Comment se forment les fossiles?

Lorsque les animaux, les plantes et autres organismes meurent, ils se décomposent généralement complètement. Mais parfois, lorsque les conditions sont idéales, ils sont préservés sous forme de fossiles.

Plusieurs processus physiques et chimiques différents permettent de créer des fossiles, selon le Service géologique de l’État de New York.

La congélation, le séchage et l’encastrement, par exemple dans du goudron ou de la résine, peuvent créer des fossiles de corps entiers qui préservent les tissus corporels. Ces fossiles représentent les organismes tels qu’ils étaient lorsqu’ils étaient vivants, mais ces types de fossiles sont très rares.

La plupart des organismes deviennent des fossiles lorsqu’ils sont modifiés par divers autres moyens.

La chaleur et la pression résultant de l’enfouissement dans les sédiments peuvent parfois amener les tissus des organismes – notamment les feuilles des plantes et les parties molles du corps des poissons, des reptiles et des invertébrés marins – à libérer de l’hydrogène et de l’oxygène, laissant derrière eux un résidu de carbone.

Ce processus – qui est appelé carbonisation, ou distillation – donne une impression détaillée de carbone de l’organisme mort dans la roche sédimentaire.

La méthode la plus courante de fossilisation est appelée perminéralisation, ou pétrification. Après la décomposition des tissus mous d’un organisme dans les sédiments, les parties dures – en particulier les os – sont laissées sur place.

L’eau s’infiltre dans les restes, et les minéraux dissous dans l’eau s’infiltrent dans les espaces à l’intérieur des restes, où ils forment des cristaux. Ces minéraux cristallisés font durcir les restes en même temps que la roche sédimentaire qui les entoure.

Dans un autre processus de fossilisation, appelé remplacement, les minéraux de l’eau souterraine remplacent les minéraux qui composent les restes corporels après que l’eau a complètement dissous les parties dures originales de l’organisme.

Les fossiles se forment également à partir de moules et de moulages. Si un organisme se dissout complètement dans une roche sédimentaire, il peut laisser une empreinte de son extérieur dans la roche, appelée moule externe. Si ce moule se remplit d’autres minéraux, il devient un moulage.

Un moule interne se forme lorsque des sédiments ou des minéraux remplissent la cavité interne, comme une coquille ou un crâne, d’un organisme, et que les restes se dissolvent.

Restes organiques

Ces dernières années, les chercheurs ont découvert que certains fossiles n’étaient pas uniquement constitués de minéraux. Les analyses de fossiles ont montré, par exemple, que certains conservent des matières organiques datées du Crétacé, une période qui a duré de 65,5 millions à 145,5 millions d’années, et du Jurassique, qui a duré de 145,5 millions à 199,6 millions d’années

Des tests suggèrent que ces matières organiques appartiennent aux dinosaures car elles correspondent à certaines protéines des oiseaux, qui ont évolué à partir des dinosaures.

« Auparavant, personne ne pensait qu’il était possible qu’une matière endogène – une matière qui provient de l’animal – puisse être laissée après le processus de fossilisation », a déclaré Ken Lacovara, le doyen de l’école de la Terre et de l’environnement de l’université Rowan dans le New Jersey.  » ce n’est pas vraiment le cas. « 

On ne sait pas exactement comment la matière organique est préservée, mais le fer pourrait aider les protéines à devenir réticulées et méconnaissables, ou indisponibles pour les bactéries qui les consommeraient autrement, a déclaré Lacovara. (Le formaldéhyde fonctionne de manière similaire, en réticulant les acides aminés qui composent les protéines, ce qui les rend plus résistantes à la décomposition, a expliqué à Live Science Mary Schweitzer, paléontologue moléculaire à l’Université d’État de Caroline du Nord.)

Une autre idée est la « maçonnerie microbienne », a déclaré Lacovara. « Il est possible que les bactéries qui ont initialement rongé le tissu sécrètent des minéraux comme déchets qui scellent ensuite hermétiquement un peu de ce qui reste derrière, presque comme un maçon en pierre scellant une structure, a-t-il dit à Live Science.

De plus, le grès – une roche composée de grains de minéraux, de sédiments ou de matières inorganiques de la taille d’un sable – semble être le meilleur type d’environnement pour préserver la matière organique dans les fossiles.

« Le grès est comme un tas de ballons de volley assis les uns sur les autres avec de grandes zones interstitielles entre eux », a déclaré Lacovara. « Il semble donc qu’une décomposition rapide pourrait favoriser le processus de préservation. Peut-être que nous avons besoin que les bactéries passent rapidement et mâchent les sédiments pour qu’elles puissent séquestrer un peu de dans le processus. »

Rapport supplémentaire de la rédactrice en chef Laura Geggel.

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