CHAPITRE HE

DE LA MANIÈRE DONT LES FOSSILES ONT ÉTÉ DÉPOSÉS ET DE LEURS DIVERSES APPARENCES,

L'étude des faits que nous pouvons observer tous les jours sert à expliquer en grande partie ceux qui se sont passés dans les premiers âges du globe, et fait comprendre en particulier la manière dont les fossiles ont été déposés (‘). La plupart des eaux courantes charrient des pierres, du sable et du limon, et entraînent ces matières jusque dans les eaux tranquilles. Lorsque la force d’impulsion n’est plus assez grande pour les soutenir, on voit les matériaux les plus pesants se déposer sur le fond et les plus légers les recouvrir, en formant ainsi des couches superposées, d’une composition un peu différente les unes des autres. Des phénomènes analogues se passent dans les mers et dans les lacs : le mouvement de l’eau, sous l'influence du vent et des courants, use les côtes, en enlève des sédiments, et, après les avoir (tenus quelque temps en suspension, les dépose quand le calme succède à l'agitation. L'usure des galets produite par leur frottement et les débris brisés de quelques animaux marins ajoutent encore des matériaux dont la nature varie selon celle du fond des mers.

Une succession d'événements semblables peut créer

(1) On sait que c'est à M. Constant Prévost que la science est redevable de l’idée ingénieuse de recourir aux causes actuelles pour expliquer tous les faits géologiques. Cette théorie a été développée plus tard par M. Lyell. Elle rend très bien compte de la plupart des faits, pourvu que l’on admette que sous l'influence de causes ideatiques, mais avec des circonstances diffé-

rentes, il y à eu à diverses époques des modifications ct des actions bien plus importantes que celles que nous observons de nos jours,

des dépôts d'une grande épaisseur, dont le caractère pénéral sera d’être composés de couches ou strates parallèles. Quoique, dans certaines localités et dans quelques cas spéciaux, on puisse remarquer des inclinaisons ou des différences partielles de niveau, on peut dire que, si l’on considère ces formations dans leur ensemble, l’horizontalité est leur caractère constant. Les traités de géologie renferment sur ce point de nombreux détails; ce serait sortir de notre sujet que de nous en occuper ici. Les dépôts sont plus ou moins modifiés ensuite par les marées, les vents et les tempêtes, qui enlèvent des sédiments d’une place pour les transporter à une autre, interrompent ainsi l’ordre régulier de stratfication, placent une couche de vase sur des sables, ou vice versä. L'étude de la croûte terrestre à montré depuis longtemps qu'une grande partie des couches qui la composent présentent la même disposition, les mêmes caractères et les mêmes accidents que les dépôts actuels dont nous venons de parler. Tous les géologues sont maintenant d'accord pour y voir une preuve incontestable que ces couches ont été déposées par les eaux, et pour considérer les terrains stratifiés, c'est-à-dire, ceux qui sont composés de couches originairement parallèles, comme ayant pris naissance dans le fond des eaux. Avec les grains de sable et les autres substances minérales ténues, les eaux charrient et déposent des corps organisés, soit ceux qui vivent dans leur sein, soit aussi ceux qu’elles ont pu, à la suite d'inondations ou de toute auire cause, recevoir de la terre ferme ('). Les ani-

(*) Nous reviendrons plus tard sur ces faits en traitant des applications de la paléontologie à la géologie. Nous aurons alors à étudier les différences entre les animaux côtiers et les animaux pélagiques, les animaux flottants et ceux qui sont toujours plus pesants que l’eau, ele,

maux morts, lorsqu'ils sont lonostemps dans l’eau, éprouvent une macération, c’est-à-dire que leurs tissus mous se décomposent ; ils finissent ainsi par être réduits à leurs parties solides qui, ordinairement plus pesantes que l'eau, vont se déposer au fond. Les nouvelles couches de sable les recouvrent, les cachent et contribuent à les conserver. De Ia même manière s’enfouissent dans leur position normale les mollusques morts qui vivaient dans Ja vase ou dans le sable, les mollusques perforants, ec.

La conservation des fossiles n’est ni très durable ni très parfaite, si les particules du sable restent tout à fait désagrégées; mais quelquefois des circonstances spéciales font solidifier ces couches. Pour expliquer cette solidification, les géologues distinguent les dépôts chimiques et les dépôts mécaniques. Les premiers sont ceux dans lesquels les substances dont l’eau cest chargée y sont dissoutes par voie chimique. Lorsqu'une cause particulière force Fa précipitation de fa partie solide de celte solution, il arrive ordinairement que le dépôt est immédiatement compacte. C’est ainsi que le carbonate de chaux tenu en dissolution par un excès d'acide carbonique, ou par une température élevée, se dépose lorsque ces causes cessent, et forme dans le fond des rivières, des lacs ou des mers, des roches plus ou moins solides, telles que les travertins. On appelle, au contraire, dépôts mécaniques ceux plus fréquents, où les particules solides ne sont que suspendues dans l’eau et se déposent par leur propre poids. Dans ce dernier cas, la solidification n’a lieu que si les eaux apportent une substance qui les lie et les cimente.

Cette même série de phénomènes a dû se passer constamment dans les périodes anciennes de l’histoire du

elobe, et c'est à une action lente des eaux qu'il faut probablement attribuer l’enfouissement de la plupart des fossiles. On a trop souvent cru qu'il était nécessaire, pour expliquer ces dépôts, de recourir à des cataclysmes violents et à d'immenses perturbations ; il est à croire que, dans un très grand nombre de cas au moins, ils se sont effectués comme ceux que nous venons d’esquisser. Outre la probabilité que fournit Panalogie et les preuves qui résultent des observations géologiques, on peut citer quelques faits paléontolopiques qui semblent mdiquer que la fossilisation des débris organiques a eu lieu très lentement.

Ainsi on trouve souvent les ossements des grands animaux épars et éloignés les uns des autres, circonstance qui ne peut s'expliquer qu’en admettant que l'animal, depuis sa mort, a séjourné plusieurs mois dans des eaux tranquilles ou à courant régulier, où il a été macéré et disloqué. En effet, un cataclysme subit, entrainant ensemble les matières organiques et inorganiques, aurait laissé l'animal entier ou presque entier, et l'aurait immédiatement recouvert et enfoui, en sorte qu’on trouverait réunis les divers os de son squelette.

D'autres faits ont exigé un temps plus long encore. On trouve quelquefois sur ces os épars ('), dans l'intérieur des coquilles bivalves, ou sur des oursins dépourvus de leurs piquants, des serpules, des huîtres ou d’autres mollusques adhérents. Ces animaux n’ont pu s’y établir qu'après que les os ou les coquilles ont été

(1) Le musée de Genève possède un os intéressant sous ce point de vue. C’est l'extrémité du museau du Streptospondylus Geoffroyi, Herm. v. Meyer (Teleosaurus rostro minor, Geoffr.), du terrain jurassique, sur lequel de nombreuses huîtres avaient fixé leur domicile.

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dépouillés de leurs parties molles, on après que la macération a fait tomber les piquants de l’oursin. Les huitres en particulier paraissent avoir vécu longtemps sur ces débris; on en trouve quelquelois des familles réunies, qui indiquent une suite de générations, et par conséquent d'années tranquilles.

A ces faits viennent se joindre bien d'autres considérations. Quand on voit réunis ensemble des milliers de mollusques adultes de même espèce, quand on voit surtout des montagnes dont des couches tout entières sont formées de coraux disposés comme ceux des îles madréporiques de la mer du Sud, et quand on réfléchit au temps nécessaire pour la croissance et le développement de ces masses immenses, on fermerait les veux à l'évidence si l’on n’admettait pas que, dans beaucoup de cas, les dépôts de fossiles ont eu lieu dans les mers tranquilles et par des causes lentes, analogues à celles que nous pouvons étudier aujourd'hui.

Toutefois, en reconnaissant ce fait pénéral, on doit convenir aussi que, dans certains Cas, il y a eu des événements plus subits, dans lesquels les animaux ont été enfouis peu de temps après leur mort. On en trouve la preuve dans la conservation de quelques débris très fragiles qui n'ont certainement pas pu être exposés longtemps à l’action de l’eau. Ainsi les pierres Hthographiques de Bavière et d’autres pays renferment des insectes terrestres très délicats, et même des ailes de papillon. Il faut que ces animaux aient été recouverts par une couche de dépôt calcaire presque au moment où ils ont été entraînés par l'eau. Certains dépôts qui renferment un grand nombre de poissons encore revêtus de leurs écailles ont probablement été formés aussi d'une manière prompte. Peut-être les eaux, se char-

geant tout à Coup d'abondanies matières minérales, ontelles fait périr ces poissons, soit par la présence de ces matières, soit par une élévalion de température, et les ont-elles immédiatement recouverts par la précipitation ou le dépôt de ces substances.

Il est vrai que la conservation des animaux morts est influencée aussi par la nature du rivage sur lequel ils sont jetés. Un corps battu par les vagues sur le galet se décomposera à proportion plus vite. Des poissons et des êtres fragiles entraînés dans un golfe tranquille résisteront beaucoup plus lonsiemps. Mais ces observations n'infirment pas ce que je viens de dire, car il faudra toujours un temps assez long pour la décomposition des premiers, et la conservation souvent très parfaite des écailles de poisson, des couleurs même des papillons, des membres délicats des insecies, des pattes si caduques des crustacés, prouvent un intervalle relativement bien plus court.

Quelques naturalistes ont cru trouver dans certains faits des arguments en faveur de cataclysmes encore plus promplis, qui auraient amené des fossilisations plus rapides. Ainsi Îles poissons qu'on trouve dans Îles schistes cuivreux du zechstein, près de Mansfeld, sont fréquemment contournés, tandis que la plupart des poissons actuels ontaprès leur mort Le corps en ligne droite. On a vu, dans ces positions, la preuve d'une vive souffrance qui aurait accompagné leur mort prompte et instantanée. Nous ferons observer que les poissons du zechstein sont trop différents de formes de ceux qui existent de nos jours, pour que ces arguments aient une bien grande certitude.

Un fossile célèbre du monte Bolca, près de Néïéne, a aussi été considéré longtemps comme prouvant Ja

mort subite des poissons, au moment où a été formé le dépôt qui en renferme les restes. C’est une plaque calcaire sur laquelle on voit un grand poisson, dans fa bouche duquel semble être un plus petit à moitié avalé. On l’expliquait par la mort instantanée de l’un et de l'autre ; depuis lors on a reconnu que le petit poisson n’était pas dans la bouche du grand, mais que ces deux animaux étaient seulement superposés.

Les faits qui précèdent montrent donc que tous les débris des animaux qui sont parvenus jusqu'à nous ont été conservés dans des terrains formés par les eaux. Les couches qui les renferment se sont solidifiées, et ces débris, devenus de vrais fossiles, ont pu y prendre des apparences très diverses, qu'il importe de connaître pour éviter des erreurs dans leur déterminalion.

Les uns ont été conservés avec tous leurs caractères, et le seul changement qu'on y remarque est la dissolution des molécules organiques. Ainsi on trouve des os qui n’ont perdu que leur gélatine et qui sont semblables à ceux qui auraient été enfouis quelques années dans la terre ou exposés à l'action de l'air et de la pluie. On voit aussi des coquilles qui sont seulement devenues plus blanches, et qui, ayant perdu les particules organiques qui formaient leur parenchyme primilif, sont plus friables que les vivantes. Quelquefois mème la détérioration a été encore moins sensible, çar on trouve des os d'ours des cavernes qui renferment un peu de gélatine, et des coquilles fossiles

presque aussi colorées que celles qui vivent aujourd’hui,(?).

(?) M. Hugard,dansun mémoire intéressant sur la fossilisation, à montré que la composition chimique des corps influe beaucoup sur leur mode de

. Ce degré de conservation est fréquent dans les terrains récen{s ; mais dans ceux qui ont été formés à un âge très reculé, les fossiles ont ordinairement une apparence plus différente de celle des corps vivants. Souvent, comme je l’ai dit plus haut, les organes se pétrifient, c’est-à-dire que des liquides minéraux les pénètrent de manière à remplacer les molécules organiques par des molécules minérales, qui conservent la forme des tissus, tout en changeant leur apparence. On n’a pas encore d'explication tout à fait satisfaisante de ces pétrifications, malgré des recherches curieuses de M. Gœppert, qui a réussi à produire sur des tiges de bois quelque chose d'analogue, en les plongeant dans des solutions de silice, de matières calcaires et de substances métalliques.

Les corps pétrifiés (os, coquilles, etc.) changent de couleur et augmentent souvent de poids. Le carbonate de chaux et la silice, soit à l’état amorphe, soit à l'état cristallisé, sont les substances pétrifiantes les plus fréquentes. Tantôt on voit l'intérieur d'une coquille orné de beaux cristaux; tantôt les fibres d’un os ou d’un végélal, devenues complétement minérales, conservent leur texture normale sous une apparence transparente et brillante. D'autres fossiles sont imprégnés de sulfure de fer, comme plusieurs ammonites des terrains aptien, oxfordien, liasien, etc. Le fer oligiste remplit les coquilles de quelques terrains des environs de Semur (lias inférieur). Plusieurs substances ont encore été citées ;

conservation ; que les denis persistent mieux que les os, ceux-ci que les cornes et les écailles ; les os des mammifères sont plus solides que ceux des poissons; l'enveloppe dure de quelques crustacés se détruit moins facilefhent que les téguments cornés des insectes ; les coquilles et les polypiers sont dans les meilleures coaditions de durée, etc.

FORMATION DES FOSSILES, 39 mais l'étude de tous ces faits importe plus à la minéralogie et à la géologie qu'à la paléontoloie.

Dans ces divers cas le fossile a sa forme externe normale; mais il y a aussi des modes de fossilisation qui changent l'apparence primitive du corps et le rendent souvent méconnaissable, Quelquefois le dépôt plus ou moins liquide qui entoure un corps creux, tel qu’un mollusque où un oursin, pénètre dans son intérieur et remplit sa cavité. Après la solidification, il peut se faire que le corps lui-même se détruise; il ne reste alors, pour indiquer sa présence, que le solide formé dans son intérieur, qui retrace par sa surface les formes internes de la coquille. Ces corps ont reçu le nom de moules. Si le test est très mince, la forme du moule diffère ordinairement peu de celle de la coquille elle-même ; mais s’il est épais, la différence sera beaucoup plus prononcée, et il faudra, dans la détermination générique et spécifique, une très grande attention pour ne pas commettre d'erreurs. On peut se convaincre de ces différences en remplissant de cire bien serrée quelques coquilles vivantes, qu’on dissout ensuite par un acide; la cire restée libre formera un véritable moule. Le même procédé permettra de faire une étude utile (") des rapports qui existent entre les caractères internes et ceux que fournissent les coquilles complètes. On se mettra ainsi à même de reconnaître les genres, dans les cas (rès fréquents où l’on aura des moules à étudier,

Il peut se faire aussi, lorsque, comme dans le cas précédent, le fossile a été détruit après la solidification de la couche, qu'on ne le connaisse que par la partie

(1) M. Agassiz a publié, dans les Mémoires de la Société d'histoire naturelle de Neuchâtel, un mémoire intéressant sur les moules des coquilles bivalves,

de la roche qui l’entourait, et qui, en s'appuyant exactement sur lui, en a reçu la forme. Cette nouvelle apparence se nomme une empreinte ; elle correspond bien à la surface externe de la coquille, mais elle présente en creux ce que celle-ci avait en relief, et vice versâ. On peut avec du plâtre ou de la cire, si l’empreinte est suffisamment solide, reproduire la forme réelle de l’animal.

Enfin, en supposant encore le fossile détruit après la solidification de la roche, si le dépôt n’est pas entré dans son intérieur et n'a pas fait de moule, il peut arriver qu'un liquide s’insinue dans la cavité laissée par la dissolution de l'animal et prenne la forme générale de cette cavité, dont les paroïs constituent ce que nous avons appelé l'empreinte. Si ce nouveau liquide se solidifie, il retracera exactement les caractères externes de l'animal et formera ce qu’on nomme une contreempreinte. Cette contre-empreinte ressemblera au premier coup d’œil à un fossile pétrifié; mais, comme le fait ingénieusement remarquer M. Lyell, elle différera de lui comme la statue de bronze diffère de l'être qu'elle doit représenter ; la surface est semblable, mais il ne faut chercher dessous ni les muscles, ni les os, ni les autres organes.

M. d’Orbigny, dans son Cours élémentaire de paléontologie, a modifié ces dénominations qui cependant sont généralement admises. Il nomme moule intérieur ce que nous avons appelé moule, moule extérieur ce qui a été désigné ci-dessus sous le nom d'empreinte, et modèle ce qui est pour nous une contre-empreinte. Les empreintes sont pour lui des portions plus ou moins étendues des moules. Il réserve le nom de contre-empreinte à celle qui est formée lorsqu'une co-

quille, ayant été déposée dans les couches terrestres, et s'étant détruite en laissant à la fois dans le dépôt solidifié l'empreinte de la surface extérieure et son moule intérieur, il arrive que sous l'influence d’une pression, le vide disparaît, et que le moule intérieur et le moule extérieur se mettent en contact, de manière que leurs caractères s’atténuent en donnant un ensemble qui est la réunion de l'un et de l’autre.