, pour les distinguer des empreintes ordinaires laissées par un corps dans la roche où il a été enfoui, les traces que des animaux vertébrés ou autres ont faites en marchant sur le sable humide des bords de la mer ou d’un lac. Ces empreintes de pas, qui nous donnent la forme du pied des animaux qui les ont tracées, sont particulièrement attribuées à des reptiles, à des oiseaux, quelquefois à des annélides et à certains crustacés. Les plus remarquables jusqu’à présent sont celles que l’on trouve dans des couches arénacées ou des grès de la formation du trias en Allemagne et en Angleterre, et qui ont été rapportées à des reptiles, et celles beaucoup plus nombreuses et plus variées signalées dans le grès rouge de la vallée du Connecticut. On a donné à ces dernières le nom d’Ornithichnites, parce qu’on présume qu’elles sont dues à des oiseaux dont on doit dire que jusqu’à présent aucun fragment n’est venu confirmer l’existence. Ces empreintes, comme on le conçoit d’après leur origine, se trouvent en relief sur la plaque de grès supérieure et en creux sur celle de dessous.
Crustacés
Si nous passons à la grande division des animaux sans vertébrés, nous trouverons dans la classe des crustacés des conditions qui ont été souvent très-favorables pour leur conservation à l’état fossile. Leur enveloppe solide, composée d’une grande quantité de carbonate de chaux, de matière animale et d’une moindre proportion de phosphate calcaire, offre d’ailleurs, suivant les familles et les genres, des quantités très-différentes de ces divers éléments. Certains crustacés ont une enveloppe extérieure à peine cornée ; chez d’autres elle est tellement chargée de calcaire qu’elle possède une extrême solidité.
Lorsque l’enveloppe tégumentaire est demi-cornée, elle se compose presque exclusivement d’albumine et de chitine, substance organique ainsi nommée par Braconnot, et qui se trouve aussi chez les insectes. Insoluble dans l’eau, l’éther et l’alcool, elle est solide, transparente, d’aspect corné, des plus inaltérables, et joue chez les articulés le rôle du phosphate de chaux chez les vertébrés. Elle n’est point azotée, et sa composition correspond à celle de la cellulose. M. Fremy indique la suivante (p. 93) :
| Carbone | 6,7 |
| Hydrogène | 43,4 |
| Oxygène | 49,9 |
| ────── | |
| 100,00 |
Elle se trouve également dans les carapaces les plus résistantes et les plus chargées de matières calcaires. Dans celle du Carcinus mænas, M. Milne Edwards indique 10 0/0 de chitine, 18 d’eau, 63 de sels calcaires et d’un peu de matière animale, et 8 d’alumine. Dans les segments dorsaux et les anneaux de l’abdomen il y avait 20 0/0 de chitine et 54 de substances terreuses.
M. Fremy a donné les résultats suivants des analyses du test de la Langouste et de l’Écrevisse :
| test de langouste. | test d’écrevisse. | |
| Phosphate de chaux | 6,7 | 6,7 |
| Carbonate de chaux | 49,0 | 56,8 |
| Matière organique | 44,3 | 36,5 |
| ────── | ────── | |
| 100,00 | 100,00 |
| test de homard. | test de crabe. | |
| Phosphate de chaux | 3,32 | 6,0 |
| Phosphate de magnésie | 1,26 | 1,0 |
| Carbonate de chaux | 47,26 | 62,8 |
| Matière organique | 44,76 | 28,6 |
| Sels de soude | 1,50 | 1,6 |
La matière verte colorante du test, qui se trouve aussi dans les œufs de Homard, devient d’un beau rouge par la dessiccation, le frottement, dans le vide, l’alcool, l’éther, les acides, etc. ; l’eau est le seul dissolvant qui ne l’altère pas.
On sait que les crustacés de la grande famille des trilobites règnent à peu près exclusivement dans les dépôts de transition ; les crustacés macroures sont les plus fréquents dans les dépôts secondaires, les brachyures, dans le terrain tertiaire, les cirrhipèdes, sauf quelques petits genres (Pollicipes, Scalpellum, etc.), sont plus particulièrement tertiaires, les entomostracés sont de tous les âges.
Les conditions de la fossilisation ou de la conservation des crustacés sont assez différentes, suivant les genres et les diverses parties d’un même individu, et ces différences sont encore, comme dans les divers os du squelette des vertébrés, en rapport avec la proportion de phosphate de chaux, de carbonate de chaux et de chitine que ces parties renferment. Aussi y a-t-il des genres dont on ne retrouve que la carapace dorsale, d’autres les pinces, etc.
Les restes de crustacés macroures sont moins fréquents que
ceux des brachyures ou des Crabes, dont on retrouve souvent
toute la carapace dorsale parfaitement conservée. Cependant
les Calianassa, très-répandues dans la formation crétacée
supérieure et le terrain tertiaire inférieur, n’offrent presque
jamais que les pinces à l’état fossile (C. Faujasii, Archiaci, Hericarti,
etc.) ; d’où nous devons conclure que la carapace de ces
animaux, de même que les anneaux de l’abdomen, ne renfermaient
que peu ou point de phosphate et de carbonate de chaux
ni de chitine. Ce caractère s’observe aujourd’hui dans le crustacé
vulgairement connu sous le nom de Bernard l’ermite.
Quant au test des trilobites, il a subi de telles modifications par suite des circonstances auxquelles il a été soumis pendant un laps de temps énorme, que, réduit aujourd’hui à l’état de calcaire spathique, il ne nous indique rien sur sa composition originaire ni sur sa structure première. Ce test, d’ailleurs fort mince, a le plus ordinairement disparu, et ces singuliers animaux ne nous sont connus que par leurs moules et leurs empreintes représentant seulement la surface supérieure du corps, l’intérieure n’étant presque jamais apercevable.
Dans les divers terrains, on rencontre aussi les autres crustacés à l’état de moules et d’empreintes.
Quant à l’ordre des cirrhipèdés, comprenant les Balanes, les Anatifs, etc., la solidité de leur test celluleux et leur manière de vivre fixés aux roches et sur tout autre corps devaient contribuer à leur conservation dans la plupart des cas. La composition de ce test est d’ailleurs assez analogue à celui des mollusques, dont nous parlerons tout à l’heure. Cependant on doit remarquer que dans les Balanes, les Pollicipes, les Scalpellum, etc., le test étant composé de parties assez compliquées et distinctes, dont la composition chimique n’est pas absolument identique, elles ne résistent pas toutes également à l’altération, et certaines d’entre elles se trouvent alors isolées, comme on le voit dans la craie blanche et la craie supérieure.
Nous ne possédons point de données bien certaines sur la
composition du test des entomostracés (ostracodes). L’aspect
corné des valves de Cypridinées et leur conservation parfaite
dans un grand nombre de cas, ainsi que leur abondance dans
la plupart des terrains, doivent faire présumer qu’elles renferment
beaucoup de sels calcaires et probablement de chitine.
Mais, dans certaines circonstances aussi, on ne les retrouve
qu’à l’état de moules et d’empreintes.
Insectes.
Les téguments externes solides des insectes, souvent cornés comme dans les crustacés, se composent aussi de chitine ou élythrine, désignée plus particulièrement sous le nom d’entomoline, d’une autre substance organique, la coccine, et d’huiles diversement colorées, suivant les espèces. On y trouve également de petites quantités d’alumine, de sous-carbonate de potasse, de phosphate de chaux, etc., composition qui se rapproche de la corne des vertébrés. Aussi ne rencontre-t-on les insectes fossiles que dans des conditions particulières, soit à cause de leur délicatesse et de leur extrême fragilité, soit à cause de, leur altérabilité, toujours en rapport avec le plus ou moins de chitine qu’ils renferment.
Ces conditions sont cependant encore assez fréquentes pour
que, dans certaines localités, les dépôts tertiaires et secondaires
nous permettent de juger des caractères de la faune entomologique
de ces époques (Armissan, Aix, en France ; Œningen, en
Suisse ; Radoboï, en Croatie ; Solenhofen, en Bavière ; ambre
des bords de la Baltique, groupe wealdieu, schistes de Stonesfield
et lias d’Angleterre). Les élytres des coléoptères, les ailes des
névroptères, les pattes, les antennes, ont été conservés de manière
à permettre souvent des déterminations assez précises et
à suivre le développement des divers ordres dans le temps, parallèlement
à celui des végétaux dont dépend leur existence.
Les insectes se montrent en plus grande quantité là où
abondent surtout les plantes terrestres, et, dans la plupart des
cas, on doit supposer que la terre était proche et qu’ils ne
furent pas transportés bien loin des lieux où ils vivaient. Les
dépôts qui les renferment sont d’eau douce ou formés dans des
estuaires non loin des côtes ; aussi la plupart des espèces sont-elles
terrestres, et beaucoup d’entre elles habitaient les bois,
les marais bas ou des lieux humides.
Annélidés.
Parmi les annélides tubicoles, les Serpules ont laissé leurs
tubes calcaires solides, qui se sont conservés dans le plus grand
nombre des cas, n’ayant perdu que la matière animale qui s’y
trouvait comprise, toujours en fort petite quantité, comme dans
le test calcaire des mollusques. Souvent, d’ailleurs, on a pris
pour des tubes provenant d’animaux de cette classe des tuyaux
de Vermet, de Taret, de Septaria, etc. Quelquefois les tubes ont
été silicifiés et même à l’état d’orbicules (Serpula spirulæa,
Lam., de Biarritz.) Les annélides arénicoles ont aussi laissé,
à la surface du sable humide ou de la vase de la plage, des empreintes que les couches suivantes ont conservées et nous
ont transmises dans certaines circonstances favorables, comme
celles de la marche des reptiles, et des oiseaux. Telles sont les
Néréites, les Némertites et les Myrianites du terrain de transition,
le Scoletia prisca de la craie, etc.
Mollusques.
Les coquilles ou parties solides des animaux mollusques sont de tous les débris fossiles les plus variés, les plus constants et les plus utiles pour l’application de la paléozoologie à la géologie. Elles ont ainsi un double intérêt scientifique et pratique qui doit appeler particulièrement notre attention.
Quoique la composition de leur test ne soit pas identique dans
les genres et les familles, le carbonate de chaux y est toujours
la substance dominante, et cette composition peut être représentée
d’une manière générale par 95 à 96 0/0 de chaux carbonatée,
1 à 2 de chaux phosphatée, 1 à 1 1/2 d’eau et 1 0/0 de
matière animale. Les coquilles de céphalopodes renferment plus
de cette dernière substance que celles des autres ordres ; aussi
leur test est-il plus rare à l’état fossile et ne se retrouve-t-il
que dans des conditions particulières.
Céphalopodes.
Les coquilles de céphalopodes peuvent donner lieu à remarques spéciales, suivant les ordres, les familles et les genres dont leurs restes proviennent.
Ainsi, parmi les décapodes, les parties solides intérieures désignées sous le nom de plumes ou d’os dans les Teudopsis, les Geoteuthis, les Leptoteuthis, et analogues à l’os de la Sèche ou à celui du Calmar, se rencontrent à l’état fossile, parce que ces corps sont composés de carbonate de chaux et de chitine, et non d’une véritable corne dont ils n’ont que l’apparence. Ainsi l’os de la Sèche renferme, suivant John[18] :
| Matière animale | 11 |
| Carbonate de chaux et traces de phosphate de chaux | 85 |
| Oxygène | 4 |
| ────── | |
| 100,00 |
La plume de Calmar contient de la chitine.
Des Sèches proprement dites ou trouve à l’état fossile l’extrémité de l’os, qui est beaucoup plus compacte, plus dur et plus solide que le reste, et désigné d’abord sous le nom de Belosepia. Le Beloptera, qui est aussi l’extrémité de l’os d’un céphalopode voisin du précédent, et appartenant de même au terrain tertiaire inférieur, doit sans doute sa conservation à une composition analogue.
Dans les Bélemnites, formées de deux parties distinctes, le cône cloisonnaire intérieur et la gaine extérieure, celle-ci est sans exception cristalline, à fibres rayonnantes. La densité du corps égale celle des Pinna vivantes, et il peut être comparé, ainsi que nous l’avons dit (antè, p. 484), à l’extrémité ou rostre de l’os de la Sèche. Quant au cône alvéolaire, les loges se remplissent de la matière de la roche ou de carbonate de chaux par le siphon, comme dans les Orthocératites, avec lesquels il a été souvent confondu ; mais son test particulier ne présente jamais la structure fibreuse.
Comme tous les tests naturellement spathiques, celui de la gaine des Bélemnites est presque toujours conservé, et ce corps ne donne pas lieu à des moulages ou contre-empreintes. Il est très-rarement recouvert de fer sulfuré (Bélemnites des marnes du lias de Vassy). Plus rarement encore, cette substance revêt le cône alvéolaire. Dans un individu complet, provenant du lias de Marieusagen, le fer sulfuré s’était introduit entre le test du cône et le remplissage des loges par la marne de la roche environnante. La pellicule irisée était d’une minceur extrême et revêtait également les cloisons. La dissolution s’était évidemment introduite parle siphon, et la gaine extérieure ne présentait aucune trace de revêtement métallique.
Dans les céphalopodes à coquilles cloisonnées, à cloisons simples ou ramifiées, droites, plus ou moins courbées, ou tout à fait enroulées, les phénomènes de la fossilisation sont extrêmement variés. Depuis les Orthocératites jusqu’aux Nautiles, depuis les Baculites jusqu’aux Ammonites, en passant dans les deux séries par toutes les formes intermédiaires dont on a fait autant de genres, nous trouvons des moulages complets des cavités intérieures avec le test, les cloisons et le siphon en partie conservé. Nous disons en partie, parce que s’il était resté intact dans toute son étendue, le moulage des loges n’était pas possible dans les espèces où le siphon est continu. Le moulage peut avoir été également complet et la matière du test avoir ensuite été remplacée par du fer sulfuré, comme dans les Ammonites du gault, des argiles d’Apt, d’Oxford, du lias, etc. Dans ce cas, l’ épigénie est nécessairement postérieure à l’opération du moulage.
Mais, le plus ordinairement, le fer sulfuré s’est déposé sur les parois des loges et a doublé en quelque sorte les cloisons d’une mince pellicule de substance minérale ; il en est de même du test extérieur, ce qui fait souvent croire qu’il y a eu substitution ; mais, en réalité, on peut observer ce dernier toujours très-mince, compris entre les deux lames de fer sulfuré. Nous avons dit (antè, p. 494) que, toutes les fois que l’on apercevait sur le pourtour extérieur du corps les sutures des cloisons, c’est qu’on n’avait sous les yeux qu’un moule, et non la représentation du test. Enfin, dans un grand nombre de cas, le fer sulfuré, plus ou moins altéré à la surface, est passé à l’état de fer g oxydé hydraté. Dans d’autres cas, le fer hydroxydé et le fer oligiste ont joué le rôle du fer sulfuré (antè, p. 494).
Le test calcaire nacré d’une coquille de céphalopode cloisonnée peut encore être passé complètement à l’état spathique et cristallin (Nautiles de l’oolithe inférieure, Ammonites du lias, etc.), ou bien avoir été remplacé complètement aussi par de la silice ordinairement calcédonieuse, sans que les cavités des loges aient été tout à fait remplies (Ammonites du grès vert des Blackdowns et du Havre). Les loges peuvent être occupées partiellement par du carbonate de chaux qui a cristallisé sur leurs parois, ou par de la silice qui les a tapissées en tout ou en partie de cristaux de quartz, parfois enchevêtrés avec ceux de carbonate de chaux. Le remplissage de toutes les loges d’une Ammonite ne s’est pas toujours effectué d’un seul coup ni avec la même substance ; cette opération a été quelquefois très-longue, interrompue à diverses reprises, et chaque phase est caractérisée ou marquée par une substance différente, ce qu’il est facile de constater par une coupe faite dans le plan d’enroulement de la coquille, et qui met toute la spire à découvert suivant le siphon. On pourra y voir, à partir du centre, que le remplissage a été effectué tantôt par la matière de la roche environnante, tantôt par du carbonate de chaux pur ou par de la silice ; puis quelques loges sont restées vides en partie, et les suivantes sont occupées par un sédiment argileux ou d’une tout autre nature ; enfin les dernières sont remplies encore parla matière de la couche qui renferme le fossile.
Dans certains cas, comme dans une Ammonites bifrons du lias supérieur, chaque loge prise isolément constitue une géode de carbonate de chaux mamelonné, composée de zones de diverses teintes de brun, et dont le centre est quelquefois occupé par des cristaux de quartz hyalin. Le siphon est dans toute son étendue rempli de calcaire spathique brun. Dans une A. obtusus du lias de Lyme-Regis, le moule complet est en carbonate de chaux pur dans les trois quarts de la spire, et, en se rapprochant de l’ouverture, il se mélange de plus en plus de la pâte de la roche qui constitue seule le remplissage des dernières loges. Souvent, après que les loges des premiers tours ont été remplies par le sédiment de la roche environnante, celles des suivants restent vides, ou simplement tapissées de chaux carbonatée, et les dernières sont de nouveau remplies par la matière de la couche. Enfin toute la spire peut être remplie par cette dernière. Mais que l’opération ait été continue ou intermittente, on conçoit qu’elle a toujours exigé un laps de temps très-considérable.
L’opération du moulage est d’autant plus parfaite, que la matière qui l’effectue est à pâte plus fine. Ainsi les moules d’Ammonites du calcaire compacte ou marbre d’Halstadt, sont, malgré l’extrême complication des sutures, d’une finesse et. d’une délicatesse de détail que le burin le plus exercé ne dépasserait pas.
Si quelquefois les Ammonites, les Hamites et les Nautiles ont conservé leur test nacré, mince, irisé comme dans le gault, il ne reste, dans le plus nombre de cas, qu’un moule ou une contre-empreinte reproduisant les caractères intérieurs de la A coquille ou toutes les sutures des cloisons, et, en même temps, à cause de la minceur constante du test, la plupart des accidents ou ornements extérieurs.
Sur quelques moules ou empreintes d’Ammonites, de Scaphites, de Turrilites ou de Hamites, de la craie de Rouen particulièrement, on remarque une teinte légèrement irisée, comme la nacre, et que l’on pourrait attribuer à une portion du test restée adhérente ; mais ce n’est, en réalité, qu’un phénomène analogue à celui d’une empreinte prise avec une cire très-homogène sur un test nacré et irisé, et qui serait dû à une disposition particulière des aspérités très-délicates de la surface nacrée.
Les mandibules calcaires des Nautiles (N. lineatus de l’oolithe
inférieure du Calvados et de Saint-Maixent) et celles désignées
par les noms de Conchrhynchus du trias, de Rhynchoteuthis
des formations jurassique et crétacée, de Paleotcuthis, ib.,
sont parfaitement conservées, tandis que les mandibules cornées
des autres céphalopodes acétabulifères ont disparu.
Gastéropodes.
Les coquilles de gastéropodes n’éprouvent point d’altération
particulières ; le moulage en est ordinairement très-simple
et le résultat souvent peu caractéristique ; mais dans certains
cas cette opération peut donner lieu à des méprises contre lesquelles
il faut être prémuni. Ainsi, chez les Nérites, les Néritopsis,
les Cônes, etc., qui, de leur vivant, détruisent ou résorbent
tout ou partie de l’intérieur des tours de la spire, le moule
ne présente le plus souvent qu’une masse pleine, continue,
sans divisions apparentes. Ceux de N. Schmideliana en sont
un exemple bien connu.
Acéphales.
L’analyse des écailles d’Huîtres a donné à MM. Bucholz et Brandes[19] :
| Phosphate de chaux | 1,2 |
| Carbonate de chaux | 98,3 |
| Matière organique | 0,5 |
| ────── | |
| 100,00 |
| Matière organique | 2,5 |
| Carbonate de chaux | 66,0 |
| Eau et perte | 31,5 |
| ────── | |
| 100,00 |
La plupart des coquilles qui ont été analysées dans ces derniers temps, ajoutent ces deux chimistes, à l’exception de 1 ou 2 centièmes de phosphate de chaux, sont presque exclusivement composées de carbonate de chaux. Dans certaines d’entre elles, ils signalent une substance particulière qu’ils désignent sous le nom de conchilioline ou conchioline.
De même que les os le test des mollusques se modifie dan les couches de la terre, par la disparition du peu de matière organique qu’il contenait et son remplacement par diverses substances étrangères qui en augmentent le poids et la solidité, Nous reproduirons encore le tableau suivant, donné par MM. Marcel de Serres et Figuier, qui montre la composition comparée de quelques coquilles vivantes et fossiles.
| coquilles | ||||||||
| d’huitre vivante | d’huitre fossile | idem | de pecten glaber vivant | idem fossile | idem fossile | de vénus vivant | idem fossile | |
| Matière animale | 3,9 | 1,0 | 0,8 | 3,0 | 0,9 | 0,7 | 3,0 | 1,0 |
| Carbonate de chaux | 93,9 | 96,8 | 96,5 | 96,0 | 97,3 | 96,7 | 96,6 | 97,9 |
| id de magnésie | 0,3 | 0,1 | 1,4 | traces | 0,8 | 0,4 | traces | traces |
| Oxyde de fer | traces | » | 0,8 | 0,5 | 1,4 | 0,5 | ||
| Sulfate de chaux | 1,4 | 0,7 | 0,5 | 0,7 | 0,5 | 0,8 | 0,3 | 0,6 |
| Phosphate de chaux | 0,5 | 1,4 | » | 0,3 | » | » | 0,1 | » |
| 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | |
Le carbonate de chaux constitue donc presque exclusivement
le test des coquilles, et celui-ci devra résister aux causes extérieures chimiques et physiques qui n’attaquent point cette
substance ; mais, si des eaux plus ou moins acidules viennent
à s’introduire dans les couches, on conçoit que ce test disparaîtra
entraîné par la dissolution ; ne laissant pour témoin
de sa présence qu’un moule de sa cavité intérieure, qui
aura été rempli par la matière de la roche, et autour l’empreinte
de sa surface extérieure que celle-ci aura conservée.
Mais ce que l’on conçoit moins, c’est que, lorsque la roche est
calcaire, elle ne porte aucune trace d’altération analogue.
Comment les contours des moules et des empreintes n’ont-ils
pas été plus ou moins dissous et comment l’action dissolvante
ne s’est•elle exercée précisément que sur le test, comme si la
roche eût été, par exemple, un grès quartzeux ? C’est un
point sur lequel nous appelons l’attention des géologues.
Brachiopodes.
Parmi les mollusques brachiopodes, le genre Lingule offre un intérêt très-particulier, car, se trouvant déjà dans les premières couches de sédiment où des corps organisés aient été signalés, c’est le seul de cette époque primordiale de la vie qui soit encore représenté dans les mers actuelles et qui le soit par des formes même très-difficiles à distinguer de celles de ces temps si reculés. Ici l’analogie de la composition vient encore s’ajouter à celle des caractères zoologiques, puisque les Lingules primordiales offrent les mêmes particularités que celles de nos jours, qui ont présenté à M. F. Cloëz[20] :
| Matière organique azotée et phosphatée | 45,20 |
| Carbonates de chaux | 6,68 |
| Phosphate de chaux | 42,29 |
| ── de magnésie | 3,85 |
| ── de sesquioxyde de fer | 1,98 |
| Silice | traces |
| ────── | |
| 100,00 |
Cette composition remarquable se rapproche à la fois de
celle des écailles de poisson (Lepisosteus) et du test des insectes
que nous avons vu renfermer une proportion plus ou moins considérable de chitine. La grande quantité-de phosphate de.
chaux, en les éloignant des coquilles ordinaires, les rapproche
des os, dont elles ont toute l’inaltérabilité ; de sorte que les
Lingules ne sont pas moins extraordinaires par la composition
de leur test que par leur longévité unique jusqu’à présent dans
l’histoire du règne organique. Ajoutons que, par une autre circonstance
singulière et peu favorable aux hypothèses d’élections
de perfectionnement ou de mutabilité des formes, ces brachiopodes
n’ont jamais été ni très-variés ni très-nombreux en
espèces à travers toutes les périodes qu’ils ont traversées, tandis
que la plupart des autres genres de cette grande famille,
les Térébratules, les Orthis, les Leptæna, les Spirifer, les
Productus, etc., qui ont disparu presque tous après avoir
régné plus ou moins longtemps, nous offrent les types les
plus variés et d’une extrême fécondité.
Coloration.
La matière colorants des coquilles est organique et azotée ; elle est immédiatement détruite par les acides les plus faibles, et elle est identique avec la substance ronge qui colore le corail. Aussi un des premiers effets de la fossilisation est-il la disparition des couleurs dont elles sont ornées. Dans certains cas cependant on aperçoit encore quelques restes de cette coloration, même sur des coquilles fort anciennes, telles que la Natica subcostata des couches dévoniennes de Paffratb, la Natica millepuncta, le Melanopsis Dufourii, le Gerithium pictum et des Cypræa, des dépôts tertiaires moyens et supérieurs. En général, les gastéropodes semblent avoir plutôt conservé leur coloration que les acéphales ; quelques Pecten en des Tellines les présentent encore partiellement.
La vivacité des couleurs des coquilles, en rapport avec la profondeur à laquelle elles vivent, et cela contrairement à ce que nous avons vu soutenu par M. Wallich (antè, p. 274), avait suggéré à Ed. Forbes[21] une idée ingénieuse pour apprécier la faible profondeur présumée des mers anciennes.
Ce regrettable savant avait remarqué que non-seulement les couleurs, mais encore leurs bords, cessaient d’être bien prononcés à de grandes profondeurs et que ces couleurs n’étaient nettement caractérisées que dans les zones littorale et sub-littorale. Dans la Méditerranée, au-dessous de 182 mètres, 1 coquille sur 18 manifeste quelque coloration, encore n’est-il pas bien sûr qu’elle vive aussi bas ; entre 64 et 100 mètres, la proportion des coquilles ornées de couleurs à celles qui sont tout unies est de moins de 1 à 3, et, entre le rivage et 3m,65, celles qui sont ornées de bandes colorées, tachetées, etc., dépassent la moitié du nombre total.
Dans les mers britanniques, au-dessous de 180 mètres, même lorsque ce sont des individus d’espèces vivement rayées et colorées dans les eaux peu profondes, les coquilles sont blanches ou incolores. Entre 110 et 146 mètres les rayures et les bandes colorées se voient rarement, surtout le long des comtés du nord, tandis qu’à partir de 90 mètres jusqu’au bord de la côte, ces caractères sont bien marqués. Le rapport de la vivacité des couleurs avec l’intensité de la lumière qui traverse les différentes couches d’eau est un sujet qui reste à étudier, mais on peut déjà, avec ces données, avoir une indication sur la profondeur des mers anciennes, lorsqu’on examine les restes de coloration des coquilles fossiles dont les genres ont encore des représentants dans les mers actuelles.
Aussi Ed. Forbes pensait-il que les couches dans lesquelles
les coquilles suivantes ont été recueillies devaient avoir été déposées
dans des eaux peu profondes. Des traces de coloration
s’observent sur les Pleurotomaria flammigera et conica, Phill.,
du calcaire carbonifère du Yorkshire, les P. carinata et rotundata,
Sow., le Solarium pentangalatum, de Kon. et la Patella
solaris, du calcaire carbonifère de Belgique. Dans le calcaire
correspondant du Derbyshire, les Pleurotomaria carinata et
conica ont offert la même particularité, puis un Trochus, le
Metoptoma pileus, la Patella retrorsa, la Natica plicistriata
quatre espèces d’Aviculo-pecten, le Spirifer decorus, l’Orthis
resupinata et la Terebratula hastata. Les formes analogues vivent actuellement à une faible profondeur,
et, quant aux brachiopodes, il en est de même pour
ceux qui, aujourd’hui, présentent une ornementation colorée.
Une Térébratule dévonienne du nord de l’Amérique est dans
le même cas, et le Turbo rupestris, du calcaire silurien de la
Modification du test.
Chair de Kildare, montre des bandes colorées spirales. La matière calcaire du test des coquilles devient blanche, poreuse, par la disparition du peu de matière organique qu’elle contenait, et peut alors happer à la langue et dégager une odeur argileuse par le souffle, caractère qui n’est point d’ailleurs exclusif à l’argile, puisque le quartz réduit en poudre le manifeste aussi. La matière de la roche environnante, marneuse, calcaire, argileuse, siliceuse ou ferrugineuse, s’infiltre dans les pores du test, qui de léger qu’il était devient plus pesant. Mais jusque-là la structure originaire du test, soit plus ou moins compacte, soit feuilleté ou fibreux, est reconnaissable, tandis que, dans certains cas (Ammonites, Pleurotomaires, Cypricardes, Astartes, etc., de l’oolitbe inférieure des Moutiers, Calvados, Buccins dévoniens de Paffrath) et surtout dans les Trigonies du Portland-stone de Tisbury (Wiltshire), que nous avons déjà citées, la texture organique du test a complètement disparu ; le carbonate de chaux est parfaitement cristallin et se clive suivant les plans du rhomboèdre. Il faut qu’il y ait eu ici un déplacement et un nouvel arrangement des molécules du carbonate, qu’il est assez difficile de concevoir sans une dissolution, préalable. Cette explication serait justifiée par cette circonstance, que nous avons déjà rappelée (antè, p. 485), que dans certains cas on observe sur le moule de la coquille, formé par la matière de la roche environnante, un plus ou moins grand nombre de cristaux isolés ou agglomérés qui semblent représenter le reste du test dissous, qui aura cristallé ainsi sur place. La non-altération du moule et de l’empreinte est, dans ce cas, soumise à la même objection que ci-dessus.
Cette dissolution, partielle ou totale, et sa cristallisation ultérieure
ne seraient, d’ailleurs qu’un cas particulier de la circonstance
qui donne lieu aux contre-empreintes et dans laquelle la disparition complète du test primitif a permis, dans la cavité
qui en est résultée, le moulage d’une autre substance, ordinairement
la silice.
test composé de deux parties
─
Spondyles.
Un certain nombre de coquilles bivalves sont composées de
deux couches, d’aspect, de texture et sans doute de composition
différents. Ces couches ont leur plus grande épaisseur disposée
en sens inverse du sommet ou des crochets vers le pourtour de
la coquille. Dans les Spondyles, par exemple, le talon, la charnière
et une portion de l’intérieur des valves sont formés ou
revêtus d’une substance blanche, éburnée, beaucoup moins
résistante que le test extérieur feuilleté et qui peut disparaître
complètement dans la fossilisation. Avant que ce fait n’ait été
signalé par M. Deshayes on avait cru devoir créer les genres
Podopsis, Dianchora et Pachytes pour de véritables Spondyles
particulièrement crétacés, chez lesquels ce mode d’altération
s’était produit, et qui ne montraient plus que la partie extérieure
du test sans talon, ni charnière ni impression musculaire.
Dans les Hipponices, le support adhérent à la roche offre un
tissu feuilleté comme celui des Huîtres ; aussi a-t-il résisté aux
causes de dissolution, à l’exception de la place qui correspond
à l’attache du muscle adducteur, laquelle, ayant sans doute la
composition de la coquille elle-même, a disparu comme elle.
Rudistes.
Cette circonstance est plus frappante encore dans la famille des rudistes que chez toutes les autres. Les moules intérieurs paraissaient si différents des coquilles elles-mêmes qu’on a pu en faire des genres distincts sous les noms de Birostrite et d’Ichthyosarcolithe.
En effet, ces coquilles ont deux tests : l’un extérieur, feuilleté, grossièrement rugueux et très-celluleux, composé de lamelles extrêmement délicates, très-rapprochées, divisant la masse en prismes perpendiculaires aux feuillets ; l’autre intérieur, sub-nacré, compacte et plus ou moins épais. Or ici, comme dans les Spondyles dont nous parlions tout-à l’heure, c’est cette dernière substance qui forme la charnière et tout l’appareil cardinal, qui porte les empreintes, musculaires et transmet les caractères que les diverses parties molles de l’animal ont pu imprimer à l’intérieur de la coquille. On conçoit alors que si cet intérieur vient à être moulé immédiatement après la mort et la disparition de celui-ci par la matière de la roche environnante, et que plus tard le test intérieur soit dissous et disparaisse, on n’apercevra plus aucune relation entre le moule et la cavité dans laquelle il se trouve, puisque celle-ci ne sera plus formée que par le test extérieur celluleux.
Comme, en outre, sous beaucoup de rapports, les rudistes s’éloignent des autres bivalves, l’étrangeté des coquilles, d’une part, et, de l’autre, celle des moules intérieurs, qui ne se rapportaient plus aux parties conservées, autorisaient en quelque sorte la distinction que faisaient des zoologistes qui n’avaient pas eu occasion d’observer en place les relations des uns et des autres ni des individus bien conservés.
La difficulté de leur rapprochement était encore augmentée
par une autre circonstance qui compliquait singulièrement la
question. Dans certaines espèces fort allongées, surtout du
genre Hippurite, l’animal, en vieillissant, s’avançait dans sa
coquille laissant derrière lui des espaces vides, séparés les
uns des autres par des cloisons-transverses plus ou moins régulières
et dont le remplissage ultérieur simulait assez bien les
loges et les cloisons-d’une coquille droite, telle que les Orthocératites ;
aussi ce genre fut-il placé alors parmi les céphalopodes,
tandis que cette même disposition, en se reproduisant
chez des rudistes à valves contournées en spirales disjointes à
peu près dans un même plan, avait fait attribuer leurs moules
à des céphalopodes voisins des Ammonites ; c’étaient les Ichthyosarcolithes,
qui ont dû être rapprochées des Caprines.
Observations diverses.
Defrance, qui s’occupait avec un soin scrupuleux des modifications et de l’état des fossiles des divers terrains, remarquait, il y a 40 ans, que dans les formations secondaires et de transition les acéphales, soit pourvus encore de leur test, soit, à l’état de moules ou d’empreintes, se montraient presque toujours avec leurs deux valves réunies, tandis que dans les dépôts tertiaires, si ce n’est dans ceux plus récents des collines sub-apennines, les valves sont presque constamment séparées. Cette remarque nous paraît encore vraie aujourd’hui. Peut-être alors les coquilles étaient-elles plus promptement ensevelies dans la vase, la marne ou le sable, et soustraites à l’influence des agents extérieurs avant l’altération complète du ligament et des muscles qui maintenaient ainsi assez longtemps les valves rapprochées. Les bancs de coquilles qui de nos jours s’accumulent au-dessus du niveau moyen de la mer, et qui sont mélangés de sable et de cailloux, présentent aussi très-souvent les valves des acéphales disjointes et séparées, parce qu’elles sont longtemps exposées aux influences atmosphériques.
Le test des ostracées, des Peignes, des Térébratules et autres brachiopodes est celui qui résiste le mieux aux modifications opérées dans l’intérieur de la terre. On ne le trouve point à l’état cristallisé, malgré sa tendance à devenir quelquefois très-compacte. Si l’on y ajoute celui des rudistes très-poreux, au contraire, et le test extérieur des Spondyles, assez semblable à celui des Huîtres, on aura tous les tests d’acéphales qui se prêtent le mieux au changement beaucoup plus complet du test calcaire en orbicules siliceux, et cependant le test des ostracées, des Peignes et des Spondyles d’une part, celui des brachiopodes de l’autre, et en troisième lieu celui des rudistes, offrent des structures essentiellement différentes et très-caractéristiques.
Les tests de structure fibreuse, comme celui des Pinna, des Pinnigena, des Inocérames, se conservent généralement bien ; mais leur extrême fragilité, résultat de cette structure, fait qu’on n’en a presque jamais des échantillons un peu complets. Il est d’ailleurs privé, dans le plus grand nombre des cas, d’un test ou revêtement intérieur nacré, qui a disparu.
On voit donc combien il est essentiel de bien connaître la structure, la texture et la composition simple ou complexe des diverses coquilles pour se rendre compte des résultats variés de la fossilisation à leur égard.
Nous ne nous étendrons pas davantage sur ce sujet, que nous
reprendrons d’ailleurs plus en détail, en décrivant les mollusques des divers terrains ; il nous a suffi d’indiquer les principales
modifications que présentent leurs parties solides et
leurs caractères généraux.
Bryozoaires.
Les bryozoaires, malgré leur extrême délicatesse, se trouvent
fréquemment dans un état parfait de conservation et dans
tous les terrains, soit isolés, soit appliqués sur d’autres corps.
Leur petitesse les a souvent soustraits à une destruction plus ou
moins complète. Nous ne possédons pas de données particulières
sur leur composition ; mais, dans la plupart des cas,
on doit les supposer formés d’une aussi grande quantité de
carbonate de chaux que les polypiers pierreux avec lesquels
on les avait pendant longtemps confondus. Les parties membraneuses
ou d’aspect corné, non solidifiées par du carbonate
de chaux, dans certains genres, ont pu disparaître parla fossilisation ;
mais la netteté des autres caractères, même dans les
genres du terrain de transition, comme les Fenestrella, permettent
toujours de les distinguer. Si les Graptolithes doivent
rentrer dans cette grande division, la nature de leur
test nous est très-peu connue, quoiqu’on puisse le supposer
plutôt membraneux ou corné que consolidé par de la matière
calcaire.
Radiaires.
Dans la classe des radiaires, les parties solides des échinides, des stellérides et des crinoïdes intéressent particulièrement le paléontologiste et le géologue. Nous avons déjà dit que le caractère commun à tous les restes calcaires de ces trois grands ordres était de présenter dans la cassure le clivage du rhomboèdre de la chaux carbonatée. Ce caractère, signalé il y a plus d’un siècle par Jean Gesner, est sans exception, et, comme il ne s’observe pas dans les parties correspondantes des animaux vivants ou de l’époque actuelle, il faut admettre que. c’est un résultat de fossilisation dû à une structure particulière du test qui prédispose les molécules calcaires à se grouper suivant les lois de la cristallisation propres à cette substance.
Dans les Oursins vivants, le Pentacrinus caput medusæ et les
Astéries, les parties calcaires présentent dans la cassure une
texture très-finement spongieuse, homogène dans toute leur étendue, et que nous avons comparée à celle de la moelle de
sureau extrêmement condensée ; si l’on se rappelle que nous
avons signalé l’analogie probable de la texture des Bélemnites
avec celle de l’os de la Sèche et surtout du rostre qui est spongieux,
mais à fibres entre-croisées, plus ou moins distinctes et
régulières, on pourrait en conclure que cette disposition,
observée dans la nature actuelle, est la plus propre à faciliter
le passage du calcaire à l’état spathique par le fait même de la
fossilisation. En outre, cet état spathique paraît s’opposer à la
dissolution de ces corps par les agents ordinaires, car on
les trouve moins fréquemment à l’état d’empreinte de moules,
etc., que les coquilles des mollusques.
Échinides.
Le test ou la coque des Oursins vivants, ou mieux des Échinides est complètement enveloppé d’une membrane épidermique très-mince, de sorte que ce serait plutôt un squelette intérieur qu’une coquille comme chez les mollusques. Cette membrane étant facilement détruite, comme la plupart des substances animales, il en résulte que tous les petits piquants qui y adhèrent, comme ceux plus forts qui s’articulent sur les gros tubercules et qui sont, en outre, fixés par un muscle quand ceux-ci sont perforés, doivent tomber en même temps. Aussi ne trouve-t-on jamais les pointes ou les baguettes d’échinides fossiles adhérentes au test. Celui-ci en est toujours dépourvu, et c’est tout au plus si, dans quelques cas, on retrouve un certain nombre de baguettes de Cidaris autour ou près du test. Le banc du coral-rag de Calne (Wiltshire), où tous les individus d’Hemicidaris intermedia, Forb., sont encore entourés de leurs baguettes, est un exemple peut-être unique jusqu’à présent. L’appareil ou les pièces cornées de la bouche disparaissent aussi, tandis que les dispositions cloisonnaires, que l’on observe à l’intérieur de certains genres de scutellidées, persistent comme le test lui-même, à cause de leur nature essentiellement calcaire. L’appareil anal, dont les pièces sont également calcaires, résiste à la décomposition.
Dans toutes les couches, on trouve donc les baguettes ou piquants séparés de la coque, ordinairement remplie par la matière de la roche qui en donne ainsi un moule intérieur, tandis que la pâte qui l’enveloppe en reproduit l’empreinte extérieure. Mais il arrive quelquefois qu’il se manifeste une cristallisation beaucoup plus complète que la spathitication générale du test. Chacune de 20 rangées de plaques hexagonales présente un même nombre de cristaux de chaux carbonatée inverse, disposés symétriquement au dehors et au dedans du test. Ces 20 rangées de cristaux sont, comme les plaques, accouplées deux à deux, et chaque couple est alternativement formé de gros et de petits cristaux. Les rangées de gros cristaux correspondent aux plaques des espaces interambulacraires, et celles des petits aux plaques des ambulacres eux-mêmes. Ces cristaux ne sont pas toujours simples ; il y en a de groupés parallèlement à l’axe principal du cristal, de telle sorte qu’à chaque plaque correspond un ou plusieurs cristaux. Quelquefois cet effet ne se produit que sur une portion du test. Nous l’avons signalé sur de petits Diadèmes de l’oolithe inférieure et des Pygaulus du quatrième étage crétacé du sud-ouest[22]. M. Weiss a mentionné aussi des Ananchytes et des Spatangues présentant des cristaux sur chaque plaque au dedans et au dehors, et un remplissage ultérieur par de la silice[23].
Dans la formation crétacée et particulièrement dans la craie blanche, les Micraster, les Ananchytes, les Galérites, etc., ont été fort exactement moulés par la matière siliceuse ou silex pyromaque si répandu dans la masse calcaire. Cette matière s’est introduite le plus ordinairement dans la coque de l’Oursin par ses orifices naturels, sans laisser de trace à l’extérieur sur le pourtour du test, si ce n’est quelquefois un bourrelet près de la bouche ou de l’anus ; aussi ne se rend-on pas bien compte pourquoi la silice, probablement à l’état d’hydrate, ne s’est pas répandue davantage autour du test, si ce n’est parce qu’il était complètement enveloppé par la roche et que sa cavité était le seul vide offert à la silice. S’il en a été ainsi, l’arrivée de cette dernière serait tout à fait postérieure à l’enfouissement de la coque de l’Oursin, et l’on ne comprendrait pas alors pourquoi cette coque n’aurait pas été plus souvent remplie par la matière même de la roche.
La silice, à l’état de calcédoine et d’orbicules, a aussi remplacé plus ou moins complètement le test des échinides par le procédé que nous avons vu appliqué aux coquilles et en vertu des mêmes forces naturelles. Si l’on plonge dans un acide étendu un Cidaris ou un Salenia de la craie de Talmont, par exemple, pour en enlever le calcaire, il restera un squelette siliceux plus ou moins complet, suivant l’état plus ou moins avancé de la substitution et qui mettra dans tout son jour le mode de développement des orbicules aux dépens du test calcaire. On remarquera qu’ici le moule intérieur est formé par la matière-de la roche environnante, qui est un calcaire marneux sans rognons de silex.
Tous les moules siliceux d’échinides que l’on rencontre sans
être accompagnés de leur test ont dû en être privés par suite
de frottements ou d’une destruction mécanique. En place dans
la roche, ils en sont presque toujours pourvus. Dans quelques
cas très-rares cependant, où le test a disparu, on remarque que
la silice s’était infiltrée dans les interstices des plaques ; alors,
après la disparition de celles-ci, le moule se trouve enveloppé
d’une sorte de réseau, de linéaments siliceux, figurant des hexagones
plus ou moins réguliers et inégaux. C’est ce que les anciens
oryctognostes appelaient des Échinites à cellules d’abeilles.
Stellérides.
Les pièces solides ou osselets qui garnissent les rayons et
consolident le corps des Astéries étant reliées entre elles par
une bien plus grande quantité de fibres, de muscles et de membranes
que celles du test des Oursins, on conçoit qu’à l’état
fossile il est très-rare de les trouver réunies. Les osselets isolés
d’Astéries et des genres voisins sont au contraire assez communs
dans les terrains tertiaire et secondaire. Une assise puissante
et fort étendue dans le bassin de la Gironde, par exemple,
a même été désignée sous le nom de calcaire à Astéries.
Crinoïdes.
Quant aux crinoïdes, qui ont joué un si grand rôle pendant les époques de transition et secondaire, qui sont à peine représentés pendant l’époque tertiaire et moins encore dans la nature actuelle, on conçoit que, d’après la solidité et l’ajustement si exact de leurs pièces calcaires, leur conservation devait être assurée dans la plupart des cas. Aussi en retrouve-t-on des portions très-complètes, soit la tête munie de ses digitations et ramifications infinies, soit la tige ou même l’empâtement de la base et des racines sur la roche où elle était fixée. Les articulations détachées des bras et des tiges, Entroques ou Trochites des anciens oryctognostes, sont disséminées avec une extrême profusion dans certaines couches : tel est le calcaire noir carbonifère de Belgique, appelé petit granite, l’oolithe inférieure de la côte d’Or, désignée sous le nom de calcaire à Entroques, etc. Quelques Sphéronites siluriennes des environs de Saint-Pétersbourg offrent un test spathique presque limpide et divisé dans le sens de son épaisseur en prismes à 6 pans, ayant pour base les plaques hexagonales extérieures dont les caractères organiques ont persisté.
Lorsque le test a été dissous, il reste dans la roche des empreintes faciles à reconnaître, surtout celles des faces glénoïdales des articulations présentant alors, comme dans les Pentacrines, une étoile à cinq branches, avec un trou au centre, et dont chaque rayon, strié sur ses bords, à une forme plus ou moins ovalaire, ou bien, comme dans les Apiocrinites, les Rhodocrinites, etc., un disque couvert de stries fines rayonnantes autour d’un point central qui représente l’axe de la tige.
Dans certaines couches argileuses et marneuses, du lias, par exemple, de Lyme-Regis (Dorsetshire) et de Boll (Wurtemberg), les restes de crinoïdes ont exercé une puissante attraction sur le sulfure de fer (pyrite jaune ou cubique), qui s’est déposé, avec une exactitude et une délicatesse extrêmes, sur tous les fragments organiques disséminés dans la roche, sans jamais s’étendre dans celle-ci. Ainsi, des millions d’articulations de Pentacrines, que l’on peut compter sur la grande plaque du lias supérieur de Boll, récemment placée dans les galeries du Muséum, on n’en voit pas une seule, quelque petite qu’elle soit, qui n’ait été recouverte de fer sulfuré, lequel ne la déborde jamais.
Les Apiocrinites du coral-rag de la Rochelle présentent, dans
toutes leurs parties, une teinte violette très-prononcée. La matière
colorante, étudiée par M. Fremy, est de nature organique,
contient de l’azote, et vue sous le microscope, après avoir été
isolée de la masse par les acides, offre une véritable structure
organisée.
Polypiers.
Les polypiers calcaires, soit simples, soit composés, sont les restes de corps organisés, qui devaient, toutes choses égales d’ailleurs, très-bien résister à l’action des causes extérieures. La plupart, étant fixés, se trouvaient soustraits aux chocs ou au transport par les vagues, et ils ont dû, comme ceux de nos jours, constituer des masses solides durant leur vie. Pendant certaines périodes et dans certaines localités, on observe des masses de polypiers assez semblables aux îles et aux récifs de coraux de nos mers. Le coral-rag de l’est de la France et du Jura en offre des exemples ; néanmoins ceux-ci ne sont pas aussi fréquents qu’on aurait pu s’y attendre, à moins de supposer que, dans beaucoup de cas, les caractères des roches aient disparu, comme nous savons que cela a lieu même dans les masses coralligènes de la Polynésie.
Les polypiers ont été d’ailleurs soumis, comme les autres corps, à des causes de dissolution, de moulage partiel ou total de leurs vides, de silicification des parties solides par les mêmes agents et les mêmes procédés que les coquilles et les radiaires : mais nous ne voyons pas qu’ils aient exercé aucune action sur la précipitation du fer sulfuré avec lequel ils ne semblent être nulle part en relation directe.
On savait, depuis les recherches d’Hatchett[24], que les polypiers consistaient principalement en carbonate de chaux imprégné ou plutôt compris dans les mailles d’un réseau organique conservant la forme générale du corps après la dissolution solution du carbonate de chaux dans un acide, et que par une opération inverse la matière organique disparait dans la fossilisation et laisse un squelette calcaire que l’on appelle vulgairement le polypier. D’après les observations plus récentes de M. Silliman, on voit que ces mêmes polypiers vivants renferment 97 à198 0/0 de carbonate de chaux et 2 à 3 0/0 de magnésie, de fer, de silice, d’acide phosphorique et de fluor.
Les axes calcaires de Pennatules renferment, suivant M. Fremy[25] :
| Phosphate de chaux | 23,70 | 16,007 |
| Carbonate de chaux | 44,26 | 53,57 |
| Matière organique soluble dans les acides | 15,64 | 19,33 |
| ── insoluble | 16,40 | 11,10 |
| ────── | ────── | |
| 100,00 | 100,00 |
Quatre espèces de Pennatules ont donné des quantités de cendres variant de 31,2 à 48 0/0. Ces axes calcaires offrent donc une certaine analogie avec la substance osseuse, contenant une partie organique et une partie calcaire composée de phosphate et de carbonate de chaux ; mais cette dernière substance est plus abondante que dans les os, la matière organique n’a point les caractères de l’osséine, et le phosphate de chaux, en moindre proportion que dans les vertébrés, différencie cependant ces corps des polypiers. À l’état fossile, nous ne connaissons point d’axes de Pennatules proprement dits ; mais d’autres assez voisins, que nous avons décrits sous le nom de Virgularia incerta, et dont on a fait ensuite le genre Graphularia, sont assez fréquents dans les couches nummulitiques de Biarritz, du département de l’Ariège, des environs de Castellane, dans le calcaire grossier de Paris et l’argile de Londres. Leur structure fibreuse rayonnée et leur parfaite conservation dans ces diverses localités peuvent faire supposer que leur inaltérabilité tient à une composition qui se rapprocherait de l’analyse précédente.
Les suivantes sont dues à M. Mérat-Guillot, qui a trouvé dans le corail rouge des carbonates de chaux et de magnésie, réunis, disent MM. Pelouze et Fremy, par un centième environ de matière animale et colorés en rouge par une substance peu connue.
| corail rouge | |
| Carbonate calcaire | 55,50 |
| Matière organique | 0,50 |
| Eau et perte | 46,00 |
| ────── | |
| 100,00 | |
| corail blanc (oculine) | |
| Carbonate calcaire | 50,00 |
| Matière organique | 1,50 |
| Eau et perte | 48,50 |
| ────── | |
| 100,00 | |
| coralline articulé | |
| Carbonate calcaire | 49,00 |
| Matière organique | 7,50 |
| Eau et perte | 43,50 |
| ────── | |
| 100,00 | |
Vauquelin avait trouvé que la matière colorante rouge de
certains Madrépores devient violette sous l’influence des alcalis.
Les tiges cornées des Gorgones (G. setosa) ont donné une
grande quantité d’alumine, de l’acide phosphorique, un peu de
carbonate de chaux et 93 0/0 de matière animale ; aussi conçoit-on
que les Gorgones[26], les Isis et autres lithopliytes d’apparence
plus ou moins cornée, n’ont guère de représentants à
l’état fossile, tandis que tous les spongiaires, dans lesquels
existaient des spicules siliceuses, ont pu donner lieu à des
masses formant pour la silice comme des centres d’attraction
et dont les intervalles ont été remplis par la matière de la
roche..
Rhizopodes.
Enfin les rhizopodes calcaires et les polycistinées siliceuses,
constituant des masses considérables par leur prodigieuse fécondité,
ont pu, à raison de leur extrême petitesse, être conservés
dans un grand nombre de circonstances, et par un examen
attentif des roches on peut encore les étudier toutes les fois
que ces dernières n’ont pas été trop altérées ou modifiées elles-mêmes.
Diatomacées.
Les éléments constituants des diatomacées, aujourd’hui rangées
dans le règne végétal, paraissent être principalement le
carbone, la silice, la chaux et le fer, puis des traces d’alumine
et de magnésie. Cette dernière substance et d’autres encore
y sont d’ailleurs à l’état de mélange mécanique. La quantité
du fer est quelquefois très-considérable, comme on l’a vu ;
il n’est d’ailleurs jamais uni à la chaux, mais à la silice, et plutôt
encore mécaniquement que chimiquement. Suivant M. Ehrenberg[27]
cette association serait due à une action organique
qui aurait déposé le métal dans les cellules d’un réseau siliceux.
Les détails dans lesquels nous sommes entré relativement aux.
organismes inférieurs (antè, p. 354) nous dispensent de nous
étendre ici davantage à leur égard.
Déformation des fossiles.
Dans les roches anciennes schisteuses, arénacées, désignées
généralement sous le nom de grauwacke, et dans des schistes
purement argileux, on observe fréquemment que les moules et
les empreintes, surtout des brachiopodes qui y sont le plus répandus,
sont plus ou moins déformés, aplatis, allongés, ou
comme étirés dans un sens ou dans l’autre, repliés, raccourcis
de diverses manières, et rendus ainsi dissymétriques et souvent
indéterminables. Ces effets sont dus à des mouvements ou tassements
opérés dans la roche, aux divers clivages qui s’y sont produits et qui nous sont ainsi exprimés par l’irrégularité de
ces corps.
Ces effets, très-variés, et qui ont été étudiés particulièrement
au point de vue mécanique par M. D. Sharpe[28] dans les
roches du Pays de Galles, doivent être postérieurs à la disparition
du test des coquilles, qui n’aurait pas pu se prêter à ces
déformations sans se briser, et cette disparition elle-même a
dû aussi précéder la consolidation dernière de la roche. En
outre, les clivages ont dû se produire encore avant cette consolidation,
sans quoi les moules et les empreintes, au lieu d’être
déformés et d’offrir l’aspect d’une action mécanique exercée
sur une substance plus ou moins plastique, seraient rompus et
brisés comme l’auraient été les coquilles elles-mêmes, de sorte
que l’endurcissement de la roche est le dernier phénomène survenu
dans l’état de ces anciennes masses sédimentaires, et c’est
ainsi que celui des fossiles peut nous éclairer sur la succession
des phénomènes physiques qui se sont produits dans les
roches.
Fossiles des roches méta-
morphiques.
Les phénomènes chimiques et physiques qui ont concouru au métamorphisme des couches jusqu’a un certain degré n’en ont pas toujours pour cela fait disparaître les traces de corps organisés, et il n’est pas rare d’en rencontrer de très-reconnaissables dans des roches qui ont été modifiées au point que des substances minérales s’y sont développées depuis leur dépôt. M. J. J. Bigsby[29] a réuni sur ce sujet des documents authentiques provenant des systèmes carbonifère, dévonien et silurien des diverses parties du globe, et de 64 exemples cités il conclu que les effets du métamorphisme laissent, dans beaucoup de cas, distinguer les caractères des débris organiques.
On conçoit qu’ici le résultat dépend de l’intensité et de la
cause des phénomènes, et que les roches en question n’ont
perdu aucun de leurs caractères sédimentaires essentiels. Elles ont été endurcies, décolorées, quelques substances minérales
s’y sont développées sous diverses influences (mica, tale, feldspath
albite, macles, analcime, grenat, épidote, fer magnétique,
etc.) ; mais tant qu’il n’y a pas eu dans l’arrangement
des molécules de la masse de changements ou de déplacements
tels, que la structure générale a pu persister, on conçoit qu’il
n’y a pas de raison pour que les traces des fossiles aient complètement
disparu. Mais si le métamorphisme a été jusqu’à produire
des micaschistes ou des gneiss, on ne doit plus alors s’attendre
à en trouver.
Lorsqu’une roche est très-dure, tenace, compacte ou sub-compacte, d’une teinte foncée, et que les divers éléments qui la composent, argileuv, siliceux et calcaires, sont liés et confondus, la cassure n’y révèle pas toujours la présence des fossiles et encore moins leurs caractères ; mais il arrive souvent alors que les surfaces de la roche exposées depuis longtemps à l’action de l’atmosphère accusent la présence des corps organisés. Les éléments hétérogènes de la pierre, plus facilement altérables que. les fossiles, sont détruits, et ces derniers se détachent en relief sur le fond.
Pour reconnaître les fossiles des roches très-compactes d’où
l’on ne peut les extraire mécaniquement, il faut faire subir
à celles-ci un poli aussi parfait que leur texture et leur solidité le
permettent, et, en humectant ces surfaces polies, on parvient à
distinguer tous les caractères organiques qui n’ont pas été détruits
parla fossilisation. C’est ainsi qu’il y a peu de marbres ou
de calcaires compactes, sub-compactes ou cristallins provenant
des divers terrains qui, examinés attentivement, ne montrent
des corps organisés (polypiers, radiaires ou coquilles) dont les
coupes se détachent en clair ou quelquefois en foncé sur le
fond de la roche gris, jaune, rouge, violet, etc., et qui sans ce
poli resteraient inaperçus.
Fossiles dans des rognons marneux.
Dans certaines couches argileuses et marneuses, particulièrement
du lias et du terrain houiller, les corps organisés, animaux
et végétaux, semblent avoir servi de centre d’attraction
pour la formation de nodules arrondis, déprimés, ellipsoïdaux, marneux, ferrugineux ou en fer carbonaté impur, dont la
cassure dans le sens du grand axe met à découvert le fossile
(Ammonite, poisson, etc.) ; tels sont les nodules en fer carbonaté
lithoïde de l’Oxford-clay de la Voulte (Ardèche). Lorsque
l’argile a éprouvé un retrait à l’intérieur, la partie centrale du
nodule et le fossile lui-même ont été fendillés en tous sens,
comme les septaria de l’argile de Londres, les plus grandes
fentes étant au centre des nodules, et les autres devenant d’autant
plus délicates et plus espacées qu’elles sont plus voisines
de la circonférence, sans toutefois l’atteindre jamais. Souvent
ensuite toutes ces fissures de retrait, jusqu’à celles dont la
largeur est moindre que l’épaisseur d’un cheveu, ont été remplies
par de la chaux carbonatée d’un blanc pur, sans qu’on
puisse apercevoir par où elle a pu pénétrer du dehors et ne
laisser aucune trace de son passage (nodules de fer carbonaté,
lithoïde et argileux du terrain houiller de Berschweiler renfermant
des Amblypterus curypterygius). Les nodules des grès dévoniens
de Banff, en Écosse, renferment également des poissons.
Empreintes physiques.
De même que nous avons appelé empreintes physiologiques
les traces de pas d’animaux laissées sur le sable ou la vase humide,
et qui nous ont été transmises à travers les siècles, de
même nous désignerons par l’expression d’empreintes physiques
celles qui sont dues à des effets ou à des causes physiques
ou mécaniques, et dans lesquelles les phénomènes organiques
n’entrent pour rien. Ce sont les gouttes de pluie (rain drops),
les rides laissées sur le littoral par le mouvement des vagues
(ripples marks) et les stylolithes.
Gouttes de pluie.
Lorsqu’une pluie, dont les gouttes sont assez fortes et bien
distinctes, tombe accidentellement sur une surface unie de
sable, de vase sableuse ou même de poussière, elle y forme des
empreintes en creux arrondies qui peuvent être préservées ensuite,
comme les pas d’animaux dont nous avons parlé, si cette
surface vient à être immédiatement recouverte par une couche
de sable humide. Par suite de l’endurcissement ultérieur et
de la dessiccation de ces couches, on conçoit que ces empreintes pourront se conserver indéfiniment. Des traces semblables, dues
à cette cause, ont été d’abord constatées par MM. Ch. Lyell et
Dawson sur des schistes carbonifères du cap Breton (Nouvelle-Écosse).
On en a observé depuis sur des plaques de grès de
divers terrains, qui formaient les plages de sable de ces mers
anciennes. Comme toutes les empreintes analogues, elles se
présentent en creux sur la dalle inférieure et en relief sur celle
qui la recouvre. La forme de ces empreintes, désignées par les
géologues anglais sous le nom de rain drops, permet encore
de déterminer si la pluie qui les a formées est tombée par un
temps calme ou bien était chassée obliquement par le vent
dans telle ou telle direction.
Rides marines. ripples marks
On conçoit également que les rides ondulées, que le mouvement
des vagues détermine sur un fond de sable submergé et à
la surface unie des plages de sables sur lesquelles elles viennent
expirer, peuvent être conservées par la même cause. Aussi en
observe-t-on à la surface des dalles de grès ou des roches arénacées
de divers âges lorsqu’elles se délitent en dalles.
Stylolithes.
Enfin, dans les calcaires compactes ou marneux à pâte fine soit jurassiques, soit crétacés, on a observé depuis longtemps ile petites portions de la roche présentant des stries fines droites, parallèles, très-rapprochées, ordinairement perpendiculaires au plan des couches, et auxquelles on a donné en Allemagne le nom de stylolithes, en leur attribuant une certaine importance, parce qu’on leur croyait une origine organique. Mais ce sont simplement de petites surfaces de frottement occasionnées par des tassements effectués dans diverses parties de la masse. On les rencontre non-seulement dans la roche, mais encore à la surface des moules de fossiles qui ont été soumis à des frottements partiels dus à la même cause.
La conservation des restes de végétaux à l’état fossile est soumise aux mêmes lois générales que celle des restes d’animaux ; mais leur composition différente, et surtout l’absence de matières solides pierreuses constituant ou les éléments d’un squelette intérieur ou ceux d’une enveloppe extérieure simple ou complexe, font que cette conservation n’a pu avoir lieu que dans des circonstances pour ainsi dire exceptionnelles. Elle a aussi produit des résultats fort différents, suivant ces mêmes circonstances ; ainsi, ce n’est pas leur grand nombre ni leur accumulation qui ont été le plus favorables à la conservation de leurs caractères, car alors leur altération a été au contraire plus ou moins complète et a donné lieu à de la houille, du lignite, de la tourbe, etc., substances dont on peut reconnaître l’origine végétale, mais dans lesquelles les distinctions spécifiques et même génériques sont effacées. Ce sont donc encore les troncs isolés ou les empreintes des tiges et des feuilles comprises entre des couches d’argile, de marne, quelquefois de calcaire et de grès, qui peuvent le mieux nous instruire sur les caractères des flores anciennes.
Les empreintes végétales sont d’autant plus parfaites que la matière qui les a reçues était plus homogène, à grain plus fin et plus plastique. Aussi celles qui se trouvent en si grande quantité dans les argiles schisteuses du terrain houiller nous ont-elles transmis les caractères les plus délicats du réseau vasculaire et des nervures avec une perfection et une exactitude que n’atteindraient ni la gravure ni le pinceau le plus habile. Les empreintes laissées dans des marnes, des calcaires et des grès sont beaucoup moins complètes. Dans aucun cas la matière verte ou chlorophylle n’a persisté ; souvent ces empreintes sont colorées en noir par un reste de matière charbonneuse. Dans les calcaires et les grès, elles affectent une teinte brune ou jaunâtre due à une infiltration d’hydrate de fer.
Dans les argiles schisteuses du terrain houiller, l’extrême finesse de la pâte a permis que la partie inférieure, plus spongieuse, des feuilles de fougères, en fût en quelque sorte imprégnée ; elle a ainsi concouru à l’intégrité de la conservation du parenchyme, l’a consolidé, et toute la substance de la lame s’est trouvée comme pétrifiée en conservant ses caractères. Aussi, dans la cassure, les feuillets de ces schistes montrent-ils l’empreinte des feuilles en creux sur l’un des côtés et en relief sur l’autre.
Les empreintes de plantes peuvent être encore représentées par du fer sulfuré ou toute autre substance apportée en dissolution dans les interstices de la roche.
Les feuilles des plantes ligneuses monocotylédones et dicotylédones sont, on le conçoit à cause de leur solidité, celles qui ont laissé le plus fréquemment leurs traces dans les couches de vase endurcie, d’argile, de calcaire marneux ou de sable. Les feuilles de cryptogames vasculaires des temps anciens sont dans le même cas.
Les tiges et les branches de ces mêmes plantes ont été soumises à d’autres procédés de conservation. Lorsque aucune circonstance accidentelle ne survient, l’altération du bois, si elle se produit au contact de l’air, donne lieu à du terreau par suite du dégagement des gaz ; si elle se produit, au contraire, à l’abri de ce contact, la réaction des principes que ces bois renferment peut les faire passer à l’état de jayet ou de matière charbonneuse, sèche, plus ou moins compacte, fragile, dans laquelle le tissu organique tend à disparaître à raison de son degré d’altération.
Quelquefois, et par des moyens qui sont encore peu connus, le bois du tronc a été détruit, a disparu, l’écorce seule a persisté et le cylindre creux qui en est résulté a été rempli par du sable, de la vase et autres sédiments qui s’y sont moulés et consolidés comme dans l’intérieur d’une coquille. Des tiges de monocotylédones ont été partiellement conservées ainsi (Voyez antè, 1re partie, p. 324).
Mais, dans ces différents cas, la structure interne des végétaux a presque entièrement disparu, et, pour nous permettre d’en juger, il a fallu que la nature employât un autre procédé, celui de la pétrification proprement dite, c’est-à-dire du remplacement des molécules organiques des tissus et des vaisseaux par une substance inorganique stable, de telle sorte que les apparences et la disposition de ces mêmes tissus et vaisseaux fussent maintenues et qu’il n’y eût de changé que la matière qui les constituait.
Ce sont le carbonate de chaux et surtout la silice auxquels ces fonctions conservatrices étaient particulièrement réservées ; le fer sulfuré, le fer carbonaté, le cuivre et quelques autres substances métalliques solubles ont concouru à ces effets de minéralisation.
La pétrification, phénomène dont nous nous rendons compte plutôt d’une manière abstraite que pour en avoir observé directement la marche, suppose le corps organisé en contact avec une dissolution de silice, de calcaire, de fer sulfuré, etc. Elle suppose aussi qu’à mesure qu’une molécule organique altérée passe à l’état fluide ou gazeux, elle est remplacée par une molécule de la substance en dissolution et ainsi de suite, de manière que l’arrangement des nouvelles molécules soit exactement calqué sur celui des anciennes. Elles se trouvent alors colorées par quelques restes de celles-ci ou par d’autres substances également en dissolution. Les fruits du Nepadites ellipticus, et d’autres voisins des Cocotiers et des Pandanus, sont ainsi trouvés changés en fer sulfure dans les argiles tertiaires de l’île de Sheppey ; les graines de Chara, des dépôts lacustres des environs de Paris, sont changées en silice ou en calcaire.
Diverses recherches ont été faites sur les procédés de la minéralisation des végétaux. Ainsi M. Gœppert, l’un des botanistes de nos jours qui se sont le plus occupés des plantes fossiles, ayant placé diverses substances animales et végétales dans des eaux contenant en dissolution tantôt de la silice, tantôt du calcaire, tantôt des matières métalliques, a observé qu’au bout de quelques jours ces substances étaient en partie minéralisées. Des plaques minces de sapin, mises dans une dissolution de sulfate de fer, puis exposées à une température élevée pour brûler toute la matière végétale, ont présenté, sous la lentille du microscope, toute l’organisation du tissu ligneux reproduite par le sel de fer.
Mais dans cette expérience il semble que la substance végétale a été imprégnée par la dissolution métallique qui s’est introduite dans les vaisseaux du bois, en a rempli tous les vides, et les parties solides réduites en charbon n’ont pas été remplacées. Ce n’est donc pas le procédé de la pétrification absolue.
D’autres expériences, faites sur des matières animales, ont montré comment des eaux minérales, chargées de sulfate de fer, peuvent se désoxyder lorsqu’elles sont en contact avec ces matières en décomposition et la pyrite remplacer l’oxygène, l’hydrogène et le carbone.
Les eaux de source, et surtout les eaux thermales, contiennent toujours une certaine quantité de carbonate de chaux, de silice, de potasse ou d’autres substances terreuses ou métalliques ; on peut donc présumer que c’est au voisinage d’eaux semblables que les résultats précédents peuvent être attribués, c’est-à-dire la substitution d’une matière tout à fait inorganique à celles qui constituent les corps organisés, toujours plus ou moins susceptibles de décomposition.
La pétrification ou minéralisation d’un corps ne s’opère point d’ailleurs dans toutes ses parties en même temps ni suivant leur degré d’altérabilité. Ainsi, dans des tiges de Palmier on trouve le tissu cellulaire parfaitement conservé, tandis que toute trace des fibres solides du bois a disparu, et les espaces qu’elles occupaient sont restés vides ou bien ont été remplis par de la silice. Dans d’autres cas, le contraire est arrivé ; les faisceaux fibreux sont conservés et le tissu cellulaire a disparu. Enfin, les uns et les autres peuvent avoir été pétrifiés. Dans les bois dicotylédones, les fibres longitudinales peuvent être pétrifiées sans que les rayons médullaires le soient. Les portions silicifiées sont souvent linéaires et dans le sens du bois, ou bien elles se rendent vers la partie médiane.
Suivant M. Ch. Stokes[30], le procédé de la pétrification est successif. Les tiges herbacées peuvent quelquefois offrir les caractères de la silicification des bois. Souvent les vides laissés dans les bois partiellement silicifiés sont tapissés de cristaux de quartz hyalin parfaitement limpide entourés de matière charbonneuse, laquelle n’a dû prendre cet état qu’après l’introduction de la silice, puisque ces cristaux ne renferment point de traces de cette poussière noire qui les entoure.
Des observations intéressantes ont été faites par les auteurs de la Géologie de la Russie d’Europe[31] sur les relations des végétaux silicifiés avec la présence des minerais de cuivre dans les dépôts permiens. On voit quelquefois le minerai répandu dans tous les fibres des bois silicifiés ; ailleurs il se continue à travers les feuilles enfouies dans le sable, le grès ou la marne, et là où il traverse les fibres charbonneuses il est ordinairement à l’état de carbonate bleu. La présence de sels de cuivre dans les végétaux d’un marais tourbeux du pays de Galles peut servir à expliquer la manière dont se sont déposés ceux du système permien de la Russie.
Dans une couche de terre, la plus inférieure du groupe
de Purbeck, et reposant directement sur la pierre de Portland.
dans l’île de ce nom, sont des troncs d’arbres silicifiés à l’intérieur
et dont l’écorce est à l’état de charbon. Ces troncs renversés,
brisés, mais pourvus de leurs racines, sont certainement
à la place où ils ont vécu ; la terre qui les entoure
renferme point de silice, et M. Triger[32] suppose que la pétrification
a dû avoir lieu avant la formation du dépôt qui les
recouvre. Mais cette silicification du bois s’observe surtout en
grand aux environs de Pondichéry[33], dans des grès tertiaires
ferrugineux, sur beaucoup de points des déserts sableux de
l’Égypte et de la Libye et particulièrement sur la route du
Caire à Suez, à 7 milles à l’est de la première de ces villes, à
l’endroit appelé la forêt pétrifié[34]. Les couches secondaires
qui flanquent à l’ouest les Montagnes-Rocheuses du nouveau
Mexique en renferment aussi une prodigieuse quantité.
De ce que certaines plantes et surtout des monocotylédones (graminées, etc.) renferment un peu de silice dans leur constitution normale, on ne peut pas en conclure, comme quelques personnes l’ont suggéré, que la silicification de ces bois a eu lieu pendant que les arbres végétaient. Une solution de silice assez abondante pour produire un pareil effet, soit brusquement, soit graduellement, eût obstrué les vaisseaux, empêché toute circulation des fluides nourriciers et amené promptement la mort. Ce qui est plus probable, c’est que la précipitation de la silice de sa dissolution dans les eaux environnantes a pu être déterminée par les acides végétaux que développait la décomposition de ces derniers dans certaines circonstances données.
Le temps nécessaire à la pétrification ou silicification complète d’un tronc n’est pas connu, mais il semble devoir être très-variable, suivant les diverses circonstances qui accompagnent le phénomène, et, de ce que les piliers en bois d’un pont sur le Danube, dont on attribue la construction à Trajan, ne sont trouvés silicifiés, après 1700 ans, que sur une épaisseur de 6 lignes tout autour, tandis qu’ils n’avaient point été modifiés vers le centre, il ne s’ensuit pas nécessairement que ce laps de temps soit toujours nécessaire pour un tel résultat[35] ; on pourrait même dire, à priori, qu’il n’en doit pas être ainsi, car la plupart des bois seraient détruits avant que l’action minéralisante les eût préservés.
Le carbonate de chaux peut aussi remplacer de la même manière les tissus végétaux. M. Stokes cite un morceau de bois de Hêtre, trouvé dans un aqueduc romain, à Eilsen, dans la principauté de Lippe-Buckeberg, où le carbonate de chaux a été substitué à la matière ligneuse. Une coupe transverse montre ces parties pierreuses irrégulièrement circulaires, d’une ligne et demie de diamètre. Elles se prolongent dans toute la longueur du morceau, soit d’une manière continue, soit sous forme de chapelet. On peut reconnaître les vaisseaux dans la matière calcaire et même plus distinctement que dans les parties non pétrifiées et préservées de l’altération qui a affecté les autres. Elles ne contiennent plus d’ailleurs que 9 0/0 de substance organique, le reste étant du carbonate de chaux. Ces résultats sont également donnés par la substitution de la silice. Dans les houillères de Saint-Berain (Saône-et-Loire), des tiges de Calamites plus ou moins aplaties sont changées en fer carbonaté lithoïde, ou ont été pénétrées de cette substance, car le poli met à découvert les fibres de ces végétaux. Dans les lignites de Sars-Poterie (Nord) des bois sont changés partie en fer sulfuré, partie en silice. Enfin des bois travaillés, trouvés près du temple de Janus, à Autun, et attribués à l’époque romaine, étaient en partie pétrifiés et incrustés de carbonate de chaux.
La pétrification proprement dite semble donc s’exercer en même temps sur un certain nombre de points isolés ; elle s’arrête ensuite, et les parties du végétal qui n’ont pas été soumises à son action jusqu’à un certain point se détruisent. Le phénomène est en quelque sorte sporadique et n’est pas comparable à la silicification par les orbicules siliceux ; il résulte d’un dépôt local de silice apportée à l’état de solution, tandis que dans les orbicules il y a un envahissement graduel de toutes les parties d’un corps organisé ; c’est, comme nous l’avons fait voir (antè p. 486), une sorte de végétation parasite se développant à l’intérieur même du corps qui finit parle déformer et le rendre méconnaissable, en détruisant peu à peu tous ses caractères organiques. Il y a donc, dans ces deux résultats de fossilisation opérée par la silice, les différences les plus complètes, car l’un conserve et l’autre détruit.
Quelquefois les dimensions des parties pétrifiées sont les mêmes dans les deux sens de la coupe. Dans d’autres circonstances, le centre du morceau de bois est complètement pétrifié et les rayons médullaires s’y continuent, sans cependant avoir changé de nature. M. Stokes pense que les vaisseaux ont certainement servi à conduire le suc lapidifique, puisque celui-ci en suit les sinuosités. Pour l’auteur, la pétrification n’est pas le résultat d’une altération des tissus, car ceux-ci se montrent dans un état d’autant plus parfait que la pétrification est plus complète, et cette dernière aurait précédé toute altération de ces mêmes tissus. D’après cette manière de voir, ce ne serait encore que l’imprégnation dont nous parlions tout à l’heure ; toute la matière végétale des tissus et des vaisseaux doit subsister ; les vides seuls occupés par les fluides et les gaz auraient été remplis.
On pourrait donc distinguer, dans la fossilisation par la silice, trois opérations très-différentes : l’imprégnation qui laisse persister la matière organique, la substitution par laquelle celle-ci est remplacée sans que tous les caractères organiques cessent d’être appréciables, l’élimination qui fait disparaître toute trace d’organisation en même temps que la matière organisée elle-même, et jusqu’à la forme du corps, qui devient méconnaissable. Nous ne connaissons encore ce dernier effet que sur certains produits calcaires des animaux invertébrés.
Les traces de Fougères qu’on observe dans les schistes houillers de la Tarentaise et particulièrement de Petit-Cœur sont en une substance blanche, à éclat nacré, rapportée à la nacrite. Nous ne sachions pas qu’aucune analyse ni recherches particulières aient été faites à son égard, et cependant il serait intéressant de connaître les causes de ce singulier métamorphisme, les schistes noirs, endurcis, un peu luisants, qui les renferment, n’ayant guère attiré l’attention que sous le rapport de leur âge si discuté et si peu discutable, à moins de nier le principe même de la science qui nous occupe.
Quoique les recherches de Walch datent de près d’un siècle, nous ne voyons pas qu’aucun auteur ait réuni un aussi grand nombre de faits relatifs à la pétrification ou fossilisation des végétaux. On peut encore aujourd’hui consulter sur ce sujet le commencement du tome Ier et surtout le chapitre premier du tome III de son grand ouvrage dont les planches mêmes sont fort instructives (Voyez antè, Ire partie, p. 112). Quant à ce que l’on appelle des dendrites, auxquelles les anciens oryctognostes attachaient une certaine importance, ce sont des infiltrations de manganèse ou de fer entre les pores, les fentes ou les fissures naturelles de la roche et qui n’ont qu’une fausse apparence de végétation ressemblant plus ou moins à celle des mousses ou d’autres cryptogames, d’où le nom d’Arborisations qu’on leur a donné, parce qu’elles rappellent aussi l’aspect de forêts en miniature. Walch, qui connaissait très-bien leur véritable origine, n’en a pas moins jugé utile de donner un très-grand nombre de dessins qui sont les planches que Knorr avait fait exécuter avec beaucoup de soin, et qui ont été placées au commencement de leur ouvrage. Les Dendrolithes on Lithodendron étaient les désignations particulières des bois pétrifiés, et les Lithoxylon étaient des fragments de bois pétrifiés.
Enfin les Fucoïdes sont des empreintes ou des traces végétales, en rameaux aplatis, souvent dichotomes, ne présentant, le plus ordinairement, aucun caractère suffisamment prononcé pour être reconnues même génétiquement, ce qui n’a pas empêché, pendant 25 ans, bien des géologues de croire qu’ils avaient déterminé l’âge de certaines couches tertiaires, par eux dans la craie, par cela seul qu’ils y avaient observé des Fucoïdes.
Recherche de l’azote.
Dans ce qui précède, nous avons considéré les résultats de
la fossilisation par rapport à la composition générale des corps
organisés ; mais il était, on le conçoit, possible de n’envisager
dans ces corps qu’un de leurs éléments constituants et de suivre
ses modifications, et surtout la marche de son élimination dans
les diverses circonstances de temps et de lieu auxquels ils ont
été exposés. C’est en effet ce que M. Delesse[36] a exécuté pouf
l’azote, avec beaucoup de soin et de talent d’analyse, et nous
reproduirons ici quelques-uns de ses résultats les plus essentiels qui se rapportent directement au sujet que nous venons de
traiter dans ce chapitre.
Animaux.
L’osséine, qui donne de la gélatine par sa dissolution dans l’eau chaude, renferme 18 0/0 d’azote ou 54 millièmes, et elle entre elle-même pour 30 0/0 dans la composition normale des os en général. Dans ceux des oiseaux, elle peut descendre à 25 0/0, tandis qu’elle augmente beaucoup dans les os de poissons. Intimement unie au phosphate de chaux, elle est insoluble dans l’eau à froid et résiste longtemps aux agents de la fossilisation.
M. Delesse, ne considérant que l’azote dans toutes ses analyses, exprime sa quantité en millièmes.
Ainsi le crâne humain fossile de la montagne volcanique de la Denise, près du Puy, renfermait 18,046 d’azote ; les os humains de la caverne d’Aurignac, recueillis par M. Lartet, 13,63, c’est-à-dire plus que les ossements celtiques de Meudon, 11,14, Un os humain du tumulus de Panassac, qui ne remonte qu’à 900 ans, n’a présenté que 10,34 d’azote. Le test calcaire nacré d’Unio trouvé dans le voisinage avait été complètement dissous, ne laissant que l’épiderme noire intact par suite de sa composition différente. Dans un crâne humain du Brésil, trouvé dans un conglomérat coquillier marin, il n’y avait plus que 1,64 d’azote.
Dans les dépôts quaternaires, les résultats sont très-variables, suivant les circonstances et les localités. Ainsi, des os de Cheval, de Bœuf, de la brèche osseuse de Ver (Oise), ont donné 10 d’azote, tandis que des os de Megatherium n’en ont offert que 0,89, et des plaques de Glyptodon, 0,61. Des os de l’Ursus spelæus de la grotte d’Osselles (Doubs) ont donné 0,89, mais dans d’autres conditions ils ont offert à Marchand jusqu’à 16 0/0 de matières organiques.
Pour les os de Palæotherium tertiaire du gypse, la proportion d’azote s’est trouvée réduite à 0,41 ; pour ceux d’une Tortue tertiaire moyenne du département de l’Allier, à 0,35 ; pour ceux d’un Rhinocéros des faluns, à 0,19, et pour ceux d’Hipparion de Pikermi, près d’Athènes, à 0,12, quoiqu’il fût certainement 1 moins ancien que tous les précédents. Des côtes de Lamantin changées en phosphate de fer, et provenant des faluns, ont donné 0,21 d’azote, à peu près comme les os de Rhinocéros de la même localité ; celles provenant des sables supérieurs de Jeurre, près d’Étampes, 0,12 seulement. Dansles os de sauriens jurassiques, la quantité ne dépasse pas 0,16.
Les dents contiennent moins de matière organique que les os. Ainsi une défense d’Eléphant vivant a présenté 35,71 d’azote ; une d’Éléphant de Sibérie, 31,95, ou 89 0/0 de ce qu’il devait y avoir à l’état vivant ; une dent d’Hyæna spelæa bien conservée, provenant d’une fente dans le calcaire grossier d’Anver, 26,95 ; l’ivoire d’une molaire d’Éléphant de Sibérie, 15,95, et l’émail, 2,97.
Les dents de vertébrés des dépôts quaternaires des vallées contiennent beaucoup moins d’azote que celles des cavernes et des brèches osseuses. Des dents de Carcharodon des couches tertiaires de Malte en renfermaient 0,42 ; celles de la base du calcaire grossier, 0,16 ; une défense de Mastodonte de Sansan, 0,13, comme la partie éburnée d’une molaire du M. angustidens des sables tertiaires de la Garonne supérieure ; d’autres ont donné 0,19, 0,14. Les défenses de proboscidiens des couches tertiaires moyennes du bassin de la Garonne sont bien conservées, dures, pesantes, tandis que celles des dépôts quaternaires sont blanches, légères, friables. Pour les défenses comme pour les dents, la quantité d’azote devient très-faible, au-dessous du terrain quaternaire, restant inférieure à un dem-millième. Dans la couche à poissons (bone bed) de la base du lias d’Oherbronn, les dents ont donné 0,84.
Un bois de Cervus megaceros a encore offert 28,07 d’azote, tandis que celui d’un Cerf de la même époque n’en a plus donné que 0,51 ; la carapace d’une Tortue de l’étage des lignites, 0,33.
Dans les coprolithes, la quantité d’azote varie suivant les animaux qui les ont produits. Ceux des oiseaux aquatiques qui se nourrissent de poissons sont surtout riches en azote et en ammoniaque. Le guano du Pérou en contient jusqu’à 157,3. La moyenne de quatorze analyses de guano des îles Chincha, dont nous avons déjà parlé (antè, p. 383), a présenté 142,90 d’azote. Il y en a 97,40 dans celui de la côte d’Afrique, et 50,50 dans celui de Chauve-Souris des grottes de l’Algérie. Les coprolithes d’Hyène de la brèche osseuse d’Auvers ont donné 2,10 ; celles du diluvium sableux de Ver (Oise), 0,86 ; des coprolithes des marnes supérieures du calcaire grossier de Passy, ont présenté 0,73 ; celles de reptiles du tourtia de Tournay, 0,37 ; du muschelkalk de Chauffontaine, 0,33 ; des poissons du grès rouge d’Oberlangnau (Bohême) jusqu’à 16 et même 22, suivant M. Staneck, ce qui serait tout à fait exceptionnel.
La nature et le gisement des coprolithes, poursuit M. Delesse, font varier beaucoup l’azote qu’ils renferment ; mais généralement il diminue à mesure qu’on descend dans la série des terrains. La chitine des crustacés et des insectes, substance si inaltérable, comme on l’a vu, ne renferme point d’azote (antè, p. 516).
Parmi les coquilles, la partie nacrée des Huîtres vivantes
contient 2,2 de matière organique, la partie feuilletée extérieure,
6,27 et 4 millièmes d’azote. La partie nacrée résiste
très-bien, comme on sait, à la fossilisation. Dans des Huîtres de
l’argile de Kimmeridge, l’azote est réduit à 0,06 mill. et devient
presque inappréciable dans des ostracées plus anciennes.
L’encre de Sèche n’est point altérée, comme on sait, puisqu’on
a pu employer encore celle du lias, qui a montré les mêmes
propriétés que celle extraite des espèces vivantes, ce qui serait
dû à sa grande richesse en carbone.
Végétaux.
(P. 221). On sait que les cryptogames les plus inférieurs renferment une grande quantité d’azote, se rapprochant même, sous ce rapport, dit M. Delesse, des matières animales. Ainsi le champignon comestible, Agaricus campestris, cultivé aux environs de Paris, donne jusqu’à 45 millièmes de ce gaz. Les conferves et certains végétaux microscopiques en donnent même davantage. Mais il y en a moins dans les cryptogames qui ont produit les combustibles fossiles. Parmi les plantes qui produisent plus particulièrement la tourbe, l’une des mousses, Hypnum triquétrum, a présenté 7,44 d’azote ; le Roseau, Arundo phragnites, 9,61. Les feuilles d’arbres dicotylédones en renferment plus que le bois ; les feuilles de Chêne, 11,75 ; de Hêtre, 11,77 ; le bois de Chêne, 5,40, 6,87 et 7,40.
La densité des feuilles de fougères arborescentes est plus grande que celle du bois de nos climats, et la densité de leur bois peut devenir égale à celle de la houille. Les feuilles de fougères sont aussi riches en azote : 14,59 et 13,92, c’est-à-dire qu’elles en renferment davantage que nos arbres des forêts, tandis que leur ligneux n’en renferme que 1,77 ; dans les racines, il était de 6,26, proportion intermédiaire entre celle des feuilles et du ligneux. Les lycopodiacées de Taïti ont offert de 11 à 7 millièmes d’azote, et en ont ainsi autant que les mousses qui forment la tourbe.
L’azote tend à diminuer dans les combustibles des divers terrains en raison de leur âge ; mais il y a beaucoup d’exceptions, dues à l’origine de la matière végétale. Ainsi les lignites formés par des bois en renferment moins que le charbon du terrain houiller. Dans ce dernier on en a constaté 12,50, 8,80, 4,10, et dans l’anthracite il y en a encore quelques millièmes. Les combustibles fossiles s’enrichissent de carbone avec l’âge et la fossilisation ; la densité augmente également, tandis que l’oxygène, l’hydrogène et l’azote diminuent.
La quantité d’azote plus grande dans la tourbe, le lignite, et même la houille, que la moyenne des bois actuels, prouve que ces combustibles sont dus à des feuilles. Dans la houille et même dans l’anthracite il y en a plus que dans les bois des fougères arborescentes.
Le dosage de l’azote d’un combustible fossile pourrait donc jusqu’à un certain point indiquer son âge et sont origine, malgré de nombreuses exceptions, et de même, chez les restes d’animaux, dans une classe donnée et dans des circonstances comparables, la diminution de l’azote est en raison du temps écoulé.
Le premier tableau que M. Delesse a placé à la fin de son mémoire présente les résultats de 102 analyses de parties d’animaux et de végétaux, dont l’azote est exprimé en millièmes ; sur ce nombre il y a 33 analyses d’os, 18 de dents, de défenses ou de bois de ruminants, 11 de coprolithes, 7 de mollusques et 33 de végétaux ou de combustibles fossiles.
- ↑ Voy. anté, Ire partie, p. 112.
- ↑ Mém. de l’Acad. roy. des sciences, 1743, p. 408, pl. x, fig. 1, 2, 3. — Ibid., 1747, p. 699, pl. xxiv, fig. 10.
- ↑ Von den concentrischen Zirkeln auf Verstein conchylen. — Naturf. 2, Stuck ; diss. iv, p. 126. Hall, 1774.
- ↑ Essai sur la minéralogie des environs de Moscou, p. 1-40, pl. i ; 1789.
- ↑ Journ. de phys., vol. LXXXIX, p. 247. — Biblioth. univ., vol. XIII. p. 43.
- ↑ Journ. des sc. d’observation. Févr. 1829 ; janv. 1830.
- ↑ Recueil de planches de pétrifications remarquables. In-f° ; Berlin. 1831.
- ↑ Dictionn. des sciences naturelles, vol. XLLX ; article Silex ; 1827.
- ↑ Essai sur les orbicules siliceux et sur les formes à surfaces courbes qu’affectent les agates et les autres silex. Broch. in-8, avec 5 pl. (Ann. des sc. natur., t. XXIII, 1831.)
- ↑ Notre savant collègue au Muséum, M. Fremy, qui s’occupe de recherches sur la silicatisation au point de vue chimique, s’est vivement intéressé à cette formation des orbicules siliceux, qui restera fort obscure, dit-il, tant qu’on n’aura pas trouvé le moyen de transformer, à la température ordinaire, la silice gélatineuse ou chimique, telle qu’elle sort de ses combinaisons, en silice cristalline ou en quartz insoluble dans les acides et les alcalis étendus. C’est une transformation que la nature opère tous les jours sans qu’on y soit parvenu dans les laboratoires. On ne peut donc pas dire encore si l’hypothèse de Brongniart est fondée, mais le développement graduel si particulier des orbicules ne lui serait peut-être pas très-favorable.
- ↑ Braun, Note sur le gisement du soufre, etc. (Bull. Soc. géol. de France, 1re série, vol. XII, p. 166 ; 1841.)
- ↑ Voy. anté, 1re partie, p. 143, et Histoire des progrès de la géologie, vol. II, p. 852.
- ↑ Vol. VI ; 1857.
- ↑ Ibid., p. 271.
- ↑ On a vu que le fer hydraté oxyde, le fer sulfuré, le cuivre et d’autres substances encore, lorsque leurs sels sont facilement solubles, peuvent incruster les os avec lesquels ils se trouvent en contact.
- ↑ Recherches de l’azote et des matières organiques dans l’écorce terrestre (Ann. des mines, 5e sér., vol. XVIII, p. 206. 1860).
- ↑ D’autres analyses ont donné, pour la composition de l’ivoire chez l’homme adulte, 60 0/0 de phosphate de chaux et 10 0/0 de carbonate de chaux ; l’émail, 72 de phosphate de chaux, 8 de carbonate de chaux et 20 de matière animale.
- ↑ Pelouze et Fremy, loc. cit., p. 291.
- ↑ Loc. cit., p. 290.
- ↑ Journ. de conchyiologie, vol. VIII, p. 62 ; juin 1860.
- ↑ Note on an indication of depth of primæval seys afforded by the remains of colour in fossil Testacea ; 23 mars 1854.
- ↑ D’Archiac, Bull. Soc. géol. de France, 1re série, vol. XII, p. 143 ; 181.
- ↑ Arch. de Karsten, vol. IX, cah. 1. — Biblioth. univ. de Genève, vol. VI, p. 183.
- ↑ Philos. Transact. vol. XVII.
- ↑ Loc. cit., p. 291
- ↑ Cependant, suivant M. Fremy (loc. cit., 94), la matière organique de l’axe des Gorgones aurait une grande analogie avec la conchioline, substance remarquable par son inaltérabilité..
- ↑ Académie de Berlin ; mars-mai 1843.
- ↑ Quart. Journ. geol. Soc. of London ; vol. III, p. 74, 1847. — V. p. 111, 1849. — Philos. Transact. 1852, p. 445.
- ↑ On the organic contents of the older metamorphic rocks (Edinb. new Phil. Journ., N. S. ; avril 1863.)
- ↑ Transact. geol. Soc. of London, vol. V, p. 207 ; 1836. — Proceed., id., vol. II, p. 418.
- ↑ in-4o, p. 154 et 169, par MM. Murchison, de Verneuil et de Keyserling.
- ↑ Bull. Soc. géol. de France, 2e sér., vol. XII, p. 723 ; 1835.
- ↑ Histoire des progrès de la géologie, vol. II, p. 991 ; 1849.
- ↑ Ibid., p. 1001.
- ↑ Knorr, Recueil des monuments, etc., vol. I, p. 4.
- ↑ Recherches de l’azote et des matières organiques dans l’écorce terrestre. (Ann. des mines, 5e sér., vol. XVII, p. 151 ; 1860.)