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11.3 : Fossiles - Géosciences

11.3 : Fossiles - Géosciences


Tout au long de l'histoire de l'humanité, les gens ont découvert des fossiles et se sont interrogés sur les créatures qui ont vécu il y a longtemps. Le griffon, une créature mythique avec un corps de lion et une tête et des ailes d'aigle, était probablement basé sur des squelettes de Protocératops découvertes par des nomades en Asie centrale (Figure 11.1).

Graphique 11.1: Griffin (à gauche) et Protocératops (droite).

Un autre fossile rappelait aux Grecs les cornes enroulées d'un bélier. Les Grecs les nommaient ammonites d'après le dieu bélier Ammon. De même, les légendes des Cyclopes peuvent être basées sur des crânes d'éléphants fossilisés trouvés en Crète et dans d'autres îles méditerranéennes. Pouvez-vous voir pourquoi (Figure 11.2) ?

Graphique 11.2: Ammonite (à gauche) et crâne d'éléphant (à droite).

Beaucoup de créatures réelles dont les os se sont fossilisés n'étaient pas moins merveilleuses que les créatures mythiques qu'elles ont inspirées (figure 11.3). Le ptérosaure géant Quetzalcoatlus avait une envergure allant jusqu'à 12 mètres (39 pieds). Le dinosaure Argentinosaurus avait un poids estimé à 80 000 kg, soit le poids de sept éléphants ! D'autres fossiles, comme le trilobite et l'ammonite, nous impressionnent par leurs formes bizarres et leur beauté délicate.

Graphique 11.3: Kolihapeltis sp (à gauche) et Ammonite (à droite).

Objectifs de la leçon

  • Expliquez pourquoi il est rare qu'un organisme soit conservé sous forme de fossile.
  • Faites la distinction entre les fossiles corporels et les traces fossiles.
  • Décrivez cinq types de fossilisation.
  • Expliquez l'importance des fossiles indexés et donnez plusieurs exemples.
  • Décrivez ce qu'est un fossile vivant.

Comment les fossiles se forment

UNE fossile est tout reste ou trace d'un organisme ancien. Les fossiles comprennent fossiles du corps, laissés pour compte lorsque les parties molles se sont décomposées, ainsi que traces de fossiles, tels que des terriers, des pistes ou des déchets fossilisés (fèces) (Figure 11.4).

Graphique 11.4: Coprolite (déchets ou excréments fossilisés) d'un dinosaure carnivore.

Le processus par lequel un organisme autrefois vivant devient un fossile est appelé fossilisation. La fossilisation est un processus très rare : de tous les organismes qui ont vécu sur Terre, seul un infime pourcentage d'entre eux deviennent des fossiles. Pour voir pourquoi, imaginez une antilope qui meurt dans la plaine africaine. La majeure partie de son corps est rapidement mangée par les charognards, et la chair restante est rapidement mangée par les insectes et les bactéries, ne laissant que des os épars. Au fil des années, les os sont dispersés et fragmentés en petits morceaux, finissant par se transformer en poussière et retourner leurs nutriments au sol. Il serait rare que l'un des restes de l'antilope soit réellement préservé sous forme de fossile.

Graphique 11.5: Coquille fossile qui a été attaquée par une éponge foreuse.

Au fond de l'océan, un processus similaire se produit lorsque les palourdes, les huîtres et autres coquillages meurent. Les parties molles se décomposent rapidement et les coquilles sont dispersées sur le fond marin. Si les coquillages se trouvent dans des eaux peu profondes, l'action des vagues les broie rapidement en morceaux de la taille du sable. Même si elles ne sont pas en eau peu profonde, les coquilles sont attaquées par des vers, des éponges et d'autres animaux (Figure 11.5).

Pour les animaux dépourvus de carapace ou d'os durs, la fossilisation est encore plus rare. En conséquence, les archives fossiles contiennent de nombreux animaux avec des carapaces, des os ou d'autres parties dures, et peu d'organismes à corps mou. Il n'y a pratiquement aucune trace fossile de méduses, de vers ou de limaces. Les insectes, qui sont de loin les animaux terrestres les plus communs, ne sont que rarement trouvés sous forme de fossiles. Parce que les dents des mammifères sont beaucoup plus résistantes que les autres os, une grande partie des fossiles de mammifères est constituée de dents. Cela signifie que les archives fossiles montreront de nombreux organismes qui avaient des coquilles, des os ou d'autres parties dures et manqueront presque toujours les nombreux organismes à corps mou qui vivaient en même temps.

Comme la majeure partie de la décomposition et de la fragmentation se produisent à la surface, le principal facteur qui contribue à la fossilisation est l'enfouissement rapide. Les animaux marins qui meurent près d'un delta de rivière peuvent être ensevelis par les sédiments transportés par la rivière. Une tempête en mer peut déplacer des sédiments au fond de l'océan, recouvrant et aidant à préserver les restes squelettiques.

Sur terre, l'enterrement est rare, par conséquent, les fossiles d'animaux et de plantes terrestres sont moins courants que les fossiles marins. Les organismes terrestres peuvent être ensevelis par les coulées de boue ou les cendres d'une éruption volcanique, ou recouverts de sable lors d'une tempête de sable. Les squelettes peuvent également être recouverts de boue dans les lacs, les marécages ou les tourbières. Certains des squelettes d'animaux terrestres les mieux conservés se trouvent dans les fosses de goudron de La Brea à Los Angeles, en Californie. Bien que les animaux piégés dans les fosses aient probablement subi une mort lente et misérable, leurs os étaient parfaitement préservés par le goudron collant.

Malgré les difficultés de conservation, des milliards de fossiles ont été découverts, examinés et identifiés par des milliers de scientifiques. Les archives fossiles sont notre meilleur indice sur l'histoire de la vie sur Terre et un indicateur important des climats et des conditions géologiques passés. Les archives fossiles jouent également un rôle clé dans nos vies. Les combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz et le pétrole se sont formés à partir des restes en décomposition de plantes et d'animaux qui ont vécu il y a des millions d'années.

Types de fossiles

La fossilisation peut se produire de plusieurs façons. La plupart des fossiles sont préservés dans l'un des cinq processus (Figure 11.6) : vestiges préservés, perminéralisation, moules et moulages, remplacement et compression.

Restes préservés

La forme la plus rare de fossilisation est la préservation du matériel squelettique d'origine et même des tissus mous. Par exemple, les insectes ont été parfaitement conservés dans ambre, qui est la sève des arbres anciens. Plusieurs mammouths et même un chasseur de Néandertal ont été découverts figés dans les glaciers. Ces vestiges préservés offrent aux scientifiques l'occasion rare d'examiner la peau, les cheveux et les organes d'anciennes créatures. Les scientifiques ont collecté l'ADN de ces restes et comparé les séquences d'ADN à celles de créatures modernes.

Perminéralisation

La méthode de fossilisation la plus courante est perminéralisation. Une fois qu'un os, un fragment de bois ou une coquille est enfoui dans les sédiments, il peut être exposé à de l'eau riche en minéraux qui se déplace à travers les sédiments. Cette eau déposera des minéraux dans des espaces vides, produisant un fossile. Des os de dinosaures fossiles, du bois pétrifié et de nombreux fossiles marins ont été formés par perminéralisation.

Moules et moulages

Dans certains cas, l'os ou la coquille d'origine se dissout, laissant derrière lui un espace vide sous la forme de la coquille ou de l'os. Cette dépression est appelée une mouler. Plus tard, l'espace peut être rempli d'autres sédiments pour former une correspondance jeter sous la forme de l'organisme originel. De nombreux mollusques (palourdes, escargots, pieuvres et calmars) sont couramment trouvés sous forme de moules et de moulages car leurs coquilles se dissolvent facilement.

Remplacement

Dans certains cas, la coquille ou l'os d'origine se dissout et est remplacé par un minéral différent. Par exemple, les coquilles qui étaient à l'origine de la calcite peuvent être remplacées par de la dolomite, du quartz ou de la pyrite. Si les fossiles de quartz sont entourés d'une matrice de calcite, la calcite peut être dissoute par l'acide, laissant derrière elle un fossile de quartz parfaitement conservé.

Compression

Certains fossiles se forment lorsque leurs restes sont comprimés par une haute pression. Cela peut laisser une empreinte sombre du fossile. La compression est plus courante pour les fossiles de feuilles et de fougères, mais peut également se produire avec d'autres organismes.

Graphique 11.6: Cinq types de fossiles : insecte conservé dans l'ambre, bois pétrifié, moulage et moule d'une coquille de palourde, fossile de compression d'une fougère et ammonite pyritisée.

Conservation exceptionnelle

Certains lits rocheux ont produit des fossiles exceptionnels. Les fossiles de ces lits peuvent montrer des traces de parties molles du corps qui ne sont normalement pas conservées. Deux des exemples les plus célèbres de préservation d'organismes mous sont les schistes de Burgess au Canada et le calcaire de Solnhofen en Allemagne. Les schistes de Burgess ont 505 millions d'années et enregistrent la première explosion d'organismes décortiqués dans les océans de la Terre. De nombreux fossiles des schistes de Burgess sont des animaux bizarres qui ne semblent liés à aucun autre groupe animal. Le calcaire de Solnhofen a 145 millions d'années et contient des fossiles de nombreux organismes au corps mou qui ne sont normalement pas conservés, comme les méduses. Le fossile le plus célèbre de Solnhofen est Archéoptéryx, l'un des premiers oiseaux. Bien qu'il ressemble à un fossile de dinosaure, des empreintes de plumes sont clairement visibles (figure 11.7).

Graphique 11.7: Fossiles de Lagerstätten : Archéoptéryx (à gauche) et Anomalocaris (droite). Archaeopteryx était un oiseau hâtif. Anomalocaris était un énorme prédateur (un mètre de long) qui vivait il y a 500 millions d'années.

Indexer les fossiles et les fossiles vivants

Les archives fossiles montrent clairement qu'au fil du temps, la vie sur Terre a changé. Les fossiles dans des roches relativement jeunes ont tendance à ressembler aux animaux et aux plantes qui vivent aujourd'hui. Dans les roches plus anciennes, les fossiles ressemblent moins aux organismes modernes.

Alors que les scientifiques collectaient des fossiles de différentes couches et formations rocheuses, ils ont découvert qu'ils pouvaient souvent reconnaître la couche rocheuse par l'assemblage de fossiles qu'elle contenait. Certains fossiles se sont avérés particulièrement utiles pour faire correspondre les couches rocheuses de différentes régions. Ces fossiles, appelésindex fossiles, sont répandus mais n'ont existé que pendant une période relativement brève. Lorsqu'un fossile index particulier est trouvé, l'âge relatif du gisement est immédiatement connu.

De nombreux fossiles peuvent être considérés comme des fossiles index. Les ammonites, les trilobites et les graptolites sont souvent utilisés comme fossiles index, tout comme divers microfossiles, ou des fossiles d'organismes microscopiques. Les fossiles d'animaux qui ont dérivé dans les couches supérieures de l'océan sont particulièrement utiles comme fossiles index, car ils peuvent être répartis dans le monde entier.

Contrairement aux fossiles indexés, fossiles vivants sont des organismes qui ont existé pendant une période extrêmement longue sans vraiment changer du tout. Par exemple, les brachiopodes Lingulata ont existé de la période cambrienne à nos jours, une période de plus de 500 millions d'années ! Les spécimens modernes de Lingulata sont presque impossibles à distinguer de leurs homologues fossiles (figure 11.8).

Graphique 11.8: Fossile Lingula (à gauche) et moderne Lingula (droite).

Indices des fossiles

Les fossiles sont notre meilleure forme de preuve de l'histoire de la vie sur Terre. De plus, les fossiles peuvent nous donner des indices sur les climats passés, les mouvements des plaques et d'autres événements géologiques majeurs.

Le premier indice que les fossiles peuvent donner est de savoir si un environnement a été Marin (sous l'eau) ou terrestre (sur terre). En plus des caractéristiques de la roche, les fossiles peuvent indiquer si l'eau était peu profonde ou profonde et si le taux de sédimentation était lent ou rapide. La quantité d'usure et de fragmentation d'un fossile peut permettre aux scientifiques d'estimer la quantité d'action des vagues ou la fréquence des tempêtes.

On trouve souvent des fossiles d'organismes marins sur ou à proximité de hautes montagnes. Par exemple, l'Himalaya, les plus hautes montagnes du monde, contient des trilobites, des brachiopodes et d'autres fossiles marins. Cela indique que les roches du fond marin ont été soulevées pour former d'énormes montagnes. Dans le cas de l'Himalaya, cela s'est produit lorsque le sous-continent indien a commencé à s'enfoncer en Asie il y a environ 40 millions d'années.

Les fossiles peuvent également révéler des indices sur le climat passé. Par exemple, des fossiles de plantes et de gisements de charbon ont été découverts en Antarctique. Bien que l'Antarctique soit gelé aujourd'hui, il a dû être beaucoup plus chaud dans le passé. Cela s'est produit à la fois parce que le climat de la Terre a changé et parce que l'Antarctique n'a pas toujours été situé au pôle Sud.

L'un des modèles les plus fascinants révélés par les archives fossiles est un certain nombre de extinctions massives, époques où de nombreuses espèces sont mortes. Bien que l'extinction de masse qui a tué les dinosaures soit la plus célèbre, la plus grande extinction de masse de l'histoire de la Terre s'est produite à la fin du Permien, il y a environ 250 millions d'années. Dans cette catastrophe, on estime que plus de 95 % des espèces sur Terre se sont éteintes ! La cause de ces extinctions massives n'est pas définitivement connue, mais la plupart des scientifiques pensent que les collisions avec des comètes ou des astéroïdes ont été à l'origine d'au moins quelques-unes de ces catastrophes.

Résumé de la leçon

  • Un fossile est tout vestige d'une vie ancienne. Les fossiles peuvent être des fossiles corporels, qui sont des restes de l'organisme lui-même ou des traces de fossiles, tels que des terriers, des traces ou d'autres preuves d'activité.
  • La conservation en tant que fossile est un processus relativement rare. Les chances de devenir un fossile sont renforcées par un enfouissement rapide et la présence de parties dures pouvant être conservées, telles que des os ou des coquillages.
  • Les fossiles se forment de cinq manières : préservation des vestiges d'origine, perminéralisation, moules et moulages, remplacement et compression.
  • Les formations rocheuses avec des fossiles exceptionnels sont considérées comme très importantes pour les scientifiques à étudier. Ils nous permettent de voir des informations sur des organismes que nous ne saurions peut-être jamais autrement.
  • Les fossiles indexés sont des fossiles répandus mais qui n'ont existé que pendant une courte période. Les fossiles indexés aident les scientifiques à trouver l'âge relatif d'une couche rocheuse et à la comparer avec d'autres couches rocheuses.
  • Les fossiles vivants sont des organismes qui n'ont pas beaucoup changé depuis des millions d'années et qui sont toujours vivants aujourd'hui.
  • Les fossiles donnent des indices sur l'histoire de la vie sur Terre, les environnements, le climat, le mouvement des plaques et d'autres événements.

Questions de révision

  1. Quels facteurs augmentent la probabilité qu'un animal soit préservé en tant que fossile ?
  2. Quels sont les cinq principaux processus de fossilisation ?
  3. Un scientifique veut déterminer l'âge d'une roche. La roche contient un fossile index et un ancien parent d'un fossile vivant. Quel fossile sera le plus utile pour dater la roche, et pourquoi ?
  4. L'île de Spitzberg est située dans l'océan Arctique au nord de la Norvège, près du pôle Nord. Des fossiles de fruits tropicaux ont été trouvés dans des gisements de charbon au Spitzberg. Qu'est-ce que cela indique?

Vocabulaire

ambre
Sève d'arbre fossilisée.
corps fossile
Les restes d'un organisme ancien. Les exemples incluent les coquilles, les os, les dents et les feuilles.
jeter
Une structure qui se forme lorsque les sédiments remplissent un moule et durcissent, formant une réplique de la structure d'origine.
fossile
Tout reste ou trace d'un organisme ancien.
combustibles fossiles
Un carburant qui a été formé à partir des restes d'organismes anciens. Les exemples incluent le charbon, le pétrole et le gaz naturel.
fossilisation
Le processus de devenir un fossile.
indice fossile
Un fossile qui identifie et montre l'âge relatif des roches dans lesquelles il se trouve. Les fossiles index proviennent d'espèces répandues mais qui ont existé pendant une période relativement brève.
fossile vivant
Une espèce ou un genre moderne qui existe sur Terre depuis des millions d'années sans trop changer.
Marin
De ou appartenant à la mer.
extinction de masse
Une période de temps où un nombre inhabituellement élevé d'espèces a disparu.
microfossile
Un fossile qui doit être étudié à l'aide d'un microscope.
mouler
Impression faite dans les sédiments par les parties dures d'un organisme.
perminéralisation
Un type de fossilisation dans lequel les minéraux sont déposés dans les pores des parties dures d'origine d'un organisme.
terrestre
De ou appartenant à la terre.
trace fossile
Preuve de l'activité d'un organisme ancien. Les exemples incluent les pistes, les sentiers, les terriers, les tubes, les trous de forage et les marques de morsure.

Points à considérer

  • Quels sont d'autres exemples de créatures mythiques qui peuvent être basées sur des fossiles ?
  • Pourquoi est-il si rare qu'un animal soit conservé sous forme de fossile ?
  • Certains organismes se conservent plus facilement que d'autres. Pourquoi est-ce un problème pour les scientifiques qui étudient les écosystèmes anciens ?
  • Pourquoi les exemples de préservation de fossiles étonnants sont-ils si précieux pour les scientifiques ?
  • De nombreux fossiles d'organismes marins ont été retrouvés au milieu des continents, loin de tout océan. Quelle conclusion pouvez-vous en tirer ?

Les plus anciens fossiles jamais trouvés montrent que la vie sur Terre a commencé il y a 3,5 milliards d'années

Des chercheurs de l'UCLA et de l'Université du Wisconsin-Madison ont confirmé que les fossiles microscopiques découverts dans un morceau de roche vieux de près de 3,5 milliards d'années en Australie-Occidentale sont les plus anciens fossiles jamais trouvés et en fait la première preuve directe de la vie sur Terre.

Une monture époxy contenant un éclat d'une roche vieille de près de 3,5 milliards d'années provenant du gisement de chert Apex en Australie occidentale est photographiée au Wisconsin Secondary Ion Mass Spectrometer Lab (WiscSIMS) à Weeks Hall. Photo : Jeff Miller

L'étude, publiée le 18 décembre 2017 dans les Actes de la National Academy of Sciences, a été dirigée par J. William Schopf, professeur de paléobiologie à l'UCLA, et John W. Valley, professeur de géosciences à l'Université du Wisconsin-Madison. La recherche s'est appuyée sur une nouvelle technologie et une expertise scientifique développées par des chercheurs du laboratoire UW-Madison WiscSIMS.

L'étude décrit 11 spécimens microbiens de cinq taxons distincts, liant leurs morphologies à des signatures chimiques caractéristiques de la vie. Certains représentent des bactéries et des microbes maintenant éteints d'un domaine de la vie appelé Archaea, tandis que d'autres sont similaires à des espèces microbiennes encore présentes aujourd'hui. Les résultats suggèrent également comment chacun a pu survivre sur une planète sans oxygène.

Un exemple de l'un des microfossiles découverts dans un échantillon de roche récupéré du Chert Apex. Une nouvelle étude a utilisé une analyse chimique sophistiquée pour confirmer que les structures microscopiques trouvées dans la roche sont biologiques. Avec l'aimable autorisation de J. William Schopf

Les microfossiles - ainsi appelés parce qu'ils ne sont pas évidents à l'œil nu - ont été décrits pour la première fois dans la revue Science en 1993 par Schopf et son équipe, qui les ont identifiés en grande partie sur la base des formes uniques, cylindriques et filamenteuses des fossiles. Schopf, directeur du Center for the Study of Evolution and the Origin of Life de l'UCLA, a publié des preuves supplémentaires de leur identité biologique en 2002.

Il a collecté la roche dans laquelle les fossiles ont été trouvés en 1982 dans le gisement de chert Apex en Australie-Occidentale, l'un des rares endroits de la planète où des preuves géologiques de la Terre primitive ont été préservées, en grande partie parce qu'elle n'a pas été soumise à des processus géologiques qui l'aurait altéré, comme l'enfouissement et l'échauffement extrême dû à l'activité tectonique des plaques.

Mais les interprétations antérieures de Schopf ont été contestées. Les critiques ont soutenu qu'ils ne sont que des minéraux étranges qui ne ressemblent qu'à des spécimens biologiques. Cependant, dit Valley, les nouvelles découvertes dissipent ces doutes, les microfossiles sont en effet biologiques.

« Je pense que c'est réglé, dit-il.

À l'aide d'un spectromètre de masse à ions secondaires (SIMS) à UW-Madison appelé IMS 1280 - l'un des rares instruments de ce type dans le monde - Valley et son équipe, y compris les géoscientifiques du département Kouki Kitajima et Michael Spicuzza, ont pu séparer le carbone composant chaque fossile en ses isotopes constitutifs et mesurer leurs rapports.

Les isotopes sont des versions différentes du même élément chimique dont la masse varie. Différentes substances organiques - qu'elles soient dans la roche, les microbes ou les animaux - contiennent des rapports caractéristiques de leurs isotopes stables du carbone.

À l'aide du SIMS, l'équipe de Valley a pu distinguer le carbone 12 du carbone 13 dans chaque fossile et mesurer le rapport des deux par rapport à un standard isotopique du carbone connu et à une section sans fossile de la roche dans laquelle ils ont été trouvés. .

"Les différences dans les rapports isotopiques du carbone sont en corrélation avec leurs formes", explique Valley. « S'ils ne sont pas biologiques, il n'y a aucune raison pour une telle corrélation. Leurs rapports C-13-C-12 sont caractéristiques de la biologie et de la fonction métabolique.

John Valley, professeur de géosciences, est photographié dans son bureau à Weeks Hall. Photo : Jeff Miller

Sur la base de ces informations, les chercheurs ont également pu attribuer des identités et des comportements physiologiques probables aux fossiles enfermés dans la roche, explique Valley. Les résultats montrent qu'« il s'agit d'un groupe d'organismes primitifs mais diversifiés », explique Schopf.

L'équipe a identifié un groupe complexe de microbes : des bactéries phototrophes qui auraient compté sur le soleil pour produire de l'énergie, des archées qui produisaient du méthane et des gammaprotéobactéries qui consommaient du méthane, un gaz considéré comme un constituant important de l'atmosphère primitive de la Terre avant la présence d'oxygène.

Des chercheurs géoscientifiques de l'UW-Madison lors d'une visite sur le terrain en 2010 à Apex Chert, une formation rocheuse de l'ouest de l'Australie qui compte parmi les gisements rocheux les plus anciens et les mieux préservés au monde. Avec l'aimable autorisation de John Valley

Il a fallu près de 10 ans à l'équipe de Valley pour développer les processus permettant d'analyser avec précision les microfossiles - des fossiles aussi anciens et rares n'ont jamais été soumis à une analyse SIMS auparavant. L'étude s'appuie sur les réalisations antérieures de WiscSIMS pour modifier l'instrument SIMS, développer des protocoles pour la préparation et l'analyse des échantillons, et calibrer les normes nécessaires pour faire correspondre aussi étroitement que possible la teneur en hydrocarbures aux échantillons d'intérêt.

En vue de l'analyse SIMS, l'équipe devait broyer minutieusement l'échantillon d'origine aussi lentement que possible pour exposer les fossiles délicats eux-mêmes - tous suspendus à différents niveaux dans la roche et enfermés dans une couche dure de quartz - sans les détruire réellement. Spicuzza décrit avoir fait d'innombrables voyages dans les escaliers du département alors que le technicien en géosciences Brian Hess rectifiait et polissait chaque microfossile de l'échantillon, un micromètre à la fois.

Chaque microfossile mesure environ 10 micromètres de large, huit d'entre eux pourraient s'adapter à la largeur d'un cheveu humain.

Valley et Schopf font partie du Wisconsin Astrobiology Research Consortium, financé par l'Institut d'astrobiologie de la NASA, qui existe pour étudier et comprendre les origines, l'avenir et la nature de la vie sur Terre et dans l'univers.

« Les fossiles d'Apex sont décousus. Difficile à trouver. Difficile à étudier. Ils sont abondants mais carbonisés, râpés, trop cuits. De petits morceaux sont communs mais généralement de courts fragments indéfinissables à deux ou trois cellules sont rares et faciles à ignorer. et le gisement de Bitter Springs - sont inexistants. Si ces vestiges n'étaient pas si remarquablement anciens, ils ne mériteraient pas beaucoup d'attention.
-J. William Schopf, « berceau de la vie »

Des études telles que celle-ci, dit Schopf, indiquent que la vie pourrait être commune dans tout l'univers. Mais surtout, ici sur Terre, parce que plusieurs types différents de microbes se sont avérés être déjà présents il y a 3,5 milliards d'années, cela nous dit que "la vie a dû commencer beaucoup plus tôt - personne ne sait combien plus tôt - et confirme qu'il n'est pas difficile pour que la vie primitive se forme et évolue vers des micro-organismes plus avancés », explique Schopf.

Des études antérieures de Valley et de son équipe, datant de 2001, ont montré que les océans d'eau liquide existaient sur Terre il y a 4,3 milliards d'années, plus de 800 millions d'années avant que les fossiles de la présente étude aient été vivants, et seulement 250 millions ans après la formation de la Terre.

"Nous n'avons aucune preuve directe que la vie existait il y a 4,3 milliards d'années, mais il n'y a aucune raison pour qu'elle n'ait pas pu exister", explique Valley. "C'est quelque chose que nous aimerions tous découvrir."

UW-Madison a pour héritage de repousser les dates acceptées du début de la vie sur Terre. En 1953, feu Stanley Tyler, géologue à l'université décédé en 1963 à l'âge de 57 ans, a été la première personne à découvrir des microfossiles dans les roches précambriennes. Cela a repoussé les origines de la vie à plus d'un milliard d'années, de 540 millions à 1,8 milliard d'années.

"Les gens s'intéressent vraiment au moment où la vie sur Terre est apparue pour la première fois", a déclaré Valley. "Cette étude a pris 10 fois plus de temps et plus difficile que je ne l'avais imaginé au départ, mais elle s'est concrétisée grâce à de nombreuses personnes dévouées qui ont été enthousiasmées par cela depuis le premier jour… Je pense que beaucoup plus d'analyses de microfossiles seront effectuées sur des échantillons de la Terre et peut-être d'autres corps planétaires.

La recherche a été soutenue par le NASA Astrobiology Institute de l'Université du Wisconsin-Madison et le Center for the Study of Evolution and the Origin of Life de l'UCLA. WiscSIMS est soutenu par la National Science Foundation (EAR-1355590) et UW-Madison.


Fossiles du Wyoming : saisir l'absurdité du modèle de géologie des inondations des origines fossiles

Les roches sédimentaires de la Terre contiennent de vastes quantités de fossiles. Des centaines d'années d'observations minutieuses ont montré que les fossiles sont loin d'être aléatoires dans leur distribution, mais qu'ils apparaissent plutôt dans la colonne géologique selon un modèle ou un ordre distinct appelé succession fossile. Comment expliquer la répartition observée des fossiles dans la colonne géologique ?

Une tentative d'expliquer l'origine et la distribution observée des fossiles vient des créationnistes de la jeune terre (YEC). Le point de vue de la jeune terre propose qu'une grande partie ou la plupart des milliers de pieds de roches fossilifères - et les fossiles eux-mêmes - qui composent les masses terrestres du monde ont été déposés lors d'une seule inondation mondiale catastrophique il y a environ 4350 ans. En référence à cette inondation, Ken Ham et d'autres YEC aiment demander :

S'il y avait vraiment un déluge, quelles en seraient les preuves ? Des milliards de choses mortes, enterrées dans des couches rocheuses, déposées par l'eau, partout sur la terre. Après quoi Ken Ham continue : Eh bien, c'est exactement ce que nous voyons – des milliards de choses mortes, enterrées dans des couches rocheuses, déposées par l'eau, partout sur la terre !

Ken Ham a raison sur un point. Il y a des milliards de morts enfouis dans des sédiments déposés dans l'eau, bien que ce soit une vaste sous-estimation du nombre de fossiles. Mais combien de temps a-t-il fallu pour préserver tous ces fossiles, comment cela s'est-il passé et comment pourrions-nous discerner ces événements passés ?

Les partisans du YEC Global flood ont proposé trois mécanismes possibles pour expliquer la succession observée de fossiles dans la colonne géologique : 1) le tri hydrodynamique, 2) l'échappement différentiel et 3) la zonation écologique. Aucune de ces propositions générales ne tient la route lorsque les fossiles et leur contexte géologique sont examinés en détail.

J'ai déjà fourni de nombreux exemples des insuffisances totales du tri hydrodynamique, y compris mes articles sur les diatomées (Life in a Glass House: Diatoms shatter young earth flood geology), les forams (Diatoms and Forams: Testing the Young Earth Flood Geology Hypothesis) et mon article dans Perspectives sur la science et la foi chrétienne (Le mystère abominable de la géologie des inondations). Récemment, l'évasion différentielle semble être tombée en disgrâce dans les cercles YEC pour une bonne raison. Cela exigeait que les organismes fuyant le déluge soient préservés dans les archives fossiles en raison des capacités différentes des organismes à s'échapper (par exemple, les oiseaux sont plus haut dans les archives fossiles que les amphibiens, etc.). Tout examen attentif des archives fossiles dissipera rapidement cette hypothèse viable.

Un argument typique de zonage/tri écologique dans les archives fossiles en raison de noyades successives d'écosystèmes lors du déclenchement d'une inondation mondiale. Celui-ci est de Harold Coffin dans “Origin by Design” de 1983.

Le dernier mécanisme de zonage/tri écologique a maintenu sa popularité parmi les YEC. Les YEC reconnaissent que les fossiles ne sont pas répartis au hasard dans les roches par rapport aux types de fossiles trouvés dans une formation fossile particulière. Par exemple, les fossiles dans une couche de roche sont généralement d'origine marine ou terrestre. Ils proposent que des groupes de fossiles représentant des communautés écologiques auraient été préservés dans les archives fossiles de telle sorte que des fossiles océaniques profonds, marins peu profonds et terrestres puissent être trouvés au fur et à mesure que l'on remonte la colonne géologique (voir la figure à droite). Cependant, pourquoi et comment ceux-ci pourraient être empilés directement les uns sur les autres dans la colonne géologique n'est pas du tout clair.

La plupart du public du YEC n'est pas familier avec les archives fossiles, ne les connaissant que dans les musées et les films. La description des fossiles de Ken Ham et les modèles simplistes d'une inondation massive balayant des organismes jusqu'à une mort rapide et une préservation semblent plausibles pour ceux qui ne connaissent pas les preuves fossiles. C'est donc peut-être une réaction naturelle parmi de nombreux adeptes ou le créationnisme de la jeune terre de se demander, pourquoi les scientifiques ne reconnaissent-ils pas les preuves d'une seule grande catastrophe dans l'histoire de la Terre ?

Pour illustrer l'une des raisons pour lesquelles les scientifiques ne considèrent pas le modèle YEC comme plausible, je veux vous emmener en voyage dans le Wyoming et vous montrer une partie des archives fossiles. Je dis aux gens qu'ils vont voir les fossiles par eux-mêmes et demandent : comment ces fossiles particuliers se sont-ils retrouvés là où ils se trouvent aujourd'hui ? Une inondation mondiale ne fournit pas d'explication réaliste ou même possible pour la plupart des fossiles qu'ils verront. Ceux qui ont passé du temps à collecter des fossiles et à examiner le contexte géologique de l'endroit où ils se trouvent se rendent rapidement compte que les modèles de géologie des inondations sont bien loin de fournir des mécanismes plausibles pour expliquer la distribution observée des fossiles.

Jusqu'à ce que vous soyez en mesure de planifier votre propre excursion d'observation de fossiles pour en être témoin par vous-même, je ferai la meilleure chose à faire et je vous emmènerai sur des sites de fossiles que j'ai visités il n'y a pas longtemps. Je vais fournir quelques détails sur les emplacements où ils ont été trouvés et les types de roches qu'ils ont trouvés. Après avoir fait quelques observations, nous pouvons poser la question : Quelle est la meilleure explication des origines de ces fossiles ? Ont-ils tous été déposés lors d'une récente inondation mondiale ou déposés sur de longues périodes dans une mer peu profonde ?

Court résumé: Les fossiles se trouvent dans des unités discrètes de la colonne géologique. Ils se trouvent généralement dans des assemblages écologiques naturels plutôt que dans des collections aléatoires d'espèces écologiquement indépendantes. Les fossiles décrits ici n'ont pas été déposés sur une courte période de temps par tri hydrodynamique, évasion différentielle ou zonage écologique. Les communautés de fossiles trouvées dans le centre du Wyoming s'expliquent mieux comme le produit de longues périodes d'accumulation dans une alternance de mers peu profondes, de vasières et de plages causées par les changements du niveau de la mer et le soulèvement continental au fil du temps. Ces communautés d'organismes préservées ne sont pas un assemblage chaotique et ne sont pas non plus triées par taille ou par masse. Ces communautés sont empilées les unes sur les autres et ne résultent donc pas d'une zonation dans le monde d'avant le déluge. Ces fossiles, comme des milliards d'autres, démontrent que la géologie du déluge de la Terre jeune est dépourvue de pouvoir explicatif et ne constitue donc pas une hypothèse de travail viable.

Tous les endroits que je vais vous emmener sont des endroits où je me suis retrouvé avec ma famille pendant les vacances d'été. J'ai parcouru de nombreux kilomètres dans les badlands du bassin de Bighorn dans le Wyoming. Lors de ces randonnées, j'ai recherché des fossiles et pris des photos et des échantillons aux endroits où je les ai trouvés. J'ai déjà partagé des photos de plusieurs de ces endroits et de certains des fossiles que j'ai trouvés (voir les liens dans la discussion ci-dessous). Ici, je veux partager quelques autres sites de fossiles que j'ai trouvés et comparer plusieurs emplacements de fossiles.

Ci-dessous, je donne un aperçu des emplacements des fossiles, puis j'examine ce que nous pouvons apprendre des fossiles du Wyoming sur l'histoire de la terre.

Ci-dessus, je note sur cette capture d'écran de la carte Google l'emplacement approximatif des endroits où j'ai collecté des fossiles de la période jurassique en juin 2016. Il y a une vue supplémentaire juste en dessous de la carte à l'est de Worland. La distance entre les emplacements les plus éloignés est d'environ 40 miles. Tous ces endroits avaient plusieurs espèces de fossiles.

Jetons un coup d'œil rapide à certains de ces sites.

Site 1 : Sheep Mountain, Wyoming

J'ai déjà partagé de nombreuses photos de ce site (voir: Randonnée à travers la période jurassique dans le Wyoming). Vous trouverez ci-dessous une photo que j'ai prise et que j'ai annotée pour montrer où mes fils et moi avons collecté des fossiles.

Ci-dessous, une image de la surface montrée sur le côté gauche de l'image ci-dessus. Ceux-ci sont Gryphée fossiles qui sont une palourde bivalve.

Ci-dessous, une photo du sol représentant ce que nous avons vu de l'autre côté du ravin sur la première photo. Ce sont des fragments d'une coquille de bivalve plate-pas Gryphées - et reste - appelé Belemnites - d'un calmar éteint. Dans mon article sur la randonnée à travers le Jurassique, j'ai parlé plus en détail de ces Belemnites.

Site 2 : Région de Red Gulch

Vous trouverez ci-dessous une photo que j'ai prise après avoir gravi une grande colline surplombant le site de la piste des dinosaures de Red Gulch. Il y a quelques semaines, j'ai écrit sur les traces de dinosaures trouvées ici et les autres fossiles dans les environs immédiats (voir: Walking in the Footprints of Giants). Juste au-dessus des traces de dinosaures dans la roche calcaire dure se trouvent plusieurs dizaines de pieds de schistes mous chargés de Gryphée coquilles de palourdes. Dans l'image ci-dessous, j'ai indiqué la zone générale où Gryphée des fossiles peuvent être trouvés en grande abondance érodés de la roche et assis à la surface. Alors que je gravissais la colline au-dessus de ces rochers, j'ai rencontré des roches sans fossiles discernables (c'est-à-dire visibles à l'œil nu), puis je suis tombé sur une partie d'une colline recouverte de fossiles.

Ci-dessous, une photo de la colline couverte de morceaux de coquilles de bivalves et de Belemnites. Cela vous semble-t-il familier ? J'ai vu les mêmes fossiles dans le même ordre à l'emplacement de Sheep Mountain, mais j'étais à environ 20 miles de ce site ici à Red Gulch.

Ci-dessous, un gros plan de certains des Belmnites à la surface du flanc de la colline. Je ne les ai pas remarqués à l'époque, mais il y a aussi quelques morceaux de tiges de crinoïdes à la surface. Les crinoïdes sont des animaux qui vivaient également dans des mers peu profondes et ont laissé de nombreux fossiles dans la colonne géologique.

En bas de la colline mais juste au-dessus des traces de dinosaures dans le calcaire dur, nous avons trouvé de nombreux Gryphées fossiles. Dans l'image ci-dessous, la plupart des couches de roche que vous voyez au-dessus du site de piste des dinosaures ont Gryphée fossiles. Voici quelques-uns de mes enfants qui travaillent pour en choisir quelques-uns dans les schistes de la formation de Sundance qui composent le flanc de la colline.

Sur la surface plane juste au-dessus de l'endroit où mes enfants sont au-dessus, beaucoup plus de morceaux de Gryphée des fossiles peuvent être trouvés.

Site n°3 : Tensleep, région des dinosaures du Wyoming

Au-dessous de Hyatsville, Wyoming, nous avons pris une petite route secondaire et avons finalement atteint une colline que ma camionnette ne pouvait pas gravir. Nous avons ensuite marché environ deux milles plus à l'ouest dans les badlands. Finalement, nous avons gravi une autre colline et sommes tombés sur des millions de fragments d'obus et de Belemnites. Le type de sol et les fossiles semblaient les mêmes que ceux que j'avais vus à Red Gulch et Sheep Mountain, mais nous étions encore à 20 à 25 milles au sud du site de Red Gulch.

Ci-dessous, une image de la surface à flanc de colline montrant d'abondants fragments de Belemnite.

Une image plus proche des Belemnites dans cette région.

Ci-dessous se trouve une autre Belemnite mais aussi d'abondants fragments de palourdes. Ce sont le même type de fragments de coquilles de palourdes que j'ai trouvés à Sheep Mountain, dans la région de Red Gulch et près de Shell, dans le Wyoming.

Autres sites : Shell, Wyoming et près de Tensleep, Wyoming

Près de Shell, dans le Wyoming, nous avons trouvé une colline avec le même ordre de fossiles. Gryphées fossiles dans la partie inférieure de la colline, puis quelques coquilles de bivalves brisées et Belmnites plus haut sur le flanc de la colline. Aussi, juste à l'ouest de la ville de Tensleep, Wyoming, j'ai vu quelques Gryphée fossiles, mais à cet endroit, il n'y avait pas de terrain plus élevé car il s'était érodé, il n'y avait donc aucune possibilité de voir si les mêmes Belemnites auraient été dans cette zone avant qu'il ne soit érodé.

Qu'ai-je observé et que pouvons-nous apprendre de ces fossiles ?

Les fossiles représentent des communautés d'organismes et non un assemblage aléatoire d'espèces : Où j'ai trouvé Gryphée moules bivalves elles sont apparues comme des populations naturelles. Il y avait de gros (2 pouces) et de minuscules (<1/4 pouces) des obus complets et des fragments de gros et petits coquillages. C'est comme s'il s'agissait d'une mer peu profonde où une communauté de coquillages vivait avec des membres âgés, jeunes et décédés tous ensemble. Séparé des couches de roche qui contenaient ces Gryphée communautés, j'ai trouvé une abondance de différents coquillages bivalves et Belemnites. Ces deux fossiles étaient représentés par diverses tailles (1/4 de pouce à >5 pouces) représentant de vastes populations de chaque espèce. Étant donné que les calmars auraient vécu dans la colonne d'eau mais que les bivalves auraient vécu dans les sédiments, il n'y a aucune raison de s'attendre à trouver ces fossiles ensemble dans un modèle d'inondation qui utilise le tri hydrodynamique ou l'échappement différentiel pour prédire les distributions des fossiles. Pourquoi des milliers de milliards de la même espèce de Gryphée ou Belemnite être préservé dans un ensemble de roche sédimentaire mais d'autres espèces du même type d'organisme être trouvées – selon d'autres chasseurs de fossiles – dans les couches au-dessus et au-dessous de ces couches ? Dans une inondation mondiale chaotique, comment des populations massives, y compris des bébés et des adultes, seraient-elles toutes emportées ensemble, à part des milliards d'autres spécimens d'une espèce différente ?

Le même ordre de fossiles peut être observé sur une centaine de kilomètres carrés : Sans aucune connaissance préalable de la plupart des fossiles que je trouverais lors de ma visite au Wyoming, je suis tombé sur plusieurs endroits distants d'une distance allant jusqu'à 60 miles dans lesquels j'ai trouvé la même communauté de types de fossiles dans le même ordre stratigraphique. Dans 30 à 50 pieds de schiste j'ai trouvé Gryphée fossiles et quelques crinoïdes et puis il y avait de la roche au-dessus de ceux-ci qui ne contenait aucun fossile visible. Au-dessus, il y avait encore 30 à 50 pieds de schiste qui contenaient d'abondantes coquilles de bivalves, des bélemnites et une autre espèce de crinoïde. Ces observations sont en contradiction avec toute explication du tri hydrodynamique.Pourquoi différentes espèces de crinoïdes qui ont la même taille et la même forme approximative seraient-elles séparées en différentes couches sans qu'aucune ne se trouve dans une couche de roche entre les deux ? Pourquoi des bélemnites de toutes tailles ne se trouveraient-ils que dans une seule couche de schiste et ne se trouveraient-ils pas dans les couches de schiste en dessous si toutes ces couches de sédiments étaient déposées en une seule grande inondation ?

Le fait que ces communautés d'espèces se retrouvent empilées les unes sur les autres contredit directement l'hypothèse de zonage/tri écologique des géologues des crues. En même temps, le tri hydrodynamique et l'échappement différentiel sont des explications absurdes pour ces fossiles.

Une explication beaucoup plus simple est que ces fossiles représentent les restes de populations d'organismes vivant en communautés dans une mer peu profonde pendant de longues périodes. Dans ce cas, un scénario plausible comprend : Gryphée les fossiles vivant près du rivage ont été exposés à des apports successifs de nouveaux sédiments dans cette mer et à l'accumulation de micro-organismes de petite taille (par exemple des coccolithes) qui ont progressivement recouvert et préservé de nombreux coquillages. Alors que le niveau de la mer montait, Gryphée les bivalves n'ont plus trouvé dans la région un bon environnement pour leur survie et différentes communautés d'organismes sont arrivées dans les eaux désormais plus profondes. Plusieurs espèces différentes de bivalves plats ont maintenant élu domicile sur le fond marin et des calmars nageaient dans les mers peu profondes. Au fur et à mesure que les calmars mouraient et que leur chair se décomposait, les rostres durs se sont rassemblés sur le fond marin avec les coquilles et ont été préservés. Plus tard, lorsque les mers se sont remplies de sédiments et/ou que le niveau de la mer a baissé, toute la zone a été exposée à l'air et maintenant, le dépôt de sédiments des ruisseaux des montagnes environnantes a continué d'ajouter de nouveaux sédiments au-dessus des sédiments marins. Ces nouveaux sédiments enregistrent des empreintes de dinosaures, d'ossements de dinosaures et d'autres organismes terrestres.

La roche de schiste du bassin de Bighorn enregistre pour nous une histoire facile à lire de la croissance et du déclin d'une mer peu profonde et non d'une inondation mondiale chaotique. De peur que quelqu'un pense que c'est peut-être juste la préservation d'un environnement pré-déluge comme c'était le jour où le déluge a commencé, vous devez savoir que plus de 6000 pieds de roches sédimentaires supplémentaires - principalement marines - se trouvent sous les couches qui nous sommes concernés aujourd'hui. Ces roches contiennent également des fossiles et ils ont donc tous dû être déposés avant que ces couches puissent être déposées. Comment une inondation mondiale a-t-elle pu déposer plus d'un mile de sédiments et avoir ensuite ce qui semble être des dépôts d'une mer calme remplie de quelques espèces qui ont en quelque sorte échappé à la préservation avant mais qui ont ensuite été TOUTES préservées à ce moment précis ?

Debout sur une colline du Wyoming avec les preuves des archives fossiles à vos pieds, l'absurdité du modèle de géologie d'inondation YEC devient trop claire.

L'amendement suivant au dicton de Ken Ham est requis : Si la Terre a vraiment des millions d'années, quelles en seraient les preuves ? Des quadrillions de choses mortes, enfouies dans des couches rocheuses, déposées par l'eau, les cendres volcaniques et les glissements de terrain, partout sur la terre. Eh bien, c'est exactement ce que nous voyons – des milliards de choses mortes enfouies dans des couches rocheuses déposées par l'eau, les cendres volcaniques et les glissements de terrain, partout sur la terre !

Cet article a été initialement écrit et publié sur ce site le 20 août 2016


Découvrez l'histoire fossile du Colorado

Sous une vallée montagneuse herbeuse du centre du Colorado se trouve l'un des gisements de fossiles les plus riches et les plus diversifiés au monde. Des souches de séquoia pétrifié mesurant jusqu'à 14 pieds de large et des milliers de fossiles détaillés d'insectes et de plantes révèlent l'histoire d'un Colorado préhistorique très différent.

Transcription

La vie adaptée à un climat frais et tempéré s'épanouit ici

Mais le monde qui nous entoure change constamment

Les montagnes s'élèvent et s'érodent

La vie prospère et change en un clin d'œil.

Notre sens du temps et de l'environnement qui nous entoure est ancré dans le présent

Mais notre planète, son climat et ses communautés de vie ont changé depuis des millions d'années

Parfois, malgré d'innombrables obstacles, une ombre du passé survit.

fournissant des indices sur la vie ancienne qui existait autrefois dans cet endroit même.

La géologie, les fossiles et les histoires humaines du monument national des gisements de fossiles de Florissant font partie d'un patrimoine géologique commun. Les couches rocheuses sous cette vallée contiennent l'un des gisements de fossiles les plus riches au monde.

Ils détiennent des indices d'environnements et de vies inattendus qui existaient ici à une époque appelée la fin de l'Éocène. les dinosaures étaient éteints, et c'était maintenant l'âge des mammifères.

Il y a environ 37 millions d'années

une explosion à distance d'un cratère volcanique en train de s'effondrer connu sous le nom de caldeira

a envoyé un énorme flux de cendres et de gaz surchauffés à travers le paysage comme un ouragan volcanique

incinérer tout sur son passage

Lentement, la vie a repris pied il y a 34 à 35 millions d'années alors que de nouveaux et puissants volcans se dressaient sur la vallée de Florissant.

Des éruptions périodiques ont recouvert la vallée de cendres et de débris.

Les précipitations ont saturé les débris meubles sur les pentes du volcan, créant une coulée de boue massive et rapide appelée lahar.

Il mesurait des kilomètres de long et environ quinze pieds de haut lorsqu'il atteignit la vallée de Florissant.

La boue de boue et de cendres volcaniques entourait les bases des imposants séquoias.

Au fur et à mesure que les séquoias mouraient, leurs cimes se décomposaient.

Les eaux souterraines, riches en silice dissoute provenant des cendres volcaniques, se sont progressivement infiltrées dans le bois, déposant des minéraux et le pétrifiant au fil du temps.

Les éruptions volcaniques se sont poursuivies pendant des milliers d'années

Un autre lahar coulant a bloqué un ruisseau, créant l'ancien lac de Florissant.

Après plusieurs millénaires, ce lac et le paysage qui l'entoure ont nourri une vie foisonnante.

Des cendres volcaniques et de l'argile se sont déposées sur le fond du lac, créant des couches d'épaisseur variable au fil du temps.

Des algues unicellulaires appelées diatomées ont prospéré dans l'eau riche en minéraux puis sont mortes périodiquement.

Les couches se sont comprimées et ont formé une roche sédimentaire en couches minces appelée schiste à papier.

Des feuilles, des graines, des insectes, des poissons et même des oiseaux se sont installés au fond du lac où ils ont été ensevelis par de nouvelles couches de cendres volcaniques, d'argile et de diatomées.

Des millions d'années plus tard, le schiste contient des fossiles fragiles, des pierres de touche physiques de la vie ancienne, inspirant l'esprit avec des liens avec cette terre et son passé.

Des ombres de l'histoire humaine ancienne peuvent également être trouvées ici, une partie du patrimoine géologique partagé de Florissant.

Les Ute, les Jicarilla Apache et d'autres tribus considèrent la région comme faisant partie de leurs terres ancestrales.

Les membres de la tribu ont toujours un lien fort avec ce domaine.

Les paléontologues explorent la région depuis les années 1870

décrivant plus de 1800 espèces

faisant de Florissant l'un des sites fossiles les plus riches au monde.

Samuel Scudder a mené une fouille dans la région de Florissant en 1877, identifiant environ 600 espèces.

Attirés par le Homestead Act de 1862, de nouveaux colons commencèrent à établir des ranchs et des fermes à Florissant.

Charlotte Hill a collecté des centaines de spécimens de fossiles importants qu'elle a fournis aux scientifiques tout en s'installant et en élevant six enfants.

En signe de gratitude, la rose fossile, Rosa Hilliae, a été nommée d'après elle.

Charlotte Hill a recueilli l'un des papillons fossiles les plus remarquables jamais trouvés, le Prodryas perséphone, communément appelé papillon aux pieds de brosse.

D'autres papillons broussailleux vivent aujourd'hui dans l'écosystème de Florissant.

Des centaines de nouvelles espèces de plantes fossiles, d'insectes, d'araignées et de vertébrés ont été décrites à la suite du travail de Hill avec des scientifiques.

Le nombre de fossiles sur le site a marqué les paléontologues comme Theo Cockerell, arrivé en 1906.

COCKERELL : Il y a une quantité accumulée et presque embarrassante de matériel, et beaucoup de choses remarquables ont été découvertes.

NARRATEUR : Des fossiles de Florissant ont été envoyés dans des musées du monde entier et le site est devenu célèbre.

Les touristes sont arrivés impatients de voir les souches géantes pétrifiées et de collecter des fossiles comme souvenirs.

La dynamite a été utilisée pour mieux exposer les souches pétrifiées.

Une tentative a même été faite pour scier la grosse souche en morceaux pour l'expédier à l'Exposition universelle de 1893 à Chicago.

Les lames de scie cassées de l'effort restent encore.

Le Colorado Midland Railway permettait aux passagers de débarquer à Florissant et de récupérer des fossiles.

Dans les années 1920, les touristes étaient attirés par des sites commerciaux et un ranch avec une cheminée en bois pétrifié.

CHANTEUR : À une certaine époque, il y avait de grosses souches pétrifiées et des bûches gisant sur le sol tout autour de la campagne

mais ils ont pour la plupart été vendus ou volés.

NARRATEUR : Le paléontologue Harry MacGinitie a commencé à étudier les fossiles de Florissant dans les années 1930.

Il considérait la zone fossile de Florissant comme la clé pour comprendre l'histoire du passé de la vie.

Mais des années de collecte incontrôlée, avaient conduit à la disparition croissante des fossiles.

Les communautés scientifiques et locales ont commencé à réclamer la conservation des gisements de fossiles.

En 1969, les terres contenant des fossiles à Florissant ont été ciblées pour le développement de logements.

Les fossiles et leurs indices sur la vie ancienne pourraient être perdus à jamais.

Des scientifiques comme Estella Leopold et d'autres citoyens ont formé un groupe appelé les Défenseurs de Florissant.

Les paléobotanistes MacGinitie ont rejoint Léopold et d'autres pour témoigner devant le Congrès

et a ensuite amené les sénateurs à voir Florissant de première main

MacGinitie : La terre n'a pas une grande valeur pour le logement ou l'agriculture, mais en tant que page de l'histoire de la Terre, elle n'a pas de prix.

LÉOPOLD : Comment l'homme peut-il évaluer son environnement planétaire et y visualiser sa place historique s'il ne garde pas et ne chérit pas quelques pierres de touche du passé ?

NARRATEUR : dans une affaire environnementale historique, une équipe juridique est allée en justice pour arrêter la destruction imminente des fossiles de Florissant et de leur enregistrement de la vie ancienne.

YANNACONE : Sacrifier ce record vieux de 34 millions d'années pour des hypothèques et des sous-sols de 30 ans, c'est comme envelopper du poisson avec les manuscrits de la mer Morte.

Narrateur : Le 20 août, le statut de monument national a été accordé aux gisements fossiles de Florissant, protégeant ainsi son patrimoine géologique mondial.

Certaines des plus grandes souches pétrifiées de la planète qui ont autrefois été confrontées au bulldozer et à la dynmaite sont désormais protégées et surveillées pour tout dommage causé par l'environnement ou les intempéries.

On estime que certains de ces arbres mesuraient plus de 230 pieds de haut et plus de 500 à 750 ans.

Florissant possède le seul trio pétrifié connu, des troncs interconnectés poussant comme une seule plante.

Le personnel de paléontologie du monument national et les partenaires universitaires mènent des recherches en cours

et travailler pour stabiliser et conserver les fossiles de schiste fragiles et les souches pétrifiées

permettant aux futurs scientifiques d'étudier les fossiles avec de nouvelles méthodes

afin qu'ils puissent révéler encore plus de connaissances sur le passé.

D'innombrables fossiles ne sont visibles qu'au microscope.

Des millions de grains de pollen, de diatomées et d'invertébrés microscopiques sont conservés à Florissant.

Les microfossiles sont essentiels pour comprendre l'habitat, la qualité de l'eau et le climat ici il y a 34 millions d'années.

En comparant les fossiles de Florissant aux plantes modernes, les scientifiques peuvent déterminer la température et les précipitations des écosystèmes du passé antique.

Juste après la fin de l'éocène chaud, il y a eu une énorme baisse de la température mondiale.

Le climat de Florissant a changé brusquement pour un climat de température plus fraîche.

Les plantes originaires du climat plus chaud se sont adaptées, se sont éteintes ou se sont dispersées dans des régions plus chaudes.

Les fossiles révèlent aux scientifiques comment les plantes et les animaux ont réagi au changement climatique dans le passé.

Les parents modernes de l'arbre de pluie doré ne sont originaires que de Chine, de Taïwan et de Fidji

pourtant ils existaient autrefois à Florissant il y a des millions d'années.

Les deux fossiles végétaux les plus courants sont des membres éteints des familles des ormes et des hêtres.

Des fossiles de plus de 30 espèces de vertébrés ont été trouvés.

Les plus grands vétérinaires étaient des brontothères, des géants pesant deux tonnes et mesurant huit pieds de haut.

Les squelettes de poissons et les dents de mammifères sont les plus abondants.

Les fossiles d'oiseaux rares ont des plumes visibles capturées dans la pierre.

Florissant est particulièrement connu pour ses délicats fossiles d'insectes et d'araignées.

Les plantes fossiles montrent des signes de dommages causés par les insectes comme aujourd'hui.

Les papillons et les mites fossiles délicats sont très rares. Florissant en compte plus d'espèces, peut-être que tout autre site fossilifère au monde.

Cette mouche tsé-tsé extrêmement rare témoigne d'un climat différent qui existait autrefois à Florissant.

La mouche tsé tsé ne vit plus qu'en Afrique tropicale

Pour la vie ancienne, les changements de température se sont produits sur des dizaines de milliers d'années

Une partie de la vie s'est éteinte, d'autres se sont adaptées au changement climatique et environnemental.

Et certains se sont dispersés vers d'autres endroits où le climat était plus favorable.

Le changement climatique se produit aujourd'hui à un rythme beaucoup plus rapide

Les fossiles de Florissant permettent de se tourner vers le passé pour mieux comprendre le présent.

et pour guider notre gestion de la vie à l'avenir.

La géologie, les fossiles et les histoires humaines du monument national des gisements de fossiles de Florissant font partie d'un patrimoine géologique commun. Les couches rocheuses sous cette vallée contiennent l'un des gisements de fossiles les plus riches au monde. Ils détiennent des indices d'environnements et de vies inattendus qui existaient ici à une époque appelée la fin de l'Éocène.


11.3 : Fossiles - Géosciences

Tous les articles publiés par MDPI sont rendus immédiatement disponibles dans le monde entier sous une licence en libre accès. Aucune autorisation particulière n'est requise pour réutiliser tout ou partie de l'article publié par MDPI, y compris les figures et les tableaux. Pour les articles publiés sous licence Creative Common CC BY en libre accès, toute partie de l'article peut être réutilisée sans autorisation à condition que l'article original soit clairement cité.

Les articles de fond représentent la recherche la plus avancée avec un potentiel important d'impact élevé dans le domaine. Les articles de fond sont soumis sur invitation individuelle ou sur recommandation des éditeurs scientifiques et font l'objet d'un examen par les pairs avant leur publication.

L'article de fond peut être soit un article de recherche original, soit une nouvelle étude de recherche substantielle qui implique souvent plusieurs techniques ou approches, ou un article de synthèse complet avec des mises à jour concises et précises sur les derniers progrès dans le domaine qui passe systématiquement en revue les avancées les plus passionnantes dans le domaine scientifique. Littérature. Ce type d'article donne un aperçu des orientations futures de la recherche ou des applications possibles.

Les articles du Choix de l'éditeur sont basés sur les recommandations des éditeurs scientifiques des revues MDPI du monde entier. Les rédacteurs en chef sélectionnent un petit nombre d'articles récemment publiés dans la revue qui, selon eux, seront particulièrement intéressants pour les auteurs ou importants dans ce domaine. L'objectif est de fournir un aperçu de certains des travaux les plus passionnants publiés dans les différents domaines de recherche de la revue.


11.3 : Fossiles - Géosciences

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20.3 Combustibles fossiles

Il existe de nombreux types de combustibles fossiles, mais tous impliquent le stockage de matière organique dans des sédiments ou des roches sédimentaires. Les combustibles fossiles sont riches en carbone et la quasi-totalité de ce carbone provient en fin de compte du CO2 retiré de l'atmosphère lors de la photosynthèse. Ce processus, entraîné par l'énergie solaire, implique la réduction (le contraire de l'oxydation) du carbone, ce qui entraîne sa combinaison avec de l'hydrogène au lieu de l'oxygène. La matière organique qui en résulte est constituée de molécules glucidiques complexes et variées.

La plupart des matières organiques sont oxydées en CO2 relativement rapidement (en quelques semaines ou années dans la plupart des cas), mais tout ce qui est isolé de l'oxygène de l'atmosphère (par exemple, au fond de l'océan ou dans une tourbière stagnante) peut durer assez longtemps pour être enseveli par les sédiments et, si tel est le cas, peut être conservé pendant des dizaines à des centaines de millions d'années. Dans des conditions naturelles, cela signifie qu'il sera stocké jusqu'à ce que ces roches soient finalement exposées à la surface et altérées.

Dans cette section, nous discuterons des origines et de l'extraction des principaux combustibles fossiles, notamment le charbon, le pétrole et le gaz. Le charbon, le premier combustible fossile à être largement utilisé, se forme principalement sur les terres dans les zones marécageuses adjacentes aux rivières et aux deltas dans les zones à climat tropical humide à tempéré. La croissance vigoureuse de la végétation conduit à une abondance de matière organique qui s'accumule dans l'eau stagnante, et ainsi ne se décompose pas et ne s'oxyde pas. Cette situation, où la matière organique morte est immergée dans une eau pauvre en oxygène, doit être maintenue pendant des siècles voire des millénaires pour qu'assez de matière s'accumule pour former une couche épaisse (Figure 20.18a). À un moment donné, le dépôt marécageux est recouvert de plus de sédiments, généralement parce qu'une rivière change de cours ou que le niveau de la mer s'élève (figure 20.18b). Au fur et à mesure que des sédiments sont ajoutés, la matière organique commence à se comprimer et à s'échauffer. Bas grade lignite le charbon se forme à des profondeurs comprises entre quelques 100 m et 1 500 m et à des températures pouvant atteindre environ 50 °C (figure 20.18c). Entre 1 000 m et 5 000 m de profondeur et des températures jusqu'à 150°C m, bitumineux formes de charbon (Figure 20.18d). A des profondeurs supérieures à 5 000 m et à des températures supérieures à 150°C, anthracite formes de charbon.

Figure 20.18 Formation de charbon : (a) accumulation de matière organique dans une zone marécageuse (b) la matière organique est recouverte et comprimée par le dépôt d'une nouvelle couche de sédiments clastiques (c) avec un enfouissement plus important, des formes de charbon de lignite et (d) à des profondeurs encore plus grandes, se forment du charbon bitumineux et éventuellement anthracite. [SE]

Il existe d'importants gisements de charbon dans de nombreuses régions du Canada, notamment les Maritimes, l'Ontario, la Saskatchewan, l'Alberta et la Colombie-Britannique. En Alberta et en Saskatchewan, une grande partie du charbon est utilisée pour la production d'électricité.Le charbon de la mine Highvale (figure 20.19), la plus grande au Canada, est utilisé pour alimenter les centrales électriques de Sundance et de Keephills à l'ouest d'Edmonton. Presque tout le charbon extrait en Colombie-Britannique est exporté pour être utilisé dans la fabrication d'acier.

Figure 20.19 La mine Highvale (en arrière-plan) et les centrales Sundance (à droite) et Keephills (à gauche) sur la rive sud du lac Wabamun, Alberta [SE]

Alors que presque tout le charbon se forme sur terre à partir de la végétation terrestre, la plupart du pétrole et du gaz proviennent principalement de micro-organismes marins qui s'accumulent dans les sédiments du fond marin. Dans les zones où la productivité marine est élevée, la matière organique morte est livrée au fond marin assez rapidement pour qu'une partie échappe à l'oxydation. Ce matériau s'accumule dans les sédiments boueux, qui s'enfouissent à une profondeur importante sous d'autres sédiments.

À mesure que la profondeur d'enfouissement augmente, la température augmente également, en raison du gradient géothermique, et progressivement la matière organique des sédiments est convertie en hydrocarbures (figure 20.20). La première étape est la production biologique (impliquant des bactéries anaérobies) de méthane. La plupart s'échappent à la surface, mais une partie est piégée dans les hydrates de méthane près du fond marin. À des profondeurs supérieures à environ 2 km et à des températures allant de 60° à 120°C, la matière organique est convertie par des processus chimiques en pétrole. Cette plage de profondeur et de température est connue sous le nom de fenêtre d'huile. Au-delà de 120 °C, la majeure partie de la matière organique est chimiquement convertie en méthane.

Figure 20.20 Les limites de profondeur et de température pour le gaz biogénique, le pétrole et le gaz thermogénique [SE]

La roche porteuse de matière organique au sein de laquelle a lieu la formation de gaz et de pétrole est connue des géologues pétroliers sous le nom de Roche mère. Le pétrole liquide et le méthane gazeux sont tous deux plus légers que l'eau, donc à mesure que les liquides et les gaz se forment, ils ont tendance à se déplacer lentement vers la surface, hors de la roche mère et dans roches réservoir. Les roches réservoirs sont généralement relativement perméables car cela permet la migration des fluides des roches mères et facilite également la récupération du pétrole ou du gaz. Dans certains cas, les liquides et les gaz remontent jusqu'à la surface, où ils sont oxydés, et le carbone est renvoyé dans l'atmosphère. Mais dans d'autres cas, ils sont contenus par des roches imperméables sus-jacentes (par exemple, mudrock) dans des situations où les anticlinaux, les failles, les changements de stratigraphie et les récifs ou les dômes de sel créent des pièges (Figure 20.21).

Figure 20.21 Migration du pétrole et du gaz des roches mères vers les pièges dans les roches réservoirs [SE]

Les liquides et les gaz piégés dans les réservoirs se séparent en couches en fonction de leur densité, le gaz s'élevant vers le haut, le pétrole en dessous et l'eau sous le pétrole. Les proportions de pétrole et de gaz dépendent principalement de la température dans les roches mères. Certains gisements de pétrole, comme bon nombre de ceux de l'Alberta, sont dominés par le pétrole, tandis que d'autres, notamment ceux du nord-est de la Colombie-Britannique, sont dominés par le gaz.

Figure 20.22 Coupe sismique à travers le champ East Breaks dans le golfe du Mexique. La ligne rouge pointillée marque la limite approximative entre les roches déformées et les roches non déformées plus jeunes. Les flèches ondulées sont interprétées comme des chemins de migration. L'épaisseur totale de cette section est d'environ 5 km. [SE après http://wiki.aapg.org/File:Sedimentary-basin-analysis_fig4-55.png]

En général, les gisements de pétrole ne sont pas visibles depuis la surface, et leur découverte implique la recherche de structures dans le sous-sol qui ont le potentiel de former des pièges. Les levés sismiques sont l'outil le plus couramment utilisé pour l'exploration pétrolière à un stade précoce, car ils peuvent révéler des informations importantes sur la stratigraphie et la géologie structurale des roches sédimentaires souterraines. Un exemple du golfe du Mexique au sud du Texas est illustré à la figure 20.22. Dans cette zone, un épais dépôt d'évaporites (« sel ») a formé des dômes car le sel est plus léger que les autres sédiments et a tendance à remonter lentement vers la surface, ce qui a créé des pièges. La séquence de roches déformées est coiffée d'une couche de roche non déformée.

Exercice 20.4 Interprétation d'un profil sismique

La coupe transversale présentée ici provient d'un levé sismique embarqué dans la mer de Béring au large de la côte ouest de l'Alaska. En tant que géologue pétrolier, il vous appartient de choisir deux emplacements distincts pour forer du pétrole ou du gaz. Quels emplacements choisiriez-vous ?

[de l'USGS à : http://walrus.wr.usgs.gov/infobank/programs/html/definition/seis.html]

Les types de réservoirs de pétrole et de gaz illustrés aux figures 20.21 et 20.22 sont décrits comme des réserves conventionnelles. Certains types de pétrole et de gaz non conventionnels comprennent les sables bitumineux, le gaz de schiste et le méthane de houille.

Les sables bitumineux sont importants parce que les réserves de l'Alberta sont très importantes (la plus grande réserve de pétrole au monde), mais ils sont très controversés d'un point de vue environnemental et social. Ils sont « non conventionnels » car le pétrole est exposé près de la surface et est très visqueux en raison des modifications microbiennes qui se sont produites à la surface. Les hydrocarbures qui forment cette réserve provenaient de roches paléozoïques profondément enfouies adjacentes aux montagnes Rocheuses et ont migré vers le haut et vers l'est (figure 20.23).

Les sables bitumineux sont controversés principalement en raison du coût environnemental de leur extraction. Étant donné que l'huile est si visqueuse, elle a besoin de chaleur pour la rendre suffisamment liquide pour être traitée. Cette énergie provient du gaz. Environ 25 m3 de gaz sont utilisés pour produire 0,16 m3 (un baril) de pétrole. (Ce n'est pas aussi grave qu'il y paraît, car l'équivalent énergétique du gaz requis est d'environ 20 % de l'énergie contenue dans le pétrole produit.) L'autre coût environnemental de la production de sables bitumineux est la dévastation de vastes étendues de terres -l'exploitation minière est en cours et les bassins de résidus sont construits, et le rejet inévitable de contaminants dans les eaux souterraines et les rivières de la région.

À l'heure actuelle, la majeure partie de la récupération du pétrole à partir des sables bitumineux est réalisée en extrayant le sable et en le traitant sur place. L'exploitation des sables bitumineux qui ne sont pas exposés à la surface dépend de processus in situ, par exemple l'injection de vapeur dans la couche de sables bitumineux pour réduire la viscosité du pétrole afin qu'il puisse être pompé à la surface.

Figure 20.23 Coupe transversale schématique du nord de l'Alberta montrant les roches mères et l'emplacement des sables bitumineux de l'Athabasca [SE]

Le gaz de schiste est un gaz piégé dans une roche qui est trop imperméable pour que le gaz puisse s'échapper dans des conditions normales, et il ne peut être extrait qu'en fracturant la roche réservoir à l'aide d'eau et de produits chimiques sous une pression extrêmement élevée. Cette procédure est connue sous le nom fracturation hydraulique ou alors "fractionnement.« La fracturation est controversée en raison du volume d'eau utilisé et parce que, dans certaines juridictions, les entreprises de fracturation ne sont pas tenues de divulguer la nature des produits chimiques utilisés. Bien que la fracturation soit généralement effectuée à des profondeurs importantes, il existe toujours le risque que les aquifères d'approvisionnement en eau sus-jacents soient contaminés (figure 20.24). La fracturation induit également une sismicité de faible niveau.

Au cours du processus de conversion de la matière organique en charbon, du méthane est produit, qui est stocké dans les pores du charbon. Lorsque le charbon est extrait, le méthane est libéré dans la mine où il peut devenir un grave risque d'explosion. Les machines modernes d'extraction du charbon sont équipées de détecteurs de méthane et cessent de fonctionner si les niveaux de méthane sont dangereux. Il est possible d'extraire le méthane des couches de charbon sans extraire le gaz de charbon récupéré de cette façon est connu sous le nom de méthane de houille.

Figure 20.24 Représentation du processus de forage dirigé et de fracturation hydraulique pour récupérer le gaz des roches imperméables. Les flèches bleu clair représentent le potentiel de rejet de produits chimiques de fracturation dans les aquifères. [par SE, après https://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_fracturing#/media/File:HydroFrac2.svg]


Magnitude du tremblement de terre

Avant d'examiner de plus près la magnitude, nous devons revoir ce que nous savons des ondes corporelles et examiner les ondes de surface. Les ondes corporelles sont de deux types, les ondes P, ou ondes primaires ou de compression (comme la compression des spires d'un ressort), et les ondes S, ou ondes secondaires ou de cisaillement (comme le mouvement d'une corde). Un exemple d'enregistrements d'ondes sismiques P et S est illustré à la Figure 11.13. Les paramètres critiques pour la mesure de la magnitude de Richter sont étiquetés, y compris l'intervalle de temps entre l'arrivée des ondes P et S - qui est utilisé pour déterminer la distance entre le séisme et la station sismique, et l'amplitude des ondes S — qui est utilisé pour estimer la magnitude du séisme.

Figure 11.13 Ondes P et S d'un petit tremblement de terre (M4) qui a eu lieu près de l'île de Vancouver en 1997. [SE]

Lorsque les ondes corporelles (P ou S) atteignent la surface de la Terre, une partie de leur énergie est transformée en ondes de surface, dont il existe deux types principaux, comme illustré à la figure 11.14. Les vagues de Rayleigh se caractérisent par un mouvement vertical de la surface du sol, comme des vagues sur l'eau, tandis que Vagues d'amour se caractérisent par un mouvement horizontal. Les ondes de Rayleigh et de Love sont toutes deux environ 10 % plus lentes que les ondes S (elles arrivent donc plus tard à une station sismique). Les ondes de surface ont généralement des amplitudes plus importantes que les ondes corporelles et elles causent plus de dégâts.

Figure 11.14 Représentation des ondes sismiques de surface [SE après : https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_wave#/media/File:Rayleigh_wave.jpg et https://en.wikipedia.org/wiki/Love_wave#/media /Fichier:Love_wave.jpg]

D'autres termes importants pour décrire les tremblements de terre sont hypocentre (ou alors concentrer) et épicentre. L'hypocentre est l'emplacement réel d'un choc sismique individuel en profondeur dans le sol, et l'épicentre est le point sur la surface terrestre directement au-dessus de l'hypocentre (Figure 11.15).

Figure 11.15 Épicentre et hypocentre [SE]

Un certain nombre de méthodes d'estimation de l'ampleur sont énumérées dans le tableau 11.1. La magnitude locale (ML) a été largement utilisée jusqu'à la fin du 20e siècle, mais magnitude du moment (MW) est maintenant plus couramment utilisé car il donne des estimations plus précises (en particulier avec des tremblements de terre plus importants) et peut être appliqué aux tremblements de terre à n'importe quelle distance d'un sismomètre. Les magnitudes des ondes de surface peuvent également être appliquées pour mesurer de grands séismes distants.

En raison de la taille croissante des villes dans les zones sujettes aux tremblements de terre (par exemple, la Chine, le Japon, la Californie) et la sophistication croissante des infrastructures, il devient important de disposer d'avertissements très rapides et d'estimations de la magnitude des tremblements de terre qui se sont déjà produits. Ceci peut être réalisé en utilisant les données des ondes P pour déterminer la magnitude, car les ondes P arrivent en premier aux stations sismiques, dans de nombreux cas plusieurs secondes avant les ondes S et les ondes de surface les plus dommageables. Les opérateurs de réseaux électriques, de pipelines, de trains et d'autres infrastructures peuvent utiliser les informations pour arrêter automatiquement les systèmes afin de limiter les dommages et les victimes.

Tableau 11.1 Un résumé de certaines des différentes méthodes d'estimation de la magnitude des séismes. [SE]
Taper Gamme M Dist. Varier commentaires
Local ou Richter (ML) 2 à 6 0‑400 km La relation de magnitude originale définie en 1935 par Richter et Gutenberg. Il est basé sur l'amplitude maximale des ondes S enregistrées sur un sismographe à torsion Wood‑Anderson. Les valeurs ML peuvent être calculées à l'aide des données d'instruments modernes. L signifie local car il ne s'applique qu'aux séismes relativement proches de la station sismique.
Moment (MW) > 3.5 Tous Basé sur moment sismique du séisme, qui est égal à la quantité moyenne de déplacement sur la faille multipliée par la zone de faille qui a glissé. Il peut également être estimé à partir de données sismiques si le sismomètre est réglé pour détecter les ondes corporelles de longue période.
Onde de surface (MME) 5 à 8 20 à 180° Une magnitude pour les séismes lointains basée sur l'amplitude des ondes de surface mesurées à une période proche de 20 s.
Onde P 2 à 8 Local Basé sur l'amplitude des ondes P. Cette technique est de plus en plus utilisée pour fournir des estimations de magnitude très rapides afin que des alertes précoces puissent être envoyées aux opérateurs de services publics et de transport pour arrêter les équipements avant l'arrivée des ondes S et des ondes de surface plus importantes (mais plus lentes).

Exercice 11.2 Estimations de la magnitude du moment à partir des paramètres de tremblement de terre

Un outil de calcul de la magnitude du moment est disponible sur : http://solr.bccampus.ca:8001/bcc/items/24da5970-c4f3-4ab9-98ed-089a7caca242/1/. Vous pouvez l'utiliser pour estimer l'amplitude du moment en fonction des valeurs approximatives de longueur, de largeur et de déplacement fournies dans le tableau suivant :

Longueur (km) Largeur (km) Déplacement (m) commentaires MW ?
60 15 4 Le tremblement de terre de 1946 sur l'île de Vancouver
0.4 0.2 .5 Le petit tremblement de terre de l'île de Vancouver illustré à la figure 11.13
20 8 4 Le séisme de Nisqually de 2001 décrit dans l'exercice 11.3
1,100 120 10 Le séisme de 2004 dans l'océan Indien
30 11 4 Le séisme de 2010 en Haïti

Le plus grand séisme enregistré avait une magnitude de 9,5. Y aurait-il un 10 ? Vous pouvez répondre à cette question en utilisant cet outil. Voyez quels nombres sont nécessaires pour faire MW = 10. Sont-ils raisonnables ?

L'échelle de magnitude est logarithmique en fait, la quantité d'énergie libérée par un séisme de M4 est 32 fois supérieure à celle libérée par un de M3, et ce rapport s'applique à tous les intervalles de l'échelle. Si nous attribuons un niveau d'énergie arbitraire de 1 unité à un séisme de M1, l'énergie pour les séismes jusqu'à M8 sera celle indiquée sur le graphique suivant :

Ordre de grandeur Énergie
1 1
2 32
3 1,024
4 32,768
5 1,048,576
6 33,554,432
7 1,073,741,824
8 34,359,738,368

Au cours d'une année donnée, lorsqu'il y a un grand tremblement de terre sur Terre (M8 ou M9), la quantité d'énergie libérée par cet événement dépassera probablement l'énergie libérée par tous les petits événements sismiques combinés.


Où chercher des fossiles

Les carrières sont d'excellents endroits pour trouver des fossiles car tant de roches sont exposées. Les anciennes carrières abandonnées sont les meilleures car les roches ont été altérées et les fossiles sont plus faciles à voir et à collecter.

Si vous prévoyez de ramasser dans une carrière ou toute autre propriété privée, assurez-vous d'obtenir la permission d'y entrer. De cette façon, quelqu'un saura où vous êtes en cas d'accident. Dans les carrières actives, il existe un danger de chute de pierres pendant le dynamitage. Si l'exploitant de la carrière ne sait pas que vous êtes là, il ne peut pas vous avertir lorsqu'il va déclencher une explosion.

Certains des meilleurs sites de collecte de l'Illinois sont les falaises et les falaises le long de nos principales rivières, les rivières Mississippi, Illinois, Ohio et Wabash et leurs affluents. À ces endroits, des fossiles entiers sont souvent altérés et peuvent être ramassés facilement. La plupart des grandes rivières de l'Illinois ont des berges de poussière glaciaire soufflée par le vent, ou loess (prononcé "luss"). Les coquilles d'escargots à respiration aérienne qui vivaient pendant la période glaciaire sont courantes dans le loess.

Les sites de collecte bien connus de fossiles de plantes sont les mines à ciel ouvert de charbon de l'Illinois. Le plus célèbre est peut-être la région de Mazon Creek près de Braidwood dans le nord-est de l'Illinois, qui a fourni des impressions magnifiquement préservées de fougères, de feuilles d'arbres et de quelques insectes aux musées du monde entier.

Cette carte du ruisseau Mazon vous aidera à localiser la zone d'intérêt. De nombreuses mines à ciel ouvert produisent de beaux brachiopodes, des escargots, des palourdes et des céphalopodes.

Les tranchées de route à travers le substrat rocheux exposent généralement des lits contenant des fossiles, mais soyez prudent le long des tranchées de route, surtout s'il y a une circulation dense.

Des fossiles de l'ère glaciaire, tels que des dents et des défenses de mammouth et de mastodonte, ont été trouvés principalement dans des gravières, mais aussi dans des fouilles de fondations et des fossés dans toutes les régions de l'État.

En fait, vous pouvez trouver des fossiles presque n'importe où, dans le gravier ou la pierre concassée de votre allée ou dans les murs et les fondations en pierre. Vous pouvez voir des fossiles dans de nombreux endroits où vous ne pouvez pas les collecter, tels que les comptoirs de restaurants, le marbre utilitaire dans les bâtiments publics, les trottoirs en pierre de plusieurs de nos vieilles villes ou les enrochements le long des rives du lac Michigan et de nos principales rivières.


11.3 : Fossiles - Géosciences

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