Fossile polystrate

Un fossile polystrate est un fossile d'un seul organisme (comme un tronc d'arbre ) qui s'étend sur plusieurs strates géologiques . Le mot polystrate n'est pas un terme géologique standard . Ce terme se trouve généralement dans les publications créationnistes .

Ce terme est généralement appliqué aux « forêts fossiles » de troncs et de souches d'arbres fossiles verticaux qui ont été trouvés dans le monde entier, c'est-à-dire dans l'est des États-Unis , dans l'est du Canada , en Angleterre , en France , en Allemagne et en Australie , généralement associés à des strates contenant du charbon. Dans les strates contenant du charbon du Carbonifère , il est également très courant de trouver ce que l'on appelle des Stigmaria (porte-greffes) dans la même strate. Les Stigmaria sont complètement absents dans les strates post-carbonifères, qui contiennent soit du charbon, soit des arbres polystrates, soit les deux.

En géologie , ces fossiles sont appelés troncs fossiles dressés, arbres fossiles dressés ou assemblages T0 . Selon les modèles courants d'environnements sédimentaires, ils sont formés par de rares épisodes brefs de sédimentation rapide séparés par de longues périodes de dépôt lent, de non-dépôt ou d'une combinaison des deux.

Les fossiles dressés se présentent généralement dans des couches associées à une plaine côtière ou à un bassin de rift en affaissement actif , ou à l'accumulation de matériaux volcaniques autour d'un stratovolcan en éruption périodique . En général, cette période de sédimentation rapide a été suivie d'une période de temps - de plusieurs décennies à plusieurs milliers d'années - caractérisée par une accumulation très lente ou nulle de sédiments. Dans les deltas fluviaux et autres environnements de plaine côtière, la sédimentation rapide est souvent le résultat final d'une brève période d'affaissement accéléré d'une zone de plaine côtière par rapport au niveau de la mer causée par la tectonique du sel , l'élévation globale du niveau de la mer, les failles de croissance, l'effondrement de la marge continentale ou une combinaison de ces facteurs. Par exemple, des géologues tels que John WF Waldron et Michael C. Rygel ont soutenu que l'enfouissement et la préservation rapides des arbres fossiles polystrates trouvés à Joggins, en Nouvelle-Écosse, résultent directement d'un affaissement rapide, causé par la tectonique du sel dans un bassin de séparation déjà en affaissement , et de l'accumulation rapide de sédiments qui en résulte. Les couches spécifiques contenant des fossiles polystrates n'occupent qu'une fraction très limitée de la superficie totale de chacun de ces bassins.

Les arbres fossiles dressés de la forêt pétrifiée de Gallatin dans la chaîne de montagnes Gallatin et de la forêt pétrifiée de Yellowstone à Amethyst Mountain et Specimen Ridge dans le parc national de Yellowstone sont enfouis dans les lahars et autres dépôts volcaniques qui composent la formation éocène de Lamar River, à la suite de périodes de sédimentation rapide associées à un volcanisme explosif. Ce type de volcanisme génère et dépose de grandes quantités de matériaux volcaniques meubles sous forme de couverture sur la pente d'un volcan , comme cela s'est produit lors de l'éruption du mont Pinatubo en 1991. Pendant et pendant les années qui suivent une période de volcanisme, les lahars et l'activité normale des cours d'eau emportent ces matériaux volcaniques meubles vers le bas de la pente. Ces processus entraînent l'enfouissement rapide de vastes zones de la campagne environnante sous plusieurs mètres de sédiments, comme cela a été directement observé lors de l'éruption du mont Pinatubo en 1991. Comme pour les dépôts de lahar modernes, les couches sédimentaires contenant des arbres dressés de la forêt pétrifiée de Yellowstone sont discontinues et très limitées en superficie. Les couches individuelles contenant des arbres dressés et des forêts enterrées individuelles n'occupent qu'une très petite fraction de la superficie totale du parc national de Yellowstone.

Les géologues ont reconnu d'innombrables sols fossiles ( paléosols ) dans les strates contenant des fossiles dressés à Joggins en Nouvelle-Écosse, dans les forêts pétrifiées de Yellowstone, dans les mines de charbon du bassin de Black Warrior en Alabama et dans de nombreux autres endroits. La couche immédiatement sous-jacente aux veines de charbon , souvent appelée « terre de fond » ou « argile sous-jacente », est généralement constituée ou contient un paléosol. Les paléosols sont des sols qui se sont formés par altération subaérienne pendant des périodes d'accumulation très lente ou nulle de sédiments. Plus tard, une sédimentation renouvelée a enfoui ces sols pour créer des paléosols. Ces paléosols sont identifiés sur la base de la présence de structures et de microstructures propres aux sols ; de terriers d'animaux et de moules de racines de plantes de tailles et de types divers ; d'un développement reconnaissable du profil du sol ; et de l'altération des minéraux par les processus du sol. Dans de nombreux cas, ces paléosols sont pratiquement identiques aux sols modernes.

Les géologues, qui ont étudié des fossiles dressés trouvés dans des roches sédimentaires exposées dans divers affleurements pendant des décennies, ont décrit les arbres fossiles dressés comme étant profondément enracinés sur place et généralement enracinés dans des paléosols reconnaissables . Des chercheurs tels que Falcon et Rygel et al., ont publié des croquis de terrain détaillés et des photos d'arbres fossiles dressés avec des systèmes racinaires intacts, qui sont enracinés dans des paléosols reconnaissables. Dans le cas des arbres fossiles dressés des forêts pétrifiées de Yellowstone , il a été constaté que les arbres fossiles dressés, à l'exception de souches relativement courtes, sont enracinés sur place dans les sédiments sous-jacents. En règle générale, les sédiments dans lesquels les arbres sont enracinés contiennent des paléosols développés à l'intérieur. Retallack (1981, 1997) a publié des images et des diagrammes d'arbres fossiles dressés de Yellowstone ayant des systèmes racinaires intacts développés dans des paléosols trouvés dans ces strates.

Les géologues ont également découvert que certains des plus grands arbres fossiles dressés trouvés dans les couches carbonifères houillères présentaient des signes de régénération après avoir été partiellement enfouis sous les sédiments. Dans ces cas, les arbres étaient clairement vivants lorsqu'ils ont été partiellement enfouis sous les sédiments. Les sédiments accumulés n'étaient pas suffisants pour tuer les arbres immédiatement en raison de leur taille. En conséquence, certains d'entre eux ont développé un nouvel ensemble de racines à partir de leur tronc juste en dessous de la nouvelle surface du sol. Jusqu'à ce qu'ils meurent ou soient submergés par les sédiments accumulés, ces arbres continueraient probablement à se régénérer en ajoutant de la hauteur et de nouvelles racines à chaque incrément de sédiments, laissant finalement plusieurs mètres d'ancien « tronc » enfoui sous terre à mesure que les sédiments s'accumulaient.

De plus, une partie de la période carbonifère a été une période de calottes glaciaires continentales étendues et épaisses . Au cours de la période glaciaire carbonifère, les cycles glaciaires - interglaciaires répétés ont provoqué des changements majeurs dans l'épaisseur et l'étendue des calottes glaciaires continentales. Lorsque ces calottes glaciaires se sont étendues en étendue et en épaisseur, le niveau eustatique de la mer a généralement baissé de plus de 100 mètres (330 pieds). Lorsque ces calottes glaciaires ont rétréci en étendue et en épaisseur, le niveau eustatique de la mer a généralement augmenté à nouveau de plus de 100 mètres (330 pieds). Comme cela s'est produit pendant l' époque holocène pour l'impulsion d'eau de fonte 1A et l'impulsion d'eau de fonte 1B , de brefs épisodes de fonte rapide des calottes glaciaires continentales du Carbonifère et du Gondwana ont probablement provoqué des élévations très rapides du niveau de la mer qui auraient brusquement inondé les marais côtiers de basse altitude et noyé les forêts qui y poussaient. En se basant sur la sédimentologie des couches de toit des mines de charbon de surface et souterraines et des cyclothèmes contenant les fossiles de troncs d'arbres dressés et in situ, les géologues ont suggéré que l'inondation des marais côtiers par les impulsions d'eau de fonte de la glace a entraîné l'inondation rapide des forêts côtières, en particulier le long des rivières et ruisseaux côtiers préexistants, sur de vastes zones de marais côtiers. Pendant et après leur submersion, les troncs dressés des forêts côtières noyées ont été ensevelis par la sédimentation influencée par les marées.

Les géologues ne trouvent rien d’anormal dans le fait que des arbres fossiles dressés trouvés dans des couches carbonifères soient associés à des fossiles marins ou d’eau saumâtre. Comme ils vivaient dans des plaines côtières en affaissement ou dans des bassins ouverts sur la côte, il était assez fréquent que l’affaissement dépasse périodiquement l’accumulation de sédiments, de sorte que les eaux marines peu profondes adjacentes inondaient périodiquement les plaines côtières dans lesquelles les arbres étaient enfouis. En conséquence, des sédiments contenant des fossiles marins s’accumulaient périodiquement dans ces zones avant d’être remplacés par des marécages côtiers – soit lorsque les sédiments remplissaient la mer peu profonde, soit lorsque le niveau de la mer baissait. De plus, selon les reconstitutions écologiques effectuées par les géologues, des assemblages spécifiques des types d’arbres trouvés sous forme de fossiles dressés occupaient des eaux saumâtres, voire des marécages côtiers salins, très semblables aux mangroves modernes. Ainsi, trouver des fossiles marins et d’eau saumâtre associés à ces arbres n’est pas différent de trouver des animaux d’eau saumâtre ou marins vivant dans des mangroves modernes.

Une étude détaillée de Taylor et Vinn (2006) sur la microstructure des fossiles traditionnellement identifiés comme « Spirorbis » dans la littérature géologique a révélé qu'ils sont constitués des restes d'au moins deux animaux complètement différents. Taylor et Vinn ont découvert que les fossiles « Spirorbis » trouvés dans les strates sédimentaires, y compris les Joggins et d'autres couches de charbon du Carbonifère déposées de l' Ordovicien au Trias , sont les restes d'un ordre éteint de lophophorates (maintenant appelés microconchidés ) sans rapport avec les vers tubicoles marins modernes ( Annélides ) auxquels appartient le genre Spirorbis . Cela contredit les arguments avancés par Harold Coffin et d'autres créationnistes selon lesquels les fossiles « Spirorbis » dans des strates contenant des fossiles polystrates indiquent leur dépôt dans un environnement marin, car ces fossiles sont classés comme les restes de microconchidés d'eau douce et saumâtre éteints au lieu des restes du genre marin Spirorbis comme ils ont été mal identifiés dans la littérature géologique.

Les scientifiques interprètent les fossiles polystrates comme des fossiles enterrés dans un laps de temps géologiquement court - soit par un événement de dépôt important, soit par plusieurs plus petits. Les géologues ne voient pas la nécessité d'invoquer un déluge mondial pour expliquer les fossiles dressés. Cette position des géologues est appuyée par de nombreux exemples documentés, dont quelques-uns sont discutés dans les paragraphes ci-dessous, de troncs d'arbres dressés enterrés qui ont été observés enfouis dans les dépôts volcaniques de l'Holocène du mont St. Helens , comté de Skamania, Washington , et du mont Pinatubo, Philippines ; dans les sédiments deltaïques et fluviaux du delta du fleuve Mississippi ; et dans les dépôts glaciaires du Midwest des États-Unis. Ces arbres dressés enterrés démontrent que les processus géologiques conventionnels sont capables d'enterrer et de préserver les arbres en position verticale de telle sorte qu'avec le temps, ils se fossiliseront.

À l'heure actuelle, les occurrences les mieux documentées d'arbres droits enterrés non fossilisés se trouvent dans les dépôts volcaniques historiques et de la fin de l'Holocène du mont St. Helens (comté de Skamania, Washington) et du mont Pinatubo aux Philippines. Au mont St. Helens, des arbres non fossilisés et partiellement fossilisés ont été observés dans de nombreux affleurements de débris volcaniques et de coulées de boue (lahars) et de dépôts de coulées pyroclastiques, qui datent de 1885 à plus de 30 000 BP, le long de la rivière Toutle Sud et d'autres rivières. Des forêts d'arbres droits de la fin de l'Holocène se trouvent également dans les dépôts volcaniques d'autres volcans de la chaîne des Cascades . En l'espace de quelques années après l'éruption du mont Pinatubo en 1991, l'érosion des dépôts pyroclastiques meubles recouvrant les pentes de la montagne a généré une série de lahars volcaniques, qui ont fini par ensevelir de grandes parties du paysage le long des principaux cours d'eau drainant ces pentes sous plusieurs mètres de sédiments volcaniques. Le dépôt répété de sédiments par les lahars volcaniques et par les rivières remplies de sédiments a non seulement créé d'innombrables arbres polystrates, mais aussi des poteaux téléphoniques, des églises et des maisons « polystrates », sur une période de quelques années. Les dépôts volcaniques qui entourent les arbres droits modernes sont souvent pratiquement identiques dans leurs structures sédimentaires, leur stratification externe et interne, leur texture, leurs sols enfouis et d'autres caractéristiques générales aux dépôts volcaniques contenant les forêts enfouies de Yellowstone. Comme dans le cas des forêts modernes enfouies par les lahars, les forêts enfouies individuelles de la forêt pétrifiée de Yellowstone et les couches qui les contiennent sont très limitées dans leur étendue.

FrançaisAu cours des fouilles de l'autoroute inter-États 10 aux États-Unis d'Amérique, ainsi que dans des fosses d'emprunt , des décharges et des études archéologiques, des arbres droits non fossilisés ont été trouvés enfouis dans des sédiments fluviaux et deltaïques de la fin de l'Holocène, voire historiques, sous la surface du delta du fleuve Mississippi et du bassin d'Atchafalaya en Louisiane . Dans un cas, des fosses d'emprunt creusées dans les levées naturelles du Bayou Teche près de Patterson, en Louisiane , ont mis à jour des troncs droits de cyprès complètement enterrés, de 1,2 à 1,8 mètre de haut . Au nord-est de Donaldsonville, en Louisiane , une fosse d'emprunt creusée pour le remblai utilisé pour entretenir les digues artificielles à proximité, a mis à jour trois niveaux de troncs d'arbres droits enracinés empilés les uns sur les autres, complètement enterrés sous la surface de Point Houmas, une parcelle de plaine inondable située dans une boucle de méandre du cours actuel du fleuve Mississippi. Lors de la recherche de sites archéologiques enterrés, les archéologues ont exhumé un cyprès à racines verticales de 12 pieds (3,6 mètres) de haut, complètement enterré dans une digue naturelle de la rivière Atchafalaya , dans la zone de gestion de la faune sauvage d'Indian Bayou, juste au sud de Krotz Springs, en Louisiane . Les datations au radiocarbone et les documents historiques recueillis pour cette étude archéologique, au cours de laquelle cet arbre et d'autres arbres verticaux ont été trouvés, dans la zone de gestion de la faune sauvage d'Indian Bayou, ont démontré que ces arbres verticaux ont été enterrés dans les années 1800, lors du détournement initial du débit du fleuve Mississippi dans la rivière Atchafalaya.

Des arbres dressés non fossilisés datant de la fin du Pléistocène ont été découverts enfouis sous des dépôts glaciaires en Amérique du Nord, le long de la bordure sud de la calotte glaciaire laurentidienne . Ces forêts enfouies ont été créées lorsque la bordure sud de la calotte glaciaire laurentidienne a localement endigué des vallées. En conséquence, des lacs d'eau de fonte ont rempli ces vallées et submergé les forêts qui s'y trouvaient. Les sédiments libérés par la fonte de la calotte glaciaire adjacente ont rapidement rempli ces lacs, ce qui a rapidement enterré et préservé les forêts submergées qui s'y trouvaient. Une forêt d'arbres dressés non fossilisés in situ , vieille de 24 000 ans, a été mise au jour par des fouilles pour une carrière près de Charleston, dans l'Illinois . Des fouilles pour un bassin de résidus près de Marquette, dans le Michigan , ont mis au jour une forêt in situ d'arbres non fossilisés, vieux d'environ 10 000 ans, enfouis dans des sédiments de lacs et de cours d'eau glaciaires.