| XXXII. Les climats du passé géologique et les « périodes critiques » | Page de titre | XXXIV. Les dinosaures, les puissants maîtres des terres mésozoïques |
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Pour les fondateurs de la géologie, les roches mésozoïques étaient appelées formations « secondaires », situées au-dessus des formations primaires (paléozoïques et ères plus anciennes) et en dessous des formations tertiaires (cénozoïques). À leurs yeux, le Mésozoïque représentait le milieu ou le Moyen Âge de l’histoire de la Terre, et ils ont donc choisi un nom signifiant « vie médiévale » pour exprimer cette idée. On sait aujourd’hui que les formations mésozoïques sont loin de correspondre au milieu de l’histoire géologique, mais la vie telle que les géologues la connaissent est de nature médiévale, et c’est dans ce sens que le terme est employé.
Divisions du Mésozoïque. — L’ère mésozoïque, bien que très longue, n’a duré que la moitié, voire moins, de l’ère paléozoïque, mais deux fois plus longtemps que l’ère cénozoïque. En Europe, cette ère est divisée en trois périodes : le Crétacé (ou craie), le Jurassique (ou oolite) et le Trias (ou grès rouge). En Amérique, le Mésozoïque est parfois divisé en quatre périodes, en séparant les grandes formations de craie en une série inférieure et une série supérieure, connues respectivement sous les noms de Comanchien et de Crétacé. Ces périodes, en fonction des transformations organiques et du mouvement important à l’origine de la Sierra Nevada, peuvent être naturellement regroupées en Amérique en deux sous-ères : le Mésozoïque inférieur (Trias et Jurassique) et le Mésozoïque supérieur (Crétacé).
La vie caractéristique du Mésozoïque. — Dès 1831, Gideon Mantell qualifiait le Mésozoïque d’« Âge des Reptiles », car ces animaux dominaient alors le monde. Les reptiles du Mésozoïque présentaient une grande diversité de formes et d’adaptations — des plus petits aux plus gigantesques, des plus lents aux plus agiles — mais leur intelligence restait rudimentaire. Scott nous dit : « Ils occupaient tous les rôles aujourd’hui dévolus aux oiseaux et aux mammifères ; ils peuplaient la terre de formes gigantesques, herbivores et carnivores, ils pullulaient dans les mers et, tels de véritables dragons, ils régnaient sur les airs. »
Des reptiles du début du Trias émergèrent les petits mammifères reptiliens et ovipares, tandis qu’une autre souche donna naissance [ p. 464 ] aux oiseaux reptiliens, dotés d’une dentition abondante. À la fin du Mésozoïque, ces deux souches commencèrent à se moderniser : l’une en mammifères allaitants, l’autre en oiseaux édentés. Parmi les amphibiens du Paléozoïque, les stégocéphales disparurent avec le Trias, et leurs seuls descendants vivants, bien que lointains, sont les salamandres et les grenouilles fortement modifiées du Jurassique supérieur (Morrison).
Les animaux dominants du Paléozoïque, les trilobites, les émyptérides, les blastidés, les tétracoraux et les graptolites, avaient disparu, tandis que les crinoïdes, les échinides et les brachiopodes avaient subi de profondes modifications et que les espèces qui les composaient étaient non seulement caractéristiques de l’époque, mais plus proches de celles d’aujourd’hui. Les bivalves et les gastéropodes connurent de grandes transformations au début du Mésozoïque, et l’apogée de leur évolution fut atteinte au Cénozoïque. Les huîtres sont abondantes depuis le Jurassique. Les ammonites du Permien donnèrent lieu à une évolution remarquable au Trias, mais furent presque exterminées à la fin de cette période ; une autre évolution rapide eut lieu au Jurassique, puis elles commencèrent à décliner au Crétacé inférieur, et à la fin du Crétacé, elles avaient disparu. Parmi les invertébrés marins, aucun n’a été plus important au Mésozoïque que les ammonites.
La flore avait également subi de profondes transformations, car la plupart des plantes à spores importantes du Paléozoïque avaient pratiquement disparu et les fougères anciennes se transformaient en espèces modernes. Les plantes à graines plus anciennes avaient donné naissance à des conifères plus modernes, aux ginkgos et aux cycadées, dans une grande variété de formes. On trouvait également des joncs géants, des fougères en cours de modernisation et des fougères arborescentes. La domination des cycadées sur la flore du début du Mésozoïque est appelée l’Âge des Cycadées (voir fig., pp. 27 et 386). Les forêts du début du Mésozoïque devaient présenter une diversité de feuillages inégalée, et il est probable que les différentes nuances de vert étaient rehaussées par des cônes de fructification d’un rouge ou d’un violet terne, comme c’est encore le cas aujourd’hui chez les cycadées et les conifères. Si des odeurs sucrées dues aux sécrétions de nectar étaient alors présentes, elles l’étaient probablement de façon limitée. Avec le Crétacé inférieur, les plantes à fleurs et les insectes modernes (coléoptères, mouches, papillons, abeilles, guêpes) ont fait leur apparition, et l’on peut dire, en fait, qu’une grande partie du monde floral et entomologique moderne s’est établie dès le début du Crétacé.
Le terme Trias. — En Allemagne, au début du siècle dernier, la structure stratigraphique tripartite du Trias était déjà bien établie, l’Allemagne et les Alpes étant les régions d’où [ p. 455 ] provient la majeure partie de nos connaissances sur cette période. Au nord, le Trias débute avec le membre de grès bigarré (Bunter, 198-610 m) d’origine d’eau douce, surmonté d’un calcaire coquillier plus ou moins épais (Muschelkalk, 244-335 m), formé par une mer épicontinentale qui s’étendait vers le nord, en Allemagne, depuis la Téthys méditerranéenne. Cette mer a ensuite disparu, laissant place à des marécages houillers locaux ; puis sont apparus des dépôts continentaux bigarrés, majoritairement rouges, alternant avec des lits de terpène et, plus rarement, de sel (Keuper, 244-610 m). Il s’agit de la phase germanique, à laquelle Alberti donna le nom de Trias en 1834 en raison de son développement en trois étapes. En Angleterre, le Muschelkalk n’existe pas et tout le Trias est d’origine continentale ; ces dépôts étaient initialement connus sous le nom de grès rouge. En France, le Trias est souvent appelé période salifère, car on y trouve d’importants gisements de sel gemme.
Dans les Alpes, et plus particulièrement au Tyrol, où les dépôts sont d’origine marine et recèlent une remarquable diversité de fossiles, la classification germanique ne peut s’appliquer. Le Trias y est divisé en six séries, composées de sédiments marins classiques ; cette évolution est désignée comme la phase alpine ou normale. Cette dernière est devenue la référence pour la corrélation des strates marines de cette période, tandis que la phase germanique interprète les conditions terrestres et les mouvements diastrophiques.
Gümbel soutient que la zone dans laquelle s’est formée la phase Germaziique du Trias était séparée de celle du développement alpin ou marin normal par une chaîne de montagnes basses — les monts Yindéliens — qui a existé tout au long du Mésozoïque, de l’Italie et de la Sardaigne le long de la frontière bohémo-bavaroise jusqu’au plateau central de la France.
Points marquants du Trias. — Le fait le plus frappant concernant l’Amérique du Nord au Trias, et également au Jurassique, est sans doute son état d’émergence. Seules les zones côtières du Pacifique et le Mexique furent inondés par les océans. On parle alors d’un état géocratique, caractérisé par la prédominance des terres émergées. De ce fait, les climats désertiques prévalaient, et les archives géologiques se composent donc principalement de dépôts d’eau douce rouges et grossiers, parsemés de fossiles végétaux et d’ossements de reptiles. Le long de la côte Pacifique, on observe cependant de vastes formations marines riches en fossiles de mollusques, [ p. 456 ] parmi lesquels les ammonites sont les plus importantes. Les coraux et les calcaires récifaux sont également très répandus. Ces dépôts marins, généralement très épais, contiennent d’importantes quantités de cendres volcaniques et de laves, témoignant d’une activité volcanique intense de la Californie jusqu’en Alaska. Les laves ont également coulé en abondance dans les bassins de failles de l’est de l’Amérique du Nord, de la Nouvelle-Écosse à la Virginie. Les Palisades le long de la rive ouest du fleuve Hudson et les rochers Est et Ouest à New Haven, dans le Colorado, sont également des roches semblables à de la lave, mais d’un type qui s’est solidifié profondément sous la surface et qui a depuis été exposé par l’érosion de leurs strates de couverture.
La révolution appalachienne (voir p. 426) a non seulement transformé la frontière orientale de l’Amérique du Nord en une zone mobile, mais a également prolongé le continent jusqu’à une distance inconnue, au moins plusieurs centaines de kilomètres, dans l’océan Atlantique. Par conséquent, la majeure partie de la moitié orientale du continent est restée émergée pendant une très longue période, certainement jusqu’à la fin du Jurassique. Une autre raison pour laquelle la mer ne s’est pas étendue sur cette région réside dans le fait qu’une autre période d’élévation a débuté à la fin du Trias : le soulèvement des palissades. De ce fait, les archives géologiques témoignent d’une érosion, d’une formation de reliefs et d’une accumulation de dépôts continentaux en épaisses séquences. Le long de la frontière pacifique, en revanche, on observe une longue séquence marine qui présente une forte corrélation avec les archives asiatiques. Les eaux ont également répandu leurs sédiments sur de vastes zones des Cordillères occidentales, mais tous les dépôts ultérieurs sont des boues rouges et des grès d’eau douce. Le Trias de l’Amérique du Nord est donc présenté sous trois phases sédimentaires et fauniques régionales différentes : (1) marine normale de la côte Pacifique, (2) d’eau douce de la Cordillère occidentale et (3) dépôts continentaux intermontagnards de la bordure atlantique.
Subdivisions du Trias
Les conditions physiques et l’absence de mer dans l’est de l’Amérique du Nord au Trias se sont également répétées en Amérique du Sud, dans la majeure partie de l’Afrique, ainsi qu’en Europe du Nord et en Asie. Autrement dit, [ p. 457 ] la révolution de la fin du Paléozoïque a été résolument positive et s’est étendue sur la plus grande partie de la Terre, laissant la plupart des continents bien au-dessus du niveau de la mer, tandis que les principales zones de débordement océanique étaient les terres limitrophes du Pacifique et de la Téthys. Par conséquent, le Trias a été, partout dans le monde, une période géocratique, durant laquelle les continents étaient les plus vastes. Ce n’est qu’au Trias moyen que la Téthys s’est écoulée largement vers le nord sur l’Europe, déposant les célèbres calcaires épicontinentaux appelés Muschelkalk. Dans presque toutes les régions mentionnées, le climat était semi-aride à aride.
Les Appalaches, composées de nombreuses chaînes achevées au Permien, subissaient déjà alors une érosion importante, et tous les produits de cette érosion étaient emportés vers les océans. Ces mêmes conditions semblent s’être poursuivies au Trias, car aucun fossile de cette période, parmi les rares découverts dans l’est de l’Amérique, n’indique la première époque. Les poissons, selon Eastman, témoignent du début du Trias supérieur, tandis que les plantes, selon Stur et Knowlton, datent de la même période. Quoi qu’il en soit, les dépôts triasiques de Nouvelle-Écosse (voir partie I, fig., p. 99) reposent sur les bordures presque pénéplaines et tronquées des formations paléozoïques, du Champlainien au Pennsylvanien. En Pennsylvanie et au New Jersey, le Trias repose sur les bordures planes du Paléozoïque inférieur. Ces observations montrent également que les structures plissées du Permien avaient déjà subi une érosion importante au début de la formation de Newark.
Faille de Newark. — Le terme « Newark », tiré de Newark, dans le New Jersey, a été proposé par Redfield pour désigner les grès rouges présents sur le plateau du Piémont (Fig., p. 458). À partir du Trias moyen environ, les différentes régions de sédimentation de Newark — de la Nouvelle-Écosse, du Connecticut et du New Jersey à la Caroline du Nord — ont commencé à se fracturer sur un côté. Certaines zones étroites mais allongées se sont affaissées, formant des vallées, tandis que les espaces adjacents restaient fermes sous forme de blocs immobiles (horsts), ou s’élevaient. Ainsi, l’arche médiane et les horsts latéraux ont été périodiquement réélevés en terres plus ou moins élevées, et leurs matériaux érodés ont été transportés par les rivières dans les vallées en subsidence. De telles failles majeures se trouvent le long du côté oriental de la vallée du Connecticut (ici, le déplacement est d’environ 3,2 km) et d’autres sont connues dans les parties occidentales des zones triasiques du Maryland, du New Jersey, de la Pennsylvanie et de la Nouvelle-Écosse. Ainsi, les hautes terres constamment [ p. 458 ] renouvelées furent soumises à une érosion rapide, et dans les vallées en affaissement sur les flancs des horsts, les rivières en aggradation charrèrent d’énormes quantités de sédiments, formant les formations triasiques actuelles. Du fait de leur subsidence, les bassins de sédimentation se retrouvèrent également [ p. 459 ] en dessous du plan d’érosion et furent ainsi préservés au cours des siècles suivants. Dans la vallée du Connecticut, on compte de 3 000 à 4 000 mètres de dépôts continentaux (Fig., p. 459), tandis qu’au New Jersey et dans le sud-est de la Pennsylvanie, l’épaisseur maximale dépasserait 6 000 mètres. Dans ces régions, les rivières coulant vers l’est pourraient avoir atteint l’actuel plateau des Allegheny. En Pennsylvanie, le bassin de sédimentation semble s’être affaissé de 5 kilomètres au cours du Trias. Au sud, ces dépôts s’amincissent rapidement et à l’ouest de Richmond, en Virginie, ils ont une épaisseur d’environ 2500 pieds, et en Caroline du Nord de 3000 pieds (Fig., p. 458).
Le caractère des formations et la structure géologique des bassins de Newark sont analogues à ceux qui existent actuellement dans la Grande Vallée de Californie et la Sierra Nevada. Dans ces régions, le soulèvement à l’est et l’affaissement à l’ouest, survenus au cours du Cénozoïque récent, ont engendré une érosion profonde du côté soulevé, la Sierra Nevada, et un transfert de sédiments vers le fond affaissé. Une zone de faille sépare la Grande Vallée, le côté affaissé du bloc, de la chaîne côtière. Cette dernière contribue également à l’apport de sédiments dans la vallée, mais la plus grande partie provient des roches cristallines de la Sierra Nevada, à l’est. (Bairell.)
Matériaux ignés. — Dans toutes les régions s’étendant de la Nouvelle-Écosse à la Caroline du Nord, on trouve des roches ignées qui, dans les strates inférieures, se présentent sous forme de filons et de dykes de diabase (trappe), et, plus haut, sous forme de nappes de laves basaltiques extrudées pouvant atteindre 275 mètres d’épaisseur (Fig., p. 458 et ci-contre). Ces roches sont particulièrement visibles le long du fleuve Hudson, dans le New Jersey, où elles forment les célèbres Palisades, dont les parois verticales de roche colonnaire révèlent le bord d’une importante nappe de diabase (Fig., p. 460). Bien que des vestiges de petits volcans aient été découverts dans le Connecticut, il semble qu’aucun volcan majeur n’ait existé à cette époque. Vers la fin de la période de Newark, la lave en fusion [ p. 460 ] a jailli à plusieurs reprises par des fissures situées dans les zones les plus profondes des bassins affaissés et à proximité des grandes failles. Les laves se sont soit infiltrées dans les sédiments, soit, le plus souvent, ont coulé largement dans les vallées de sédimentation, loin des horsts et des blocs en soulèvement. Il ne fait aucun doute que les importants affaissements des vallées ont fracturé la croûte terrestre suffisamment profondément pour permettre aux magmas en fusion de remonter dans les strates supérieures et même de s’écouler sous forme de lave à la surface des bassins triasiques.
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Caractéristique des sédiments. — De la Virginie du Nord à la Nouvelle-Écosse, les grès et les pélites de Newark sont majoritairement rouges et se composent presque exclusivement de conglomérats, de grès et de schistes. L’ensemble des matériaux est peu lavé et hétérogène, formant la plupart du temps une masse détritique hétérogène. La majeure partie des conglomérats, des fanglomérats (Longwell, 1923) et des grès grossiers se situe à proximité des escarpements de faille dont ils proviennent. L’essentiel des matériaux est issu de formations ignées et métamorphiques, ce qui indique que les hautes terres se situaient à l’est, sur le plateau du Piémont (la région vallonnée à l’est des Blue Ridge Mountains, voir p. 311) des Appalaches orientales, composé de roches ignées archéozoïques et protérozoïques.
Les strates de Newark n’ont livré aucun fossile marin, tous les organismes retrouvés étant terrestres (plantes et vertébrés) ou d’eau douce (poissons, bivalves). Les restes de plantes et d’animaux sont toujours rares dans les dépôts rouges, en raison de l’oxydation complète des sédiments lors de leur formation. Les témoignages organiques les plus courants consistent donc en des empreintes ou des autographes de reptiles terrestres quadrupèdes et bipèdes (principalement des dinosaures) (voir fig., p. 474 et 480). Les plantes et les poissons se trouvent dans des schistes argileux sombres à noirs, qui sont manifestement des dépôts vaseux de lacs riches en plantes aquatiques. Les autres sédiments sont très entrecroisés, abondamment craquelés par le soleil, percés de dépressions pluviales (fig. 153, p. 462) et ridés, avec des feldspaths non décomposés. Il s’agit de matériaux d’érosion provenant d’un haut plateau de roches cristallines, déposés dans un climat semi-aride aux étés chauds et aux hivers possiblement froids. (Barrell.)
Vallée du Connecticut. — Dans la vallée du Connecticut, le Trias se divise aisément en trois séries en raison d’une importante zone médiane de coulées de lave. La série supérieure englobe les nombreuses carrières situées autour de Longmeadow (Massachusetts) et de Portland, Hartford et Middletown (Connecticut). Elle est composée de grès grossiers, de conglomérats et de schistes bitumineux, d’une épaisseur d’environ 1 067 mètres (3 500 pieds), et présente une abondance d’empreintes de reptiles, principalement de dinosaures. On y trouve cependant très rarement un squelette, voire un seul os de reptile, bien que Hitchcock et Lull aient décrit quatre-vingt-dix-huit types différents d’empreintes de vertébrés. La série intermédiaire présente, à sa base, la nappe de lave postérieure (piège), d’une épaisseur de [ p. 463 ] 30 mètres (100 pieds), sous [ p. 462 ] laquelle se trouvent les schistes bitumineux postérieurs contenant des plantes terrestres et des poissons ganoïdes, atteignant une épaisseur de 366 mètres (1 200 pieds). Viennent ensuite les coulées de lave principales, d’une épaisseur de 120 à 150 mètres, suivies des schistes antérieurs, d’une épaisseur de 90 à 300 mètres, contenant des plantes, des poissons et des empreintes de dinosaures ; à la base se trouve la nappe de lave antérieure, d’une épaisseur de 60 à 75 mètres. La série inférieure est composée de grès granitiques grossiers, de conglomérats fréquents, de quelques schistes et de trapps intrusifs tels que ceux d’East et West Rocks à Xew Haven, avec une épaisseur totale de 1 500 à 2 000 mètres. Les fossiles sont très rares dans cette série inférieure.
Gisements de charbon. — Dans les régions du Trias supérieur de Virginie et de Caroline du Nord, on trouve en abondance de l’ardoise noire à grain fin et bitumineuse, ainsi que des gisements localisés de charbon bitumineux et, plus rarement, une zone de minerai de fer à bandes noires. L’épaisseur des gisements de charbon varie de quelques mètres à 4, voire 8 mètres. La végétation y est abondante : on y trouve huit espèces de conifères, vingt-trois de cycadées, six de joncs et trente-cinq de fougères. Parmi ces dernières figure la fougère géante à larges feuilles (Macrotoesniopteris, Fig., ci-contre). On observe très rarement des amphibiens, des reptiles et des mammifères reptiliens (Dromatheriwn et Microconodon, Fig., p. 475). Ces dépôts sombres, avec leurs marécages houillers, dans lesquels Lyell signale également de nombreux joncs encore dressés verticalement, montrent que le climat de la zone de sédimentation n’était pas toujours et partout semi-aride, mais qu’il existait localement des climats humides, avec des marécages riches en cycadées, fougères et joncs.
On trouve également des charbons du Trias supérieur au Mexique, en Argentine, en Australie, en Inde, en Asie, ainsi qu’en Europe du Sud et du Nord.
Perturbation des Palisades. — À la fin du dépôt de la série de Newark, une déformation crustale s’est à nouveau amorcée, apparemment à une échelle considérable, de la Nouvelle-Écosse à la Caroline du Sud, créant ainsi une limite naturelle entre le Trias et le Jurassique. Partout, cette nouvelle zone de déformation se situait à l’est des plis des Appalaches, dont les directions ont néanmoins été suivies de près par les monts de Palisades. Les anciennes montagnes avaient été plissées et chevauchées en raison du raccourcissement de la croûte terrestre, mais à présent, la surface était fracturée, engendrant d’innombrables fractures et failles (de tension) d’ampleur [ p. 464 ] variable, et déplaçant les strates de chaque bassin en une série de blocs monoclinaux, c’est-à-dire tous inclinés dans la même direction. Il en résulta la formation de chaînes de montagnes de blocs, les monts de Palisades de Dana, probablement d’une hauteur comparable à celle de la Sierra Nevada actuelle.
Le système montagneux des Palisades comprenait huit à dix chaînes indépendantes. Elles se répartissaient à intervalles réguliers sur une région de 1 600 kilomètres de long, s’étendant de la Nouvelle-Écosse vers le sud-ouest jusqu’à la limite nord de la Caroline du Sud. Ces chaînes mesuraient de 16 à environ 560 kilomètres de long et leur tracé général était très parallèle à celui des Appalaches. La chaîne du fleuve Connecticut s’étendait sur 190 kilomètres, et la chaîne des Palisades, s’étendant du sud de l’État de New York, sur l’Hudson, jusqu’en Virginie, atteignait 560 kilomètres de long.
Le pendage des couches est, à de rares exceptions près, monoclinal, et généralement compris entre 5° et 25°. Dans la vallée du Connecticut, il est orienté vers l’est, et dans la ceinture de Palisades, vers l’ouest. Dans deux ceintures de Caroline du Nord, celle de l’est présente un pendage vers l’est, et celle de l’ouest, vers l’ouest. (Dana.)
Ces pentes opposées évoquent les flancs d’une vaste arche montagneuse formée entre le Connecticut et l’Hudson, dont l’axe se prolongeait vers le sud à travers la plaine côtière du New Jersey et les eaux au large. Mais la formation de cette arche s’accompagnait de fractures et d’affaissements, visibles sur ses flancs. Partout où les sédiments triasiques ont été préservés dans les Appalaches, ils présentent ce phénomène de basculement et de faille, témoignant d’un mouvement crustal général. Chaque bloc soulevé formait une crête ou une montagne, chaque bloc affaissé, une dépression ou un bassin. L’absence de sédiments connus déposés dans les bassins par l’érosion des blocs faillés suggère qu’un soulèvement général a prévalu sur l’ensemble de la province appalachienne et que le mouvement différentiel entre les blocs correspondait à des degrés de soulèvement variables ; qu’il n’y a eu nulle part d’affaissement réel. L’érosion la plus importante s’est produite sur les deux côtés des bassins se faisant face. Pourtant, malgré cet important mouvement crustal, qui n’a pu être antérieur au début du… À la fin du Jurassique, une pénéplaine s’était formée. Ceci est démontré par le fait que les dépôts du Potomac, datant de la fin du Jurassique ou du début du Comanche, reposent sur une surface légèrement vallonnée, érodée à travers le Trias et toutes les roches plus anciennes. (Barrell)
Trias de la mer de Californie. — À partir de la fin du Paléozoïque, et plus particulièrement au Trias moyen et supérieur, s’est développé, à partir de la partie occidentale du géosynclinal cordillérain, un géosynclinal orienté nord-ouest/sud-sud-est : le géosynclinal du Pacifique. Ce dernier s’ouvrait sur le Pacifique à travers le nord de la Californie et le sud de l’Oregon, puis à nouveau dans le sud-est de l’Alaska. La partie méridionale de cette dépression était la mer de Californie, qui a persisté tout au long du Mésozoïque, mais a atteint son maximum de largeur et d’importance durant le Trias et le Jurassique. Au Crétacé, elle était la plus longue et la plus étroite, s’étendant de l’Alaska à l’extrémité sud de la Basse-Californie. [ p. 465 ] À l’ouest de la dépression se trouvaient deux avant-pays, dont la quasi-totalité a depuis disparu dans les profondeurs du Pacifique, ne laissant subsister que la chaîne côtière de Californie. (Voir pl., p. 465.)
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Nos connaissances sur le Trias de la côte ouest sont particulièrement bien documentées pour les États de Californie, du Nevada, de l’Idaho et de l’Oregon, et sont dues principalement aux travaux du professeur J. Perrin Smith de l’université Stanford. Il affirme que la séquence des formations et des faunes triasiques de la mer de Californie est exceptionnellement complète et se compare avantageusement à celle de la plupart des autres régions de sédimentation marine. Les dépôts sont généralement calcaires et relativement épais (environ 1 200 mètres). Les eaux marines normales du Trias inférieur (Kanab, Moenkopi, Wiser, Thaynes, etc.) s’étendaient sur la Californie, le Nevada et l’Oregon, jusqu’à l’Idaho et l’Utah, et peut-être même jusqu’au centre du Wyoming. Avant le Trias moyen, cette mer s’est progressivement retirée vers l’ouest, en raison de la remontée de la géoclinale des montagnes Rocheuses ancestrales. De ce fait, la région des montagnes Rocheuses et la majeure partie du Grand Bassin ne présentent que des formations d’eau douce, généralement de couleur rouge, et datant pour la plupart du Trias supérieur.
Le Trias inférieur atteint environ 240 mètres d’épaisseur, le Trias moyen environ 300 mètres, et le Trias supérieur est le plus épais, avec environ 600 mètres. Seules les faunes du Trias moyen sont à ce jour entièrement connues, mais une estimation basée sur ces dernières indique que le Trias de cette région recèlera plus de cinq cents espèces, dont plus de 70 % d’ammoniacées (environ quatre-vingt-dix genres). De plus, il s’agissait de la vie typique du IIIe siècle, car les genres paléozoïques étaient alors peu nombreux. Les coraux (Hexacoralla) ont formé des récifs au Trias supérieur qui s’étendaient de la Californie à l’Alaska (60° de latitude nord), ce qui indique que les eaux étaient chaudes ; c’est l’assemblage corallien de la Méditerranée orientale.
Trias de la mer colombienne britannique. — Au Trias moyen, une large et longue dépression s’est formée à travers la Colombie-Britannique. Au Trias supérieur, elle s’étendait loin au nord, jusqu’en Alaska, et au sud, jusqu’à l’État de Washington et le Montana. Il s’agissait de la mer colombienne britannique du géosynclinal du Pacifique, qui a persisté jusqu’à la fin du Crétacé. (Voir pl., p. 465.)
Le long de la côte pacifique de la Colombie-Britannique, de Vancouver jusqu’aux îles de la Reine-Charlotte, seul le Trias supérieur est présent et son épaisseur augmente considérablement (formation Nicola), atteignant, selon Dawson, 4 000 mètres. La caractéristique la plus marquante n’est cependant pas tant l’épaisseur que le fait que plus des neuf dixièmes des roches sont d’origine volcanique. Il s’agit de matériaux provenant d’éruptions sous-marines : diabases et trachytes effusives, agglomérats, brèches et tufs. Ces formations sont intercalées avec des zones de sédiments [ p. number ] marins, d’argilites et de quartzites, minces voire absentes à l’est, tandis qu’à Vancouver, un tel horizon atteint une épaisseur de 760 mètres.
Ces dépôts marins et volcaniques interstratifiés de l’ouest s’étendaient sans aucun doute vers l’est jusqu’aux montagnes Rocheuses, où l’on retrouve des strates et des faunes du Trias supérieur de l’Alaska jusqu’à l’État de Washington. Dans les montagnes côtières de la Colombie-Britannique, ils ont été érodés au niveau des bathylithes granitiques qui se sont formés sous eux vers la fin du Jurassique et qui les ont hissés en altitude.
Trias supérieur de l’Alaska. — Le Trias de la mer colombienne britannique était le plus répandu en Alaska, les eaux marines y déferlant également depuis l’océan Arctique. Les premiers dépôts étaient les calcaires massifs de Chitistone, atteignant jusqu’à 610 mètres d’épaisseur. Venaient ensuite les calcaires de Xizina, en fines strates, d’une épaisseur maximale de 365 mètres. Ces sédiments provenaient d’eaux chaudes. Enfin, on trouvait des schistes noirs riches en chert (formation de McCarthy), issus d’eaux plus froides, d’une épaisseur maximale de 760 mètres. Cette géologie a été décrite en détail par G.C. Martin en 1916.
C. Burckhardt affirme (1921) qu’une orogenèse a eu lieu à la fin du Trias dans le nord d’Iviexico (Zacatecas).
Émergence de la côte ouest. — À la fin du Trias (Rhétique), toute la partie ouest de l’Amérique du Nord est devenue émergée et est restée au-dessus du niveau de la mer pendant la majeure partie du Jurassique inférieur (Lias inférieur et moyen). Les découvertes récentes, parues depuis la précédente édition de cet ouvrage, semblent indiquer qu’aucune montagne ne s’est formée à cette époque, contrairement à ce que l’on pensait auparavant (perturbation de Chitistone), les eaux submergées ayant apparemment disparu suite à l’approfondissement des zones océaniques. La formation des montagnes dans cette région se situe probablement plutôt vers la fin du Jurassique (Martin).
Volcans de la côte ouest. — Au début du Trias, dans tout l’ouest de l’Alaska, de la chaîne de l’Alaska vers l’est et vers le sud jusqu’à l’est de la Colombie-Britannique, les volcans étaient très actifs et de vastes quantités de laves basaltiques ont été déversées sur la terre, atteignant par endroits des profondeurs de 3000 à 5000 pieds.
Le long de la frontière ouest de la Colombie-Britannique et sur les îles de la Reine-Charlotte et de Vancouver, des volcans sous-marins ont connu une forte activité au Trias supérieur, et par endroits, les coulées de lave et de cendres atteignent 3 000 mètres d’épaisseur. En Alaska, une certaine activité volcanique a également eu lieu à cette époque, mais les matériaux éjectés y sont restés relativement modestes.
Dans toute la région des montagnes Rocheuses, au sud de la frontière canadienne, et plus particulièrement du Wyoming jusqu’à l’ouest du Texas, ainsi que dans [ p. 468 ] le nord du Nouveau-Mexique et de l’Arizona, on observe une série de schistes sableux rouges ou bigarrés et de grès à stratification entrecroisée (Fig., p. 470), avec des zones de gypse atteignant parfois 12 mètres d’épaisseur. Ces formations reposent sur les surfaces érodées des formations plus anciennes, et généralement sur des couches rouges similaires d’âge permien ou pennsylvanien. Sur une grande partie de cette zone, le conglomérat basal (Shinarump) correspond au sol désertique préservé. En raison de la rareté des fossiles dans ces couches rouges, les deux séries ne sont pas encore clairement distinguées partout. De manière générale, on peut toutefois affirmer que dans les parties orientale et centrale des montagnes Rocheuses, ces formations triasiques sont les plus minces, avec une épaisseur moyenne de 60 à 120 mètres, et leur profondeur augmente vers l’ouest jusqu’à 300 mètres et plus. Elles sont toutes d’origine continentale.
Les fossiles de ces couches rouges du Trias supérieur sont extrêmement rares, et aucun n’est d’origine marine. On trouve ici et là des bivalves d’eau douce (Unio) et, en de nombreux endroits de la partie supérieure, de fines zones d’os brisés, appelées conglomérats osseux. Ces os sont en partie des restes d’amphibiens (Stegocephalia), mais surtout de reptiles de type crocodile ancien (Mystriosuchus, fig. ci-dessus) [ p. 469 ] et de dinosaures. Les restes végétaux caractéristiques sont presque absents, mais on trouve presque partout du bois flotté aujourd’hui agatisé ; dans la forêt pétrifiée d’Arizona, près de Flagstaff, ce phénomène est extrêmement courant, et l’on peut y observer d’énormes troncs de 37 mètres de long et de 2,4 mètres de diamètre, bien que leur épaisseur habituelle soit de 60 à 120 centimètres (fig., p. 471).
Dans le désert, les éléments – chaleur, vent et orages – se livrent une véritable guerre, et parmi les êtres vivants, une lutte pour la survie d’une férocité sans pareille dans la nature. Les vents extérieurs au désert, pour des raisons évidentes, suivent les couloirs creusés dans les montagnes. Le jour, la chaleur intense dilate l’air sec jusqu’à ce qu’il s’élève, porté par l’air plus dense et plus frais des régions environnantes. Plus la journée est chaude, plus le vent s’engouffre vers le désert avec force. La nuit, le désert est généralement immobile.
« Les sables mouvants ! Lentement, ils se déplacent, vague après vague, dérive après dérive ; mais jour et nuit, ils s’accumulent, s’accumulent, s’accumulent. Ils submergent, ils ensevelissent, ils détruisent, et puis un esprit d’agitation s’empare d’eux et ils se déplacent ailleurs, tourbillon après tourbillon, ligne après ligne, en méandres sinueux qui enveloppent quelque nouvelle pousse ou nageoire dans quelque nouvelle vallée au sein du désert. » (J.C. Van Dyke)
Le sable, à l’œuvre sans cesse, érode la roche et lui donne des formes extraordinaires. De plus, la chaleur intense du jour et la fraîcheur marquée des nuits provoquent l’écaillage et la fissuration de la roche. Ce dernier processus, appelé déflation, est aussi efficace dans le désert pour l’érosion des hauts plateaux et des rochers saillants que l’eau et le gel le sont dans les climats pluviaux.
Une autre caractéristique marquante des déserts est qu’aucun fleuve n’y prend sa source ni n’en sort, bien que des fleuves prenant leur source ailleurs les traversent, comme c’est le cas du Colorado et du Nil.
La région la plus aride d’Amérique du Nord se situe aujourd’hui au nord du Mexique, en Arizona, au Nevada et en Utah. Ici, les précipitations annuelles moyennes n’excèdent pas 250 mm, et dans le désert de Mojave, en Arizona et en Californie, elles sont inférieures à 50 mm. Cette sécheresse est principalement due au fait que cette zone se trouve aux « latitudes des chevaux », des régions caractérisées par un climat calme et des vents faibles et variables pendant une grande partie de l’année. De plus, la côte Pacifique, exposée aux vents, est bordée par les chaînes côtières, qui absorbent l’humidité de l’atmosphère lorsqu’elle s’élève et se dilate et se refroidit en franchissant leurs sommets.
Les déserts actuels des États-Unis couvrent une superficie triangulaire de 50 000 milles carrés, leur base se situant [ p. 470 ] à la frontière mexicaine et leur sommet dans le centre-nord de l’Oregon. À l’ouest se dressent les chaînes de montagnes de Basse-Californie, de la Sierra Nevada et de la chaîne des Cascades. À l’est, le désert s’étend jusqu’au fleuve Pecos, au Nouveau-Mexique et dans l’ouest du Texas.
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Succession de déserts dans le sud-ouest de l’Amérique du Nord. — Sur les Grandes Plaines de l’ouest des États-Unis, et plus particulièrement dans la région du Grand Bassin, entre les montagnes Rocheuses et la Sierra Nevada, on trouve de nombreux dépôts continentaux de grès, et plus rarement de conglomérats, de couleur rouge, rose ou gris clair. Les matériaux de ces dépôts sont principalement issus du transport fluvial, bien que parfois ils soient clairement d’origine éolienne, comme en témoignent les grains de sable arrondis à surface givrée et la stratification dunaire des grès. Au Trias inférieur, les grès rouges sont argileux, avec des intercalations de schistes rouges et d’étranges concrétions, tandis que les dépôts de gypse sont relativement fréquents. Dans toutes ces strates, les fossiles sont généralement rares et, lorsqu’ils sont présents, il s’agit principalement de plantes ou d’animaux terrestres. Par endroits, on trouve parfois en abondance des troncs calcédonisés. La plus grande partie des dépôts du Trias supérieur se [ p. 472 ] trouve en Arizona, au Nevada, en Utah, dans le sud-ouest du Colorado et dans l’ouest du Nouveau-Mexique (Shinarump, Chinle, Dolores, Sandstone Spring, Dockum), et l’épaisseur des formations y est souvent considérable. Nous avons ici sous les yeux les traces de climats arides, allant du semi-aride au désert. Certains de ces grès désertiques sont illustrés à la page 470.
Les dépôts estuariens rouges apparaissent à la fin du Pennsylvanien et sont les plus répandus au début du Permien et au Trias. Une mer épicontinentale de grande étendue était présente à cet endroit au début du Trias (Kanab, Moenkopi, De Chelly, Wiser, Thaynes-Woodside, Spearfish). Ces matériaux provenaient en partie de l’ouest, des hauts plateaux de Caseadis, et en partie de l’est, des montagnes Rocheuses ancestrales de l’est du Colorado et du Nouveau-Mexique. Ces dépôts témoignent de climats semi-arides plutôt qu’arides. Vinrent ensuite les conditions véritablement désertiques du Trias supérieur. Au début du Jurassique, de vastes dépôts de grès (La Plata, McEhno) se sont formés et se sont étendus sur le nord de l’Arizona, l’est du Nevada et l’ouest du Nouveau-Mexique jusqu’en Utah. Ces matériaux provenaient soit de l’ouest, soit du sud, du nord-ouest du Mexique. À partir du Jurassique supérieur, les dépôts présentent des caractéristiques typiques des mers intérieures et des climats humides, les couleurs rouges et le gypse étant généralement absents. Au vu des conditions atmosphériques et topographiques actuelles, on peut conclure que la succession des déserts du sud-ouest américain, de la fin du Pennsylvanien au début du Jurassique, était très probablement due à des facteurs atmosphériques et topographiques très similaires à ceux qui prévalent actuellement dans cette même région.
Dans les pages précédentes, il a été fait mention de la vie triasique dans les différentes régions américaines, mais il est proposé ici de souligner les éléments essentiels des flores et des faunes triasiques.
Plantes terrestres. — La flore du Trias est restreinte : on ne connaît pas plus de 400 espèces dans le monde, dont 150 en Amérique, la Virginie en étant la mieux représentée. Pratiquement toutes les plantes connues datent du Trias supérieur. Presque tous les genres du Paléozoïque ont disparu. La flore triasique était essentiellement composée de joncs, dont beaucoup étaient de grande taille ; de fougères, notamment arborescentes ; et de cycadées et de conifères appartenant à de nombreux genres, dont des représentants vivent aujourd’hui dans les régions tropicales et subtropicales (voir fig., p. 463 et 468). Les arbres à feuilles persistantes dominaient les forêts et atteignaient la hauteur des forêts de conifères actuelles (fig., p. 471). Dans les marais, les joncs formaient des [ p. 473 ] fourrés denses, semblables aux roseaux d’aujourd’hui. On peut donc dire que la végétation du Trias, bien que beaucoup moins variée que celle d’aujourd’hui, était riche et d’une grande beauté par la diversité de ses feuilles. La flore était présente dans presque toutes les régions du monde. Bien qu’elle ne fût pas luxuriante, la végétation n’était pas non plus de petite taille, contrairement à ce que l’on pourrait attendre compte tenu de la prédominance des climats chauds semi-arides à désertiques. Les arbres d’Arizona présentent de légers cernes de croissance annuels, probablement dus à la sécheresse saisonnière, tandis que ceux du Spitzberg en ont de bien marqués (peut-être plutôt liés à de longues périodes d’obscurité). Les botanistes s’accordent à dire que le climat était chaud et doux dans la majeure partie de cette région.
Insectes. — Nos connaissances sur les insectes du Trias sont quasi inexistantes, car on ne connaît que moins de cinquante espèces, dont environ les deux tiers sont des coléoptères, un groupe d’animaux probablement apparu au Permien. Il est possible que les fourmis sociales aient également été présentes à cette époque.
Faune d’eau douce. — Au Trias, les dépôts d’eau douce contiennent des coquilles de bivalves, et l’on peut dire, de manière générale, qu’elles ressemblaient beaucoup à celles des rivières et des lacs actuels. Bien sûr, les espèces, et dans la plupart des cas même les genres, différaient, mais les coquilles perlières (Unios) étaient néanmoins abondantes. Les escargots d’eau douce, bien qu’apparus au Pennsylvanien, restaient rares. Les dipneustes étaient en grand nombre et les formes dominantes étaient les ganoïdes.
Animaux terrestres. — Les vertébrés terrestres étaient alors très variés et d’un grand intérêt, présentant une importante évolution structurale et adaptative par rapport à leurs ancêtres du Paléozoïque supérieur. Parmi les amphibiens, [ p. 474 ] les stégocéphales atteignirent leur apogée en nombre, en diversité et en taille. Cette évolution fut cependant particulièrement marquée chez les reptiles, et plus précisément chez les dinosaures actifs (voir pl., p. 480), dont les empreintes sont connues dans l’est de l’Amérique du Nord sous une grande variété de formes (fig., p. 473 et suivantes), bien que les squelettes bien conservés soient extrêmement rares. En Europe, en revanche, leurs restes sont plus fréquents et, d’après les connaissances actuelles, les animaux étaient du même type que ceux d’Amérique. Ces éléments, parmi d’autres, suggèrent que le grand continent septentrional d’Éris (fig., p. 431) était encore intact et constituait le territoire à travers lequel les plantes et les animaux du Trias migraient aisément. Des reptiles ressemblant à des crocodiles, de type rampant (Mystriosudvus, fig., p. 468) et d’autres formes actives (AEosaurus, pl., p. 480, fig. 9), étaient communs. La présence de véritables tortues dans les roches du Trias indique que le groupe est apparu au Permien. Aucun lézard, serpent ou oiseau n’a été découvert à ce jour dans les roches de cette époque.
Les dinosaures, que nous décrirons au chapitre suivant, régnaient en maîtres sur la terre ferme. Ils étaient présents en grande variété et de taille impressionnante ; certains, connus uniquement par leurs empreintes, devaient même être plus grands que des éléphants (Fig. ci-dessus). Au Trias supérieur, ils s’étaient adaptés à tous les habitats terrestres, et la forme américaine la plus connue est le carnivore Anchisaunts (Pl., p. 480, Fig. 6).
Mammifères archaïques ou reptiliens. — L’apparition, rare, de minuscules mammifères reptiliens au Trias de Virginie (deux mandibules, Fig., p. 475) et d’Europe (dents isolées) est particulièrement [ p. 475 ] intéressante. Les mammifères sont les animaux les plus complexes, mais leurs plus anciens représentants connus étaient très petits et très primitifs, laissant peu présager qu’ils deviendraient les futurs conquérants du monde (Scott). Ils descendent probablement des reptiles mammaliens appelés Thériodontes (Fig., p. 417, ce nom signifiant « dent de bête », en référence à la ressemblance entre leurs dents et celles des mammifères carnivores), communs en Afrique et en Europe au Trias. Le premier groupe de mammifères apparu fut celui des Multituberculés (Fig., p. 516), ainsi nommés en raison de la surface conique ou tuberculée de leurs dents ; il s’agissait de mammifères reptiliens, probablement ovipares. De ce stock, il ne reste que quelques petites formes spécialisées et dégénérées telles que la taupe à bec double (Omithorhynchiis) et le fourmilier épineux (Echidna), qui vivent maintenant en Australie.
Vertébrés marins. — Dans les chapitres précédents, nous avons vu comment les vertébrés d’eau douce ont été contraints de s’adapter à la terre ferme, et comment cet habitat n’a été conquis qu’après une très longue lutte. Maintenant que les reptiles étaient solidement implantés sur terre, nous les voyons retourner à l’eau, non seulement intentionnellement vers les rivières et les lacs, mais définitivement vers les mers et les océans, où la nourriture était plus abondante et plus sûre que [ p. 476 ] sur terre. Les ichtyosaures, reptiles ressemblant à des dauphins, étaient abondants à la fin du Trias (Cymbospondylus, voir Fig. 163, p. 475, et d’autres genres de Californie), et une population de plésiosaures, reptiles à long cou ressemblant à des tortues (Nothosaurus d’Allemagne), a également fait son apparition à cette époque. Ces deux groupes, caractéristiques du Jurassique, seront décrits dans les chapitres XK à XV (voir figures, pp. 517 et 519). On constate ici encore l’extraordinaire capacité d’adaptation des organismes : les membres, initialement fonctionnels pour la marche, se transforment en membres nageurs, et le mode de reproduction, passant de la ponte d’œufs à la viviparité (naissance vivante des petits).
Invertébrés marins. — Les mers regorgeaient d’ammonites d’une grande diversité ; on dénombre, selon les recensements, pas moins de 2 600 espèces et environ 250 genres dans toutes les formations triasiques du monde (Pl., p. 477, Fig. 4-16). Elles étaient non seulement les animaux les plus beaux et les plus caractéristiques des mers mésozoïques, mais aussi l’expression la plus aboutie de l’évolution des invertébrés en termes d’agilité et de capacités prédatrices et nécrophages. Certaines espèces se sont largement répandues à travers le monde. Cette prolifération des ammonites s’est poursuivie durant la première moitié du Trias supérieur (Kamien et Norien), où Diener recense pas moins de 146 genres. Puis, au Rhétique, leur population a rapidement diminué, puisqu’il ne restait que 6 genres (11 espèces). Finalement, un seul genre (Phylloceras) est passé au Jurassique et y a rapidement évolué pour donner naissance à une multitude de formes.
Cette extinction rapide des ammonites serait liée à l’essor des reptiles marins, une idée suggérée à l’auteur par son collègue, Carl O. Dunbar. Les reptiles marins apparaissent au Permien, mais ne deviennent courants qu’au Trias supérieur. La plupart de ces reptiles étant d’excellents nageurs et bien plus grands que les ammonites, il est naturel de penser que certains d’entre eux se nourrissaient d’ammonites à coquille fine, car on sait qu’au Jurassique, les poissons-lézards consommaient des calmars. Ainsi, l’essor des reptiles marins semble expliquer la quasi-extermination des ammonites à la fin du Trias. Cependant, les mers commencent à se refroidir au Rhétique, et ce changement d’habitat confine les reptiles aux eaux plus chaudes, offrant ainsi aux ammonites une nouvelle chance de prospérer dans les eaux plus froides. Ces derniers subissent donc une évolution nouvelle et rapide au début du Jurassique, mais avec le réchauffement des mers à des périodes ultérieures, de nouvelles populations de reptiles marins apparaissent, atteignant leur apogée au Crétacé moyen (voir Fig., p. 559). À nouveau, les ammonidés disparaissent et finalement les formes les plus répandues sont les espèces benthiques souvent qualifiées de dégénérées, mais qui sont en réalité des populations hautement spécialisées (voir Fig., p. 576).
Les calmars sont apparus au Trias (Pl., p. 477, Fig. 3) et étaient communs au Jurassique.
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Parmi les autres animaux à coquille, les bivalves (Pl., p. 477, Fig. 1, 2) et les gastéropodes siphonés étaient prédominants. Les brachiopodes, bien que toujours communs dans la Téthys, étaient très rares dans les faunes du Pacifique américain et le sont restés jusqu’à nos jours.
Au Trias supérieur apparurent les coraux constructeurs de récifs modernes (Hexacoralla), qui édifièrent des formations calcaires dans la Téthys atteignant jusqu’à 1 200 mètres d’épaisseur. On trouve également des récifs abritant de nombreuses espèces identiques ailleurs, notamment dans l’Himalaya et dans le Pacifique oriental, de la Californie à l’Alaska. Les échinides et les homards modernes firent aussi leur apparition à cette époque, mais ne devinrent visibles que plus tard. La Téthys et le Pacifique furent les principaux centres de l’évolution des invertébrés marins.
Une étude comparative de la vie au Trias et au Permien révèle qu’aucun changement plus important n’a été enregistré dans toute l’histoire des temps géologiques. Ce phénomène résulte des transformations physiques profondes subies par la Terre lors de la révolution des Appalaches, faisant de la fin du Paléozoïque l’une des périodes les plus critiques de l’histoire du monde organique.
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I. C. Russell, Correlation Papers; The Newark System. U. S. Geological Survey, Bulletin 85, 1892.
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