Notions de fossiles et de fossilisation

1. Qu'est-ce qu'un fossile ?

Un fossile (du latin « fossilis », tiré de la terre) est un reste d'être vivant (coquille, os, dent, bois, feuille…) ou une trace de son activité (empreinte de pas, terrier, œuf, excrément), conservé dans une roche, le plus souvent sédimentaire.

La fossilisation est l'ensemble des processus qui permettent à ces restes ou à ces traces de se conserver dans les roches pendant de très longues durées.

La fossilisation est un phénomène rare : l'immense majorité des êtres vivants disparaît sans laisser de trace. Les fossiles ne sont donc qu'un échantillon incomplet de la vie passée, dans lequel les organismes à parties dures et ceux des milieux aquatiques sont surreprésentés.

2. Pourquoi un cadavre disparaît-il en général ?

Après la mort, un organisme est attaqué par :

• les charognards (vautours, hyènes, insectes) ;
• les décomposeurs (bactéries, champignons), qui ont besoin de dioxygène pour agir rapidement ;
• les agents physiques : eau courante, vent, variations de température, qui dispersent et usent les restes.

Les parties molles (muscles, organes, peau) disparaissent en premier ; les parties dures (os, dents, coquilles, carapaces, bois) résistent plus longtemps.

3. Les conditions favorables à la fossilisation

Pour qu'un être vivant se fossilise, il faut en général :

1. Un enfouissement rapide sous des sédiments (vase, sable fin, cendres volcaniques), qui le protège des charognards et de l'érosion.
2. Un milieu pauvre en dioxygène (fond de lac ou de lagune, vase profonde), qui ralentit l'action des décomposeurs.
3. La présence de parties dures, plus résistantes.
4. Des sédiments fins, qui moulent les détails.
5. Une absence de bouleversements ultérieurs : si la roche est ensuite fortement chauffée ou déformée (métamorphisme) ou érodée, le fossile peut être détruit.

C'est pourquoi on trouve surtout des fossiles dans les roches sédimentaires formées au fond des mers, des lacs et des deltas, et presque jamais dans les roches magmatiques ou fortement métamorphiques.

4. Les étapes de la fossilisation

La diagenèse est l'ensemble des transformations qui changent un sédiment meuble en roche dure (tassement, perte d'eau, cimentation). Pendant cette étape, les restes de l'organisme sont souvent eux aussi transformés.

5. Les différents types de fossiles

a) La conservation totale (exceptionnelle). L'organisme est conservé presque entier, parties molles comprises :

• dans la glace : mammouths congelés de Sibérie ;
• dans l'ambre : insectes, araignées piégés dans la résine collante d'un arbre, qui a durci ;
• dans des sols ou des bitumes qui empêchent la décomposition.

b) La minéralisation (pétrification). Les molécules organiques de l'être vivant sont remplacées, molécule par molécule, par des minéraux (silice, calcite, pyrite…) apportés par l'eau qui circule dans le sédiment. La forme et même la structure fine sont conservées. Exemple : le bois silicifié, où l'on voit encore les cernes et les cellules du bois, comme dans la pierre trouvée par le grand-père de Lansana.

c) La conservation des parties dures, plus ou moins transformées. Os, dents, coquilles se conservent, souvent recristallisés ou imprégnés de minéraux. C'est le cas de la plupart des fossiles de vertébrés.

d) Le moulage. Une coquille enfouie dans la vase peut être dissoute plus tard par les eaux :

• le moule externe est l'empreinte de la face externe de la coquille dans la roche qui l'entourait ;
• le moule interne est le remplissage de l'intérieur de la coquille par du sédiment durci : il reproduit la forme de la face interne ;
• si le vide laissé par la coquille dissoute est rempli par un minéral, on obtient une copie de la coquille (une contre-empreinte).

e) L'empreinte. Un organisme mince (feuille, plume, méduse) laisse sa forme imprimée dans un sédiment fin. Souvent, une mince pellicule de carbone subsiste : c'est la carbonisation (feuilles fossiles des schistes et des charbons).

f) Les traces fossiles (ichnofossiles). Ce ne sont pas des parties du corps, mais des témoins de l'activité : empreintes de pas, pistes, terriers, traces de morsure, œufs, coprolithes (excréments fossiles). Les stromatolites, roches calcaires en fines couches construites par des colonies de micro-organismes (cyanobactéries), sont parmi les plus anciennes traces de vie connues.

6. Ce qu'un fossile peut nous apprendre

7. Faux fossiles et respect des fossiles

Certaines formes naturelles ressemblent à des fossiles sans en être : les dendrites de manganèse, qui dessinent de petites « plantes » noires sur les roches, ne sont que des dépôts minéraux. Il faut donc être prudent avant d'affirmer qu'une forme est un fossile.

Les fossiles sont un patrimoine scientifique : un fossile arraché de sa couche sans noter l'endroit précis perd une grande partie de sa valeur, car on ne connaît plus son âge ni son milieu. Si tu en découvres un, note le lieu et la couche, et montre-le à ton professeur.