| XXXIV. Les dinosaures, les puissants maîtres des terres mésozoïques | Page de titre | XXXVI. Les dragons du Moyen Âge |
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En Europe, au-dessus du Trias et du Jurassique, largement répandus et généralement peu perturbés, se trouve une vaste série de strates atteignant plus de 990 mètres d’épaisseur. Les hauts plateaux formés à la fin du Paléozoïque avaient disparu, et de vastes mers épicontinentales, abritant une vie d’une richesse et d’une variété étonnantes, s’étaient progressivement étendues sur l’Europe.
On connaît probablement autant de types de fossiles dans les seules roches jurassiques que dans toutes les autres strates mésozoïques réunies, et c’est en raison de cette abondance de restes organiques que ces formations ont servi de terrain d’entraînement à de nombreux stratigraphes et paléontologues européens.
On peut dire d’une manière générale que le Jurassique fut une période de stabilité crustale jusqu’à sa phase finale, marquée par la formation de montagnes le long de la frontière pacifique de l’Amérique du Nord et ailleurs.
Le terme Jurassique. — En Angleterre, ces gisements ont fourni des fossiles à William Smith, le père de la géologie stratigraphique (fig. ci-dessus), qui fut le premier à en reconnaître l’intérêt pour la datation des strates. De fait, c’est à partir des gisements jurassiques d’Angleterre, d’Allemagne et de France que reposent les principes de la géologie stratigraphique. Au début du XXe siècle, Smith nomma ce système la série des Oolithes, car nombre de ses formations présentent des structures oolithiques, ainsi nommées en raison de leur ressemblance avec les œufs de poisson (voir partie I, p. 293). Il nomma la division la plus ancienne [ p. 500 ] Lias, la moyenne Dogger et la supérieure Malm ; il s’agit de noms donnés par les carriers à des types de roches locaux, et tous sont encore utilisés aujourd’hui, notamment en Angleterre.
Il est intéressant de faire une petite digression ici et de noter que, dans ce dernier pays, le Jurassique traverse cinq cycles de dépôt sédimentaire, c’est-à-dire que les roches passent cinq fois par le cycle des strates arénacées, argileuses puis calcaires (Geikie). On a longtemps cru que les périodes devaient être basées sur les cycles sédimentaires, mais l’erreur de cette conclusion apparaît clairement dans le fait que le Jurassique lui-même comporte cinq cycles de ce type.
Cependant, comme aucun des termes utilisés par Smith n’était basé sur un affleurement rocheux précis, le géologue français Alexandre Brongniart proposa en 1829 le nom de Jurassique pour ce système, en se basant sur les formations équivalentes affleurant dans les monts Jura, situés entre la France et la Suisse.
Divisions du Jurassique européen. — En Allemagne, Von Buch, l’un des grands pionniers de la géologie, divisa en 1839 le Jurassique, selon la nature des roches, en Jurassique noir (plus dense), brun (moyen) et blanc (supérieur), tandis qu’en France, Alcide d’Orbigny le divisa en dix divisions. Plus tard, Quenstedt entreprit une étude détaillée des strates équivalentes dans le sud de l’Allemagne, dans les Alpes souabes, et divisa en 1858 le système en dix-huit zones biologiques. Excellent pédagogue, homme enthousiaste et affable, il sut ainsi rallier à sa cause les collectionneurs de fossiles locaux et même les agriculteurs ; on raconte qu’aujourd’hui encore, ces derniers signalent ses divisions sur leurs terres. Oppel, son élève et successeur, divisa finalement le Jurassique en trente-trois zones, dont beaucoup sont connues pour avoir une très large répartition géographique. On reconnaît aujourd’hui plus de quarante divisions, et Buckman prévoit que quatre-vingt-cinq à cent divisions biologiques (hémerses) seront définies à terme. Ces faits sont rappelés dans le double but de montrer (1) le degré de précision que peut atteindre la stratigraphie en présence d’une abondance de fossiles, et (2) que le système jurassique demeure à ce jour le meilleur pour illustrer les principes de la corrélation zonale.
L’étude de l’abondante faune marine du Jurassique a permis, grâce aux travaux du professeur Neumayr de Vienne, de formuler les premières idées claires sur les zones climatiques en géologie et d’établir des cartes paléogéographiques mondiales. À la suite d’une longue étude des ammoniacs et de leur répartition géographique, il conclut en 1883 que la Terre, au Jurassique, présentait des climats équatoriaux, tempérés et polaires froids nettement marqués, correspondant globalement à la [ p. 501 ] répartition actuelle de ces mêmes zones. De nos jours, il est généralement admis que ces zones représentent davantage des domaines fauniques que des ceintures de température. En revanche, l’existence de zones de température bien délimitées au Jurassique est reconnue.
L’Amérique du Nord, en revanche, contraste fortement avec l’évolution du Jurassique européen, car les trois quarts de sa partie orientale ont été marqués par l’érosion et la pénéplanation. Ce n’est que le long de la frontière pacifique que l’océan a envahi les terres, s’étendant pendant une période limitée vers l’est jusqu’au Wyoming et au Colorado. On dénombre probablement moins de 600 espèces de fossiles jurassiques en Amérique du Nord, tandis que l’Europe en a livré près de 15 000.
Caractéristiques remarquables du Jurassique. — L’Amérique du Nord, au Jurassique, est restée majoritairement émergée, perpétuant les conditions géocratiques du Trias. Les mers étaient présentes, pour l’essentiel, uniquement au Mexique et le long de la frontière pacifique, de la Californie jusqu’en Alaska. Pendant une courte période, il existait cependant une mer intérieure, une vaste voie navigable traversant ce qui est aujourd’hui les montagnes Rocheuses et les Grandes Plaines. Il s’agissait de la mer Logan, s’étendant de l’Arctique jusqu’au Colorado, au Nouveau-Mexique et à l’Utah. Les mers les plus durables et abritant la faune la plus riche étaient néanmoins celles du Mexique et de l’Alaska.
En Europe, le Jurassique est probablement la période la mieux documentée de toutes les stratigraphies. Les animaux marins y étaient non seulement prolifiques, mais aussi d’une incroyable diversité, les mollusques, les coraux et les éponges y jouant un rôle prépondérant. Pour le stratigraphe, les nombreuses ammonites sont d’une importance capitale, car leur évolution a engendré une variété infinie, fournissant les critères d’une stratification temporelle précise. Parmi les vertébrés de cette époque, des créatures marines monstrueuses comme les reptiles-poissons et les reptiles à cou de serpent dominaient les mers, tandis que les terres étaient peuplées de dinosaures, les animaux terrestres les plus gigantesques ayant jamais existé, et les airs de féroces dragons et d’oiseaux aux dents acérées. Ce fut véritablement une période faste pour les reptiles, mais même alors, de nombreuses espèces de mammifères archaïques attendaient leur heure pour accéder à la suprématie du vivant.
Vers la fin du Jurassique, des montagnes s’élevaient tout le long de la côte pacifique de l’Amérique du Nord, et parmi elles, la Sierra Nevada témoigne aujourd’hui, par sa structure géologique, de leur grandeur passée. À la même époque, des profondeurs de la terre remontaient à la surface, formant des bathylithes, que l’on observe aujourd’hui sous forme de granodiorites dans les hautes terres, de la Basse-Californie jusqu’en Alaska.
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¶ Événements jurassiques dans l’est de l’Amérique du Nord
Absence de dépôts jurassiques. — Jusqu’en 1910 environ, de nombreux géologues pensaient que certains dépôts localisés, d’origine continentale, présents sur le plateau du Piémont et s’étendant du New Jersey à la Virginie, dataient du Jurassique. On considère aujourd’hui, d’après les plantes et les dinosaures qu’elle renferme, que la série du Potomac date du Crétacé inférieur.
Cycle d’érosion jurassique. — Dans un chapitre précédent, nous avons vu que le Trias, dans l’est de l’Amérique du Nord, s’est achevé avec le soulèvement des Palisades, un mouvement qui a engendré la formation de massifs montagneux probablement aussi hauts que la Sierra Nevada actuelle. Le Jurassique a donc débuté dans cette région par une érosion active, et les dépôts continentaux formés à cette époque ont été transportés dans les bassins océaniques. Ainsi, le Jurassique, sur la majeure partie de l’Amérique du Nord, a été une période d’érosion sans trace de mer, et la formation de Morrison est la seule d’origine d’eau douce. Tous les sédiments ont été déversés dans l’Atlantique, bien au-delà des marges est et sud actuelles du continent. Ce cycle d’érosion a entraîné la transformation finale de l’ancien relief des hautes Appalaches et des basses Palisades en un terrain presque plat, et c’est cette pénéplanation qui a préparé le terrain pour le prochain recouvrement de l’océan Atlantique, au Crétacé.
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Perturbation du Potomac. — Un soulèvement s’est accentué vers la fin du Jurassique dans les Appalaches, mais il s’est limité à la partie nord et ouest où se trouvent encore aujourd’hui les plus hautes altitudes, s’étendant des Montagnes Blanches vers le sud-ouest jusqu’en Géorgie. À l’est de cette zone soulevée, au contraire, un affaissement s’est produit, entraînant cette partie des Appalaches dans les profondeurs de l’océan Atlantique. Ces mouvements correspondent à une déformation ou une inclinaison autour d’une charnière ou d’un axe horizontal qui, de manière générale, suivait une ligne passant par les villes côtières de Boston, New York, Philadelphie, Baltimore, Washington et Richmond. À l’ouest de cette ligne, le soulèvement augmentait avec la distance, et l’affaissement avec la distance à l’est.
La plaine alluviale ondulée sur laquelle reposent les formations du Potomac présente actuellement une pente de 112 pieds par mille. La plaine marine subséquente, découpée par les mers du Crétacé supérieur, a une pente actuelle de 33 pieds par mille. Par conséquent, ces deux plans successifs sont inclinés l’un par rapport à l’autre d’un angle de 79 pieds par mille, et indiquent un soulèvement, sans plissement, des régions piémontaises et appalachiennes actuelles d’au moins plusieurs centaines de pieds. (Barrell 1915.)
¶ Jurassique des régions cordillères-mexicaines
Zone frontalière du Pacifique Nord. — Le chapitre consacré au Trias a montré que cette période s’est achevée par l’émersion de toute la frontière pacifique de l’Amérique du Nord. Par conséquent, la mer a disparu du continent, du moins des parties actuellement accessibles aux géologues. Cette interruption de la sédimentation a persisté durant la dernière époque du Trias (Rhéstique) et le Jurassique inférieur (Lias inférieur et moyen).
L’océan Pacifique a recommencé à envahir l’Amérique du Nord au début du Jurassique, de manière sporadique dans la péninsule Aléoutienne, la baie de Cook en Alaska et sur l’île de Vancouver. Ces régions appartiennent au géosynclinal colombien britannique. L’extension la plus importante à cette époque se situait dans la mer de Californie, entre l’Oregon, la Californie et le Nevada. On connaît encore peu de choses sur les événements du Jurassique moyen, si ce n’est que le Jurassique inférieur d’Alaska (de 300 à 1200 mètres) se prolonge par le Jurassique moyen (de 450 à 600 mètres) et le Jurassique supérieur (1500 mètres). Le Jurassique marin d’Alaska constitue la plus longue séquence le long de la frontière pacifique de l’Amérique du Nord. Ses plus de 3000 mètres d’épaisseur sont essentiellement composés de dépôts grossiers, tels que des tufs, des conglomérats, des grès et des schistes, avec des coulées de lave andésitiques près de la surface. Les formations jurassiques d’Alaska, le long de la frontière pacifique, sont riches en fossiles, bien que dans une moindre mesure que celles d’Europe. (Voir pl., p. 505.)
Alaska arctique. — Collier a découvert une très épaisse série de dépôts continentaux datant du Jurassique supérieur inférieur dans la région du cap Lisbume en Alaska (Pl., p. 505, Carte 3). Ces strates, appelées [ p. 504 ] la série de Collier, sont principalement constituées de dépôts grossiers, de schistes argileux mêlés de grès et de quelques conglomérats, atteignant une épaisseur d’au moins 4 572 mètres (15 000 pieds). On y trouve de quarante à cinquante couches de charbon non cokéfiant de faible qualité, dont l’épaisseur varie de quelques centimètres à 9 mètres (30 pieds). Dix de ces couches dépassent 1,2 mètre (4 pieds) d’épaisseur, et l’épaisseur totale du charbon observé est de 41,8 mètres (137 pieds). Ce charbon est de meilleure qualité que le lignite. Sous ces charbons se trouvent d’autres charbons non cokéfiants paléozoïques exploitables, datant du Carbonifère inférieur.
Des gisements de charbon datant du Jurassique moyen sont connus au Mexique, en Californie, en Alaska, au Groenland, au Spitzberg, en Europe, en Sibérie, en Inde, en Chine, en Australie, en Afrique du Sud, en Terre François-Joseph et en Antarctique.
Mer de Californie (Walcott 1894). — Les dépôts marins du Jurassique sont largement répandus en Californie, en Oregon et au Nevada (Pl., p. 505). Apparemment, une grande partie du Jurassique y est représentée, mais la composition détaillée des formations n’est bien connue que localement, même si l’or alluvionnaire tant recherché de Californie provenait à l’origine de roches de cette période, les schistes de Mariposa et d’Aurifère (série de la Ceinture aurifère, voir p. 510). Ces formations du Jurassique supérieur du nord de la Californie et de la partie adjacente de l’Oregon sont essentiellement composées de grès et de schistes argileux, avec très peu de calcaire et davantage de conglomérats tufacés (150 mètres). L’épaisseur atteint par endroits 600 mètres, et dépasse 1800 mètres ailleurs en Californie. Si les strates de Knoxville inférieur, d’une épaisseur de 3000 mètres et renfermant une flore jurassique, appartiennent à cette zone, l’épaisseur maximale sera considérablement supérieure à la valeur mentionnée précédemment. Dans la chaîne de Humboldt, au Nevada, on trouve entre 450 et 600 mètres de calcaire jurassique (Liasique) basal, surmonté de 1200 mètres d’ardoises. De toute évidence, les matériaux du Jurassique supérieur proviennent d’un haut plateau, et par endroits, ces formations reposent de façon incongrue sur le Trias.
La faune est toujours composée de petites espèces et les coraux sont localement communs. Au Jurassique inférieur et moyen, les migrations fauniques provenaient des eaux plus chaudes du sud, mais au Jurassique supérieur (Mariposa, Lower Knoxville), la vie était clairement d’origine nord-pacifique et faisait partie des faunes boréales ou d’eaux plus froides.
La série franciscaine des chaînes côtières date probablement du Jurassique, mais les géologues divergent sur ce point.
Mer de Logan. — Vers la fin du Jurassique moyen, le Pacifique Nord, avec sa faune d’eaux froides, commença à s’étendre largement sur l’Alaska, à travers le géosynclinal colombien britannique, et jusqu’aux États du Montana, de [ p. 505 ] l’Idaho, du Wyoming, du Colorado et de l’Utah, dans le géosynclinal des montagnes Rocheuses (Pl., p. 505, Carte 3). Dans la région des Grandes Plaines, les dépôts de la mer de Logan (nommée d’après W.N. Logan, qui en décrivit l’étendue pour la première fois) ont une épaisseur moyenne variant entre 60 et 120 mètres, mais augmentant vers l’ouest jusqu’à plus de 300 mètres, et jusqu’à 1050 mètres dans le sud-ouest du Wyoming. La nature des dépôts varie d’un endroit à l’autre ; ils sont composés d’argiles sableuses, de marnes schisteuses, de calcaires impurs et de grès. Les grès à stratification entrecroisée, les sédiments changeants et la présence universelle d’huîtres indiquent que la mer était peu profonde et, de plus, qu’elle s’écoulait sur une terre déformée et érodée en un faible relief.
Mers épicontinentales ponctuées ; océans représentés. Dépôts d'eau douce marqués d'une croix. Régions volcaniques indiquées par des croix. Voir la planche 40 (p. 511) pour la physiographie du Jurassique terminal.
Notez que l'ensemble des archives sédimentaires se trouve dans la partie ouest du continent, en Amérique centrale et à Cuba. La carte 3 illustre l'étendue de la mer Logan, avec le gypse et les couches rouges en teinte plus foncée. Les dinosaures particulièrement intéressants des strates de Morrison se trouvent dans la zone marquée d'une croix sur la carte 4.
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La faune est peu abondante et monotone, ne comptant probablement pas plus de soixante-quinze espèces, et se compose presque exclusivement de mollusques, dont quelques ammonites et calmars. Cet assemblage indique que les eaux n’appartenaient pas à la haute mer, mais à une vaste baie d’origine boréale. Parmi les vertébrés, les formes les plus communes étaient les reptiles ressemblant à des dauphins appelés ichtyosaures (p. 517), tandis que les plésiosaures (p. 518) étaient rares. La submersion fut de courte durée et cessa au début du Jurassique supérieur, avant que les eaux de l’Alaska ne commencent à regorger de bivalves boréaux connus sous le nom d’Aucella (Fig., p. 504).
Déserts jurassiques. — Le chapitre consacré au Trias a décrit la succession des déserts mésozoïques ; il suffit donc de préciser ici que les dépôts rouges permiens et triasiques de la région du Grand Bassin sont suivis d’épaisses formations (600 mètres ou plus) de grès blancs et roses à stratification entrecroisée. Il s’agit des grès de White Cliff dans la région du Grand Canyon, et plus au nord, dans l’Utah et le Colorado, des grès de Vermilion Cliff et de La Plata. Tous semblent plus anciens que les grès de Morrison et témoignent de conditions désertiques.
Dépôts continentaux de Morrison. — Dans toute la région des Grandes Plaines, du Montana jusqu’au Nouveau-Mexique, et recouvrant les vestiges marins jurassiques de la mer de Logan, on trouve des marnes et des schistes verts et rouges variés, avec des lits de grès irrégulièrement répartis. Ils ont été étudiés pour la première fois à Morrison, près de Denver (Colorado), et à Como Bluff, près de Medicine Bow (Wyoming). Sur de vastes étendues, les lits semblent uniformes au premier abord, mais un examen plus approfondi révèle des variations considérables. Leur épaisseur moyenne est d’environ 60 mètres, mais elle dépasse localement 120 mètres. Compte tenu de la variabilité des sédiments d’un endroit à l’autre, et surtout de la présence, dans les strates, de grands dinosaures (voir pl., p. 483, et fig., p. 507), ainsi que de quelques mammifères archaïques (fig., p. 516), de bivalves d’eau douce, de coquilles d’escargots et de plantes terrestres, il est évident qu’ils sont d’origine dulcicole.
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Osborn a répertorié l’ensemble de la vie de Morrison, qui compte 151 espèces. Les formes les plus courantes sont les dinosaures (69 espèces : 31 sauropodes, 13 carnivores, 11 cuirassés et 14 iguanodontes), les mammifères archaïques (25), un oiseau, un ptérodactyle, une tortue, un rhynchocéphale, 3 crocodiles, 3 poissons, 24 invertébrés et 23 plantes.
Hatcher soutenait que les dépôts d’Illorrison s’étaient formés sur une plaine relativement basse et plane, parsemée de petits lacs reliés par un réseau complexe de chenaux fluviaux. L’existence de marécages où vivaient les grands dinosaures, et où ils étaient parfois ensevelis, est attestée par la présence de squelettes plus ou moins complets conservés dans la roche. On y trouve également de nombreux palourdes (unionidés) et escargots d’eau douce. La topographie et les conditions climatiques de cette époque sont comparables à celles de la région située en aval de l’Amazone aujourd’hui.
Depuis 1877, date à laquelle les dinosaures furent identifiés comme tels pour la première fois en Amérique, l’âge de la formation de Morrison fait débat. Les difficultés de corrélation sont importantes car (1) les animaux emprisonnés, bien qu’abondants, constituent un ensemble isolé de formations géologiques ; et (2) la position stratigraphique locale n’est pas clairement définie dans la séquence géologique. Les strates reposent en discordance sur les dépôts du Jurassique supérieur le plus ancien de la mer de Logan, et de la même manière généralement sous le Crétacé (formation de Dakota). Cependant, ces dernières années, Lee et Stanton ont démontré que la formation de Morrison, en Oklahoma et dans le sud-est du Colorado, se situe en réalité directement sous le Comanchien supérieur (Washita). Ceci, d’après les observations de terrain, limite donc son âge soit au Jurassique supérieur, soit à une période du Comanchien antérieure à la division supérieure du Washita.
Au cours des deux dernières décennies, des dinosaures géants ont également été découverts dans ce qui était autrefois l’Afrique orientale allemande, et comme les strates qui les contiennent présentent des couches marines du Jurassique supérieur, il devient de plus en plus clair que les dinosaures de Morrison datent très probablement eux aussi du Jurassique supérieur.
Bien que la formation de Morrison soit riche en restes de vertébrés, elle contient peu d’éléments spécifiquement américains. La faune est en harmonie avec celle d’Europe, et l’on peut souscrire à l’affirmation de Williston selon laquelle, à l’époque de Morrison, les migrations entre les continents oriental et occidental étaient si libres qu’aucun élément distinctif de l’une ou l’autre région ne s’est développé par isolement.
Géosynclinal mexicain. — Durant tout le Paléozoïque, la majeure partie du Mexique était terrestre et faisait partie de l’ancien continent Columbis (Fig., p. 139). À la fin du Trias, le golfe du Mexique s’étendit pour la première fois sur le nord du Mexique. À la fin du Jurassique moyen, la majeure partie du sud et de l’est du Mexique, ainsi que le sud du Texas, furent inondés par le golfe et le Pacifique. On observe d’autres inondations périodiques de cette région tout au long du Mésozoïque (voir Pl., pp. 505, 539, 557). Ces mers appartiennent au géosynclinal mexicain, qui a persisté durant tout le Mésozoïque et [ p. 509 ] a fini par s’intégrer au golfe du Mexique. Les sédiments jurassiques sont principalement composés de calcaires, avec une faible proportion de schistes calcaires. L’épaisseur des formations varie entre 300 et 600 mètres et elles regorgent d’ammoniacées.
Cette subsidence mexicaine est corrélée par Burckhardt à la fin du Jurassique supérieur. Les faunes diffèrent de celles de Californie et présentent des liens européens marqués : sur les quatre-vingt-cinq ammonites décrites, huit sont identiques à celles d’Europe centrale et du nord de la Russie, tandis que onze autres formes sont étroitement apparentées. Ceci démontre que l’extrémité occidentale de la Téthys était ouverte sur l’Atlantique Nord et que les faunes ont migré le long des côtes du Gondwana jusqu’au Mexique. Selon Buckman, il ne semble pas y avoir de Portlandien marin au Mexique.
Activité volcanique. — Un chapitre précédent indiquait que des volcans étaient actifs le long de la côte pacifique de l’Amérique du Nord au Trias moyen et au début du Trias supérieur. Une activité similaire reprit localement au début du Jurassique et se poursuivit tout au long de cette période, s’étendant même davantage vers la fin qu’à aucun autre moment du Trias (voir Pl., p. 505). Les éruptions étaient en partie sous-marines et en partie issues d’évents situés le long du littoral, mais suivant globalement la répartition des volcans triasiques. Dans ces laves, les roches vertes basiques, c’est-à-dire des basaltes altérés, prédominent désormais. (Lindgren.)
Perturbation névadienne. — Vers la fin du Jurassique, le système pacifique (la Sierra Nevada, la chaîne côtière de Californie et la chaîne de Humboldt au Nevada ; ainsi que les chaînes des Cascades et de Klamath plus au nord) s’est soulevé. Avec l’élévation de ces montagnes à l’est et à l’ouest, la Grande Vallée de Californie s’est formée entre elles, un géosymclin étroit mais long qui persiste encore aujourd’hui. Ces montagnes n’atteignaient alors pas plus de la moitié de leur altitude actuelle. La formation des montagnes névadiennes à cette époque a été mise en évidence par Whitneys en 1864 et décrite plus en détail par Dana. H.S. Williams (1895) et Blackwelder (1914) ont nommé ce phénomène le mouvement névadien, tandis que Smith le qualifie de révolution cordillère. Cependant, la déformation de la croûte terrestre n’a pas atteint l’ampleur d’une révolution mondiale. Bien que les montagnes mentionnées soient les régions de déformation les plus actives, il est probable que des mouvements plus ou moins marqués se soient produits du Mexique jusqu’au nord-ouest de l’Alaska. Cette conclusion se fonde non seulement sur la large répartition des bathylithes du Jurassique supérieur, mais aussi sur le fait que, par la suite, l’océan Pacifique ne s’est jamais étendu aussi largement sur les États-Unis qu’auparavant.
Avec la formation de la Sierra Nevada, une nouvelle fosse commença à se former à l’est de la zone plissée : la géosyndine des montagnes Rocheuses, dont il sera largement question lors de l’étude [ p. 510 ] des événements du Crétacé. Cependant, au Crétacé inférieur, il ne s’agissait pas d’un champ d’affaissement à proprement parler.
Pendant le plissement de la frontière pacifique de l’Amérique du Nord, la croûte terrestre fut également envahie à grande échelle par des roches ignées profondes (granodiorite). En surface, d’immenses coulées de lave se produisirent, visibles dans la Sierra Nevada actuelle. D’importants volumes de magma s’y intrusèrent, formant la grande chaîne de bathylithes aujourd’hui mise à nu par l’érosion le long de la frontière pacifique, de la Basse-Californie à la péninsule de l’Alaska (voir pl., p. 539). Comparés à cette intrusion, tous les phénomènes ignés post-protérozoïques paraissent insignifiants. Le bathylithe de la Sierra Nevada s’étend sur 640 kilomètres et atteint une largeur maximale de 130 kilomètres, tandis que sur la frontière internationale, douze bathylithes totalisent une largeur de 560 kilomètres. Plus au nord apparaît le bathystre de la chaîne côtière, probablement la plus grande masse intrusive connue, qui s’étend sans interruption sur 1 770 kilomètres dans le sud du Yukon, avec une largeur variant de 48 à 193 kilomètres. On pense que si ces intrusions ont débuté au Jurassique moyen, les injections principales ont eu lieu à la fin de cette période, se prolongeant jusqu’au Crétacé inférieur, et que des remontées d’eau moins importantes se sont poursuivies jusqu’à la fin de l’ère mésozoïque (Lindgren et LeRoy).
Les filons aurifères de quartz présents dans les roches de la Sierra Nevada se sont formés suite au soulèvement des strates. Le soulèvement de ces dernières a ouvert les feuillets d’ardoise et a également créé de grandes fissures entrecroisées. Les espaces et les fissures ainsi formés se sont remplis de silice (quartz) déposée par les solutions chaudes provenant des bathylithes sous-jacents, qui ont également transporté les minerais que l’on trouve aujourd’hui dans les filons. Certains de ces filons de quartz aurifères ont une largeur de 3 à 12 mètres. Leur érosion a fourni l’or que l’on trouve dans les placers (voir partie I, p. 431).
Dans les chaînes côtières du Canada, les strates métamorphisées à l’ouest des bathylithes contiennent des minerais d’argent et à l’est de ceux-ci, des minerais de cuivre.
Prophétie de la fragmentation du Gondwana. — Les chapitres précédents ont souligné l’existence, depuis au moins le Paléozoïque inférieur, du Gondwana, un vaste continent équatorial s’étendant du Brésil à travers l’Atlantique et l’Afrique, et à travers l’océan Indien jusqu’à l’Inde. Les premiers signes de la fragmentation de ce continent, à l’origine des océans Atlantique et Indien, sont apparus au Jurassique et se manifestent par les éruptions volcaniques spectaculaires observées en Afrique du Sud et dans l’est de l’Amérique du Sud. La remontée de ces roches plus lourdes dans des roches plus légères indique que le même phénomène s’est produit, mais à une échelle bien plus importante, dans les régions du Gondwana qui ont plongé dans les océans Atlantique et Indien. Cette fragmentation du Gondwana s’est achevée au Crétacé.
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Géographie probable de la fin du Jurassique, période de formation des Sierras Nevada et autres chaînes de montagnes du Système Pacifique (voir pp. 509-510). La crête de la Cordillère centrale, à l'est de ces montagnes, était également en formation, mais elle est ici représentée trop haut, tandis que le géosynclinal coloradique est représenté trop profond (pp. 546-547). On notera que les Appalaches sont fortement réduites (comparer avec la carte de la p. 425) et que le bassin versant du Mississippi a probablement débuté à cette époque.
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Dans l’est de l’Amérique du Sud, entre les fleuves Amazone, Paraná et La Plata, C.L. Baker (1923) a mis en évidence la présence de coulées de lave de plateau d’une épaisseur moyenne d’environ 300 mètres, recouvrant encore aujourd’hui une superficie d’au moins 777 000 kilomètres carrés. Ces laves reposent sur des strates permiennes et triasiques et sont surmontées de grès d’eau douce, probablement d’âge crétacé. Ces éruptions sont donc apparues en surface vraisemblablement au cours du Jurassique. Leur volume total est d’au moins 180 000 kilomètres cubes, soit une masse comparable à celle d’une grande chaîne de montagnes. Leur composition varie, allant des andésites et des porphyrites augitiques dépourvues d’olivine aux limburgites typiques riches en olivine.
En Afrique du Sud, entre 26° et 33° de latitude sud, A.L. Du Toit a démontré que les dolérites du Karoo ont pénétré les strates d’eau douce du Permien et du Trias après le Rhétique, probablement au début du Jurassique. La superficie infiltrée atteint aujourd’hui 220 000 miles carrés et s’élevait initialement à au moins 330 000 miles carrés. Ces éruptions se présentent sous forme d’innombrables nappes intrusives et dykes qui recoupent les formations du Karoo, leur donnant l’apparence d’une masse de béton armé. Le volume total des dolérites du Karoo est estimé entre 50 000 et 100 000 miles cubes.
¶ Climat du Jurassique
Nous avons constaté qu’au Trias, des volcans et des coulées de lave se sont produits en de nombreux endroits, ce qui témoigne d’une instabilité crustale. Ces mouvements ne semblent pas avoir été d’une ampleur suffisante pour entraîner un refroidissement climatique marqué à la fin du Trias ; pourtant, un refroidissement est observé chez les animaux, comme nous le verrons plus loin.
Les spécialistes des ammonites affirment que la fin du Trias (Rhétique) a été une période particulièrement critique pour ce groupe. Sur plus de 2 600 espèces d’ammonites triasiques connues, aucune n’a survécu jusqu’au Jurassique, et la diversité ultérieure s’est développée à partir d’un seul genre triasique. Cette extinction et l’évolution marquée le long d’une lignée unique semblent indiquer des changements environnementaux importants, facteurs expliqués dans le chapitre consacré au Trias.
Dans le Lias, on connaît 415 espèces d’insectes qui rappellent beaucoup les formes modernes. Presque toutes étaient des espèces naines, plus petites que les insectes similaires vivant aujourd’hui à la même latitude et bien plus petites que celles du Paléozoïque ou du Jurassique supérieur. Handlirsph est convaincu que ce nanisme uniforme des insectes du Jurassique inférieur était dû à une baisse de température et que le climat était alors frais, semblable à celui de l’Europe du Nord actuelle. Ce climat, affirme-t-il, était certainement plus frais que celui du Trias moyen ou du Jurassique supérieur. À l’appui de cette hypothèse, on peut noter que Hugh Miller, dans son ouvrage « Old Red Sandstone », indique que les bois fossiles du Lias de Cromarty présentent des cernes de croissance aussi nettement marqués que ceux des pins ou des mélèzes des forêts actuelles.
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Avec ce nanisme des insectes et la disparition des ammonites du Trias supérieur, on observe également une réduction quantitative marquée et une restriction géographique des coraux récifaux du Lias. De plus, la large distribution* des coraux récifaux au Trias supérieur disparaît avec le refroidissement des eaux à la fin de cette période. Nous sommes donc apparemment fondés à conclure que le refroidissement climatique de la fin du Trias et du début du Jurassique n’était pas un phénomène local, mais plutôt un refroidissement généralisé.
La très large répartition des ammonites du Jurassique indique l’existence, à cette époque, de zones de température bien délimitées : une vaste zone d’eaux chaudes centrales englobant les zones équatoriales et tempérées actuelles, et des eaux plus fraîches, mais non froides, dans les régions polaires. La température chaude des eaux océaniques du Jurassique moyen et supérieur sur la majeure partie du globe est attestée non seulement par l’abondance de la vie marine, mais aussi par la présence, jusqu’à l’extrême nord, de nombreuses ammonites, de coraux (Fig. ci-dessus) et de reptiles marins. Les roches jurassiques sont souvent riches en récifs d’éponges, de coraux et de bryozoaires. On trouve des coraux jurassiques jusqu’à 3 200 km au nord des occurrences actuelles de formes similaires. La répartition de la flore du Jurassique moyen témoigne d’une flore cosmopolite, soumise à un climat humide, chaud et probablement subtropical. Même dans les régions arctiques, les bois fossiles de cette époque [ p. 514 ] ne présentent pas de cernes de croissance saisonniers. Les insectes du Jurassique supérieur inférieur étaient à nouveau grands et abondants, confirmant ainsi les données climatiques déduites de l’étude des plantes. Autrement dit, la température du Jurassique supérieur inférieur était considérablement plus élevée qu’auparavant.
Preuves de l’existence d’animaux terrestres. — Dans les zones tempérées et tropicales, le monde du Jurassique supérieur abritait les plus grands animaux terrestres de tous les temps : les dinosaures sauropodes, des reptiles atteignant une longueur d’environ 24 mètres aux États-Unis et en Afrique de l’Est équatoriale (voir pl., p. 483, et fig., p. 507). Ces animaux ne pouvaient vivre que dans un climat chaud, dans des marais recouverts de plantes succulentes, le long des marges continentales et dans les estuaires des grands fleuves.
Jurassique terminal. — En 1913, David White constatait que les forêts du Jurassique terminal d’Angleterre et des États-Unis présentaient des cernes de croissance annuels bien marqués. Ceci indique le retour de variations saisonnières significatives, une conclusion corroborée par les changements importants survenus dans la flore de cette époque. De nombreux types anciens, notamment les géantes Équisétales, disparaissent, de même qu’une différenciation marquée parmi les Gymnospermes. Mais le plus important est l’apparition, à la fin du Jurassique, de la flore angiosperme, bien que ses premières formes ne soient connues qu’au début du Crétacé inférieur en Nouvelle-Zélande, puis plus tard dans l’hémisphère nord. Cette conclusion est également étayée, selon White, par le développement rapide et l’expansion foliaire si caractéristiques des dicotylédones, ainsi que par la protection variable de l’ovule, qui peut permettre une maturation rapide ou une germination longuement différée. Ce sont là des résultats nécessaires, fruits des longs hivers, suivis d’une croissance végétative rapide et d’une fructification au cours d’une courte saison de croissance, permettant de surmonter de longues périodes d’incertitude et d’assurer des conditions plus favorables à la germination.
¶ La vie du Jurassique
Flore terrestre. — La flore du Jurassique moyen était véritablement cosmopolite. Knowlton nous apprend que, parmi les espèces nord-américaines, à l’exception des troncs de cycas (Fig., p. 27), environ la moitié se retrouvent également au Japon, en Mandchourie, en Sibérie, en Alaska arctique, au Spitzberg, en Scandinavie ou en Angleterre. Plus remarquable encore, les plantes jurassiques collectées par l’expédition Shackleton en Terre Louis-Philippe, au sud du cap Horn, à 63° de latitude sud, sont pratiquement identiques à celles du Yorkshire, en Angleterre.
La flore du Jurassique, bien que s’inscrivant dans la continuité de celle du Trias supérieur (voir fig., pp. 468, 507), était très différente de la flore actuelle. Elle se composait de joncs ou d’Équisétales, de fougères herbacées et arborescentes modernes, de cycadées, de ginkgos et de conifères modernes, dont les descendants se rencontrent aujourd’hui principalement dans les régions australes. On observe également l’introduction de plusieurs types plus [ p. 515 ] modernes au sein de ces groupes. Les cycadées étaient bien sûr abondantes et diversifiées, à tel point que le Trias et plus particulièrement le Jurassique sont souvent appelés « l’âge des cycadées ». Dans certaines régions, comme dans l’État d’Oaxaca, au Mexique, les cycadées fossiles représentent jusqu’à 72 % de la flore.
Insectes du Moyen Âge. — Bien que l’on pense que de nombreuses espèces d’insectes modernes soient apparues au Trias, cette conclusion repose uniquement sur l’étude des formes jurassiques, dont on connaît environ un millier d’espèces, contre moins de cinquante pour la période plus ancienne. Au Jurassique, les insectes commencèrent à se nourrir de parties de plantes, mais peu d’entre eux visitaient probablement les fleurs discrètes de l’époque pour se nourrir de pollen, et encore moins pour leurs faibles quantités de miel. Les papillons et les diptères étaient rares au Lias, mais les trichoptères, les mouches-scorpions, les libellules et les coléoptères y étaient abondants. Parmi les autres insectes connus de cette époque figurent les cigales, les sauterelles, les criquets, les blattes et les termites.
Wheeler affirme que les fourmis sociales étaient certainement présentes au début du Jurassique et qu’elles descendent de guêpes primitives du même type que celles qui vivent aujourd’hui dans les déserts ou les régions chaudes et sablonneuses.
Il pense que c’est le climat de stress du début du Jurassique ou de la fin du Trias qui a provoqué leur apparition.
« Les fourmis sont les insectes sociaux dominants. » L’humanité pourrait beaucoup apprendre d’elles, car « les sociétés humaines et celles des insectes sont si similaires qu’il est difficile de déceler des différences biologiques fondamentales entre elles. » La famille constitue la base primitive de toute vie en société, et ses liens sont à la fois physiologiques et instinctifs. Chaque société vit selon un modèle de coopération et d’affiliation.
La vie sociale chez les insectes est apparue spontanément dans vingt-quatre groupes différents : six fois chez les coléoptères et quinze fois chez les abeilles, les guêpes et les fourmis. Chez les termites et les fourmis, on observe même une forme de culture : elles cultivent des champignons, domestiquent d’autres insectes pour se nourrir, réduisent en esclavage des membres de leur propre colonie ou d’autres colonies, et lèguent leurs exploitations, leurs abris et leurs territoires de chasse aux générations suivantes. (W. IM. Wheeler, 1922)
Reptiles terrestres. — De manière générale, on peut dire que les reptiles ont atteint un niveau de développement plus élevé et plus diversifié qu’au Trias. Les vrais lézards sont apparus au Jurassique, et les tortues étaient alors abondantes et présentes dans le monde entier. L’un des groupes les [ p. 616 ] plus remarquables de reptiles carnivores du Jurassique était celui des dragons volants, décrit plus en détail dans le chapitre suivant (voir Fig., p. 523).
Les dinosaures ont probablement atteint leur apogée de différenciation à la fin du Jurassique, puis ont poursuivi leur développement jusqu’au Crétacé inférieur. Les plus caractéristiques et les plus grands étaient les Sauropodes (Brontosawnis et Diplodoeus), et d’autres formes imposantes et remarquables existaient parmi les carnivores (Pl., p. 485) et les dinosaures cuirassés, décrits en détail au chapitre XXXIV.
Premières grenouilles. — Il est intéressant de noter que les plus anciennes grenouilles américaines se trouvent dans les strates de Morrison, au Wyoming (Marais). C’étaient de très petits animaux, apparemment sans grande importance dans le règne animal de leur époque.
Mammifères archaïques. — L’apparition des mammifères reptiliens est mentionnée dans le chapitre du Trias, et leurs ossements fragmentaires, notamment des dents et des mandibules, sont retrouvés dans divers gisements du Mésozoïque. C’étaient de petites créatures énigmatiques, et aucune ne pouvait rivaliser avec un dinosaure. En Angleterre, on les trouve à la fin du Jurassique et au Crétacé inférieur, et en Amérique dans la formation de Morrison (Fig. ci-dessus). On sait encore peu de choses sur ces animaux, si ce n’est que les espèces américaines et européennes étaient très semblables et qu’elles appartenaient au groupe des mammifères les plus primitifs, les Multituberculés. Il est probable que les mammifères du Mésozoïque étaient, pour la plupart, ovipares.
Oiseaux. — Le plus ancien oiseau fossile connu est Archasopteryz, datant du Jurassique supérieur d’Allemagne (Fig., p. 584). Deux squelettes bien conservés sont connus, appartenant à un animal qui, de son vivant, avait à peu près la taille d’un corbeau actuel. L’évolution des oiseaux est décrite au chapitre XL.
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Reptiles des mers. Les Ichthyosaures (du grec « lézard-poisson ») formaient un groupe très particulier. Apparus au Trias et ayant persisté jusqu’au Crétacé, leur expansion principale eut lieu au Jurassique, [ p. 517 ] et plus particulièrement au Jurassique inférieur (Fig. ci-dessus). Certains gisements du Lias, en Angleterre et en Allemagne, ont livré un nombre extraordinaire de squelettes, dont [ p. 518 ] certains conservent les embryons et les empreintes des contours du corps et des membres, révélant clairement la nature de leur peau. On a retrouvé dans leur estomac des coquilles de seiches, indiquant qu’ils se nourrissaient de calmars, et probablement aussi de poissons. Les ichtyosaures étaient exclusivement marins ; leurs membres étaient transformés en nageoires, et ils possédaient une nageoire dorsale et une grande nageoire caudale, cette dernière étant leur principal organe de propulsion. Le museau se prolongeait en un long rostre fin, armé de nombreuses dents acérées, logées dans une rainure continue plutôt que dans des alvéoles séparées. Le cou était très court et la peau lisse. Ces reptiles pouvaient parfois dépasser 7,5 mètres de long et devaient ressembler fortement aux marsouins et aux dauphins actuels. Cette ressemblance est toutefois purement superficielle, car les marsouins et les dauphins sont des mammifères à sang chaud.
Un autre groupe de reptiles marins carnivores était celui des Plesiosauria (du grec « presque-lézard »), apparu au Trias et ayant culminé au Jurassique, et qui offrait un contraste saisissant avec les ichtyosaures (Fig., p. 519). Chez le genre type, Plesiosaurus, la tête était relativement petite et les mâchoires étaient pourvues de grandes dents acérées, logées dans des alvéoles distinctes. Le cou était extrêmement long, fin et serpentiforme, et se démarquait nettement du petit corps trapu. Les nageoires étaient beaucoup plus grandes que chez les ichtyosaures et jouaient probablement un rôle plus important dans la locomotion. Les espèces jurassiques de Plesiosaurus ne dépassaient guère six mètres de long. En 1920, un plésiosaure de près de deux mètres de long fut découvert dans des dépôts d’eau douce du Crétacé inférieur (Wealden, en Angleterre). On y voit un vestige du Jurassique et un exemple d’une forme d’ascendance marine s’adaptant à un environnement d’eau douce.
Les crocodiles peuplaient les mers et les rivières du Jurassique. Ces reptiles ressemblaient au gavial actuel de Truia et possédaient un museau allongé et fusiforme similaire. Leurs pattes avant étaient beaucoup plus courtes [ [ p. 520 ] p. 519 ] que les pattes arrière, et ces animaux étaient probablement moins exclusivement aquatiques que les crocodiles et alligators actuels.
Poissons. — Presque tous les poissons du Paléozoïque étaient absents du Jurassique, à l’exception des ganoïdes et des dipneustes. Les premiers atteignaient alors leur apogée, non seulement en eau douce, mais aussi en mer. Certaines de ces formes jurassiques étaient manifestement les ancêtres des esturgeons modernes.
Les requins des mers avaient atteint leur stade de développement moderne, et au Jurassique, les poissons plats connus sous le nom de raies firent leur apparition. Les poissons osseux étaient encore rares.
Invertébrés marins. — Les mers du Jurassique regorgeaient d’invertébrés. Cette affirmation repose toutefois sur la formation des roches jurassiques en Europe et en Asie, où l’on recense environ vingt-cinq espèces pour chacune en Amérique (15 000 : 600). Comme indiqué ailleurs dans ce chapitre, cette rareté de la vie marine en Amérique est principalement due à l’absence de strates marines et au fait que, lorsqu’elles sont présentes, les dépôts ne correspondent pas aux conditions marines normales.
Dans les roches jurassiques, les éponges sont localement très communes et bien conservées, formant par endroits d’épais récifs calcaires. D’autres récifs sont constitués de coraux modernes (Hexacoralla), très répandus au Jurassique moyen et au début du Jurassique supérieur (voir Fig., p. 513). Les crinoïdes sont parfois communs et, au Jurassique inférieur, on trouve les plus grandes formes ayant jamais existé : les pentacrinoïdes, qui atteignaient 15 mètres de hauteur, avec une couronne d’un mètre de long et de large. Depuis le Jurassique, les crinoïdes n’ont plus joué de rôle important dans les mers. Les oursins de type moderne sont également communs et l’on y trouve les oursins dits irréguliers (Fig., p. 347), qui donneront plus tard naissance aux oursins-cœurs et aux dollars des sables.
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Les brachiopodes sont encore nombreux, mais peu diversifiés, sauf dans les familles des Tichonellidés et des Térébratulidés. Presque toutes les formes paléozoïques disparaissent avec le Jurassique. En revanche, les roches du Jurassique regorgent de mollusques, annonciateurs de l’apparition des formes modernes. Les mers étaient peuplées de bivalves de toutes tailles, dont certains étaient non seulement très ornementés, mais aussi caractéristiques de cette époque (Trigonia, fig. p. 518, et Ojösters plissés, fig. p. 520). Les nombreuses formes vivant dans la vase sont particulièrement intéressantes. Les gastéropodes sont également communs et les formes siphonées sont les plus précieuses pour l’histoire (voir pl. p. 575, fig. 10-12).
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Les ammoniacs étaient cependant les mollusques les plus caractéristiques du Jurassique. Ces crustacés, généralement rares à l’état fossile, sont représentés par de nombreuses espèces de homards dans le Jurassique supérieur des environs de Solenhofen, en Allemagne, grâce à des conditions de conservation exceptionnellement favorables. Les ancêtres des crabes modernes y sont également présents (Fig., p. 521).
Vie d’un récif jurassique. — Dans la région de Solenhofen, au Jurassique supérieur, une série de récifs se sont formés grâce aux éponges et aux coraux. À l’extérieur des récifs, les dépôts sont principalement constitués d’épaisses couches de dolomies et de calcaire magnésien, tandis qu’à l’intérieur, l’épaisseur n’excède jamais 23 mètres, on trouve un calcaire lamellaire à stratification fine, d’une granulométrie remarquablement homogène, formant une vasière calcaire, en partie submergée en permanence et en partie inondée deux fois par jour par les marées (Fig., p. 520). Ces dépôts sont les calcaires lithographiques, utilisés dans le monde entier pour la gravure et l’eau-forte des estampes monochromes et polychromes appelées lithographies.
Dans ces calcaires lamellaires se trouve un ensemble extraordinaire d’animaux marins, terrestres et même aériens, composé de formes presque inconnues ailleurs. Walther a publié en 1904 une monographie sur cette région et sa faune, qui compte 450 espèces. La vie terrestre est représentée par très peu de plantes, plus de 100 espèces d’insectes, probablement originaires des terres voisines et ayant proliféré sur les vasières, 6 tortues, 9 crocodiles, 1 dinosaure avec ses petits, 29 reptiles volants (Ptérosaures, Fig., p. 523), 3 autres types de reptiles et le plus ancien oiseau connu (Fig., p. 584). On n’y trouve aucun animal d’eau douce. Parmi les poissons marins, principalement des ganoïdes, on compte 143 espèces, et parmi les crustacés, principalement des décapodes (Fig., p. 521), 71 formes. Parmi les ammoniacs, on compte 7 espèces d’annélides, 13 d’annélides, 4 de crinides (comatulides), quelques étoiles de mer, ophiures et échinides, ainsi que 8 méduses. Tous les autres types d’invertébrés benthiques, principalement des mollusques, ne sont représentés que par 40 espèces qui ont dérivé plus ou moins accidentellement jusqu’à l’atoll.
¶ Lecture collatérale
E. W. Berry, Les lagunes jurassiques de Solenhofen. Scientific Monthly, octobre 1918, pp. 361-378.
W. T. Lee, Physiographie du Mésozoïque inférieur des montagnes Rocheuses du Sud.
Collections diverses du Smithsonian, vol. 69, n° 4, 1918, pp. 1-41.
C. Schuchert, Âge des formations américaines de Morrison et est-africaines de Tendaguru. Bulletin de la Société géologique d’Amérique, vol. 29, 1918, pp. 245-280.
J. Walther, Die Fauna der Solnhofener Plattenkalke. Festschrift Haeckel, 1904, p. 133-214.
| XXXIV. Les dinosaures, les puissants maîtres des terres mésozoïques | Page de titre | XXXVI. Les dragons du Moyen Âge |