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COURS ÉLÉMENTAIRE
DE PALÉONTOLOGIE
ET DE GÉOLOGIE
STRATIGRAPHIQUES.
DU MEME AUTEUR.
Prodrome de Paléontologie stratigraphique nui ver selle des animaux mollusques et rayonnés, faisant suite au Cours élémentaire de Paléontologie et de Géologie stratigraphiques. — Ou¬ vrage entièrement terminé et sous presse. Le premier volume est en vente. 3 vol in— 1 8. 24 fr.
Paléontologie française (terrains crétacés). Les 146 livraisons publiées contiennent les Mollusques céphalopodes, gastéropodes, acé¬ phales , et brachiopodes , formant 4 volumes de texte et 4 volumes de planches.
Paléontologie française (terrains jurassiques). 11 a déjà paru 55 livraisons comprenant les Céphalopodes. — Les prix sont par livrai¬ son, comprenant 4 planches in-8 tirées sur papier vélin , et du texte correspondant, 1 fr. 25 c. pour PaFis, I fr. 35 c. pour les départements.
Paléontologie universelle des Coquilles et des Mollusques, volumes in-8 avec un Atlas de 1500 planches.environ, du même format, représentant toutes les espèces de coquilles fossiles connues. — Prix de chaque livraison, contenant 20 pl. et le texte correspondant. 6 fr.
( C’est la Paléontologie française réunie à l’ouvrage suivant.)
Paléontologie des Coquilles et des Mollusques étrangers a la France ; Atlas représentant les coquilles fossiles étrangères à la France , et les animaux types des genres qui se rencontrent fossiles , accompagnée du texte de la Paléontologie universelle. — Prix de chaque livraison , contenant 20 planches et le texte correspondant. 8 fr.
Mollusques vivants et fossiles. Description de toutes les espèces de coquilles et de mollusques, classées suivant leur distribution géo¬ logique et géographique. — 10 vol. in-8, avec un Atlas de 800 planches gravées , du même format.
Cet ouvrage se publie par livraisons contenant chacune environ 5 planches et 5 feuilles
de texte.
PRIX DE CHAQUE LIVRAISON :
Pour les exemplaires avec toutes les planches en noir . 5 fr. 50 c.
Pour les exemplaires avec les planches des fossiles en noir et
les planches des mollusques vivants fossiles . 5 fr. »
Voyage dans l’Amérique méridionale pendant les années 1820 à 1834. — 10 vol. in-4° y compris 500 planches.
Corbeil, imprim. de Crété.
COURS ÉLÉMENTAIRE
DE
PALÉONTOLOGIE
ET
DE GÉOLOGIE
STRATIüRAPHIQUE-S
K
M. ALCIDE D’ORBIGNY
Docteur ès sciences, Professeur suppléant de Géologie à la Faculté des Sciences de Paris,
Chevalier de l’ordre national delà légion d’honneur, de l'ordre de saint Wladimir de Russie, de l’ordre de la Couronu de fer d’Autriche, officier de la Légion d’honneur Bolivienne; membre des Sociétés philomatique, de géologie, de géographie et d’ethnologie de Paris, membre honoraire delà Société géologique de Londres; membre des Académies et sociétés savantes de Turin, de Madrid, de Moscou, de Philadelphie, de Italisbonue, de Montevideo, de Bordeaux, de Normandie, de la Rochelle, de Saintes, de Blois, de l’Yonne, etc.
Vigpettes gravées en relief et sur cuivre ,
PAR M. E. SALLE.
PREMIER VOLUME.
VICTOR MASSON,
Place de l’École de Médecine , IJ. — Paris®
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INTRODUCTION.*
Née sur le sol de la France, la Paléontologie doit une célébrité méritée aux savantes recherches des Cuvier et des Brongniart. Dès que leurs tra¬ vaux parurent, cessant d’être de simples objets de curiosité, les restes d’animaux fossiles enfouis dans les couches terrestres devinrent les médailles de l'histoire de notre planète. La comparaison rigoureuse que fit Georges Cuvier des animaux vertébrés fossiles avec les animaux ac¬ tuellement existants, vint en effet jeter un jour tout nouveau sur les der¬ nières phases de l’animalisation du globe. En ouvrant un champ sans limites à l’observation , cet important résultat fit entrevoir où pour¬ rait conduire l’étude positive de l’ensemble des êtres répartis en si grand nombre dans les étages qui se sont succédé à toutes les époques géolo¬ giques.
Les nombreux travaux paléontologiques qui suivirent, ont sans doute leur utilité, mais rédigés par des hommes qui n’avaient pas toujours des connaissances zoologiques et géologiques assez positives, fis présentent souvent des erreurs et les opinions les plus contradic¬ toires. Signalées avec juste raison par quelques géologues, ces contra¬ dictions nous ont engagé à publier, sous le titre de Paléontologie française , la série des faits bien constatés que nous ont permis de ras-
* Nous nous sommes adjoint , comme collaborateur, M. Hogard, vice-secrétaire de la Société Géologique de France, à qui sont familières les études zoologiques, géologiques et minéralogiques.
M. Hugard a rassemblé pour nous les matériaux concernant les animaux vertébrés et annelés ; il nous a également fourni des notes sur les questions minéralogiques et chimiques des généralités préliminaires.
Qu’il nous soit permis de lui en témoigner ici toute notre reconnaissance.
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sembler des études géologiques soutenues pendant un grand nombre d’années.
En commençant cette publication , nous disions, dès 1840 ( Terrains crétacés , 1. 1, p. 18), qu’après avoir publié les faunes fossiles propres au sol de la France, nous terminerions nos recherches par un travail d’ensemble, résumé zoologique et géologique des faits nombreux con¬ signés dans cet ouvrage. Nous avions , dès cette époque , l’intention de publier, comme résultat de nos observations, un traité de Paléontolo¬ gie générale appliquée à la géologie. Si nous pouvions croire alors cette époque assez rapprochée, nous avons dû nous détromper, en en¬ registrant successivement les découvertes multipliées dont une heureuse impulsion enrichissait chaque jour le domaine de la science paléonto- logique. Le nombre des espèces fossiles s’étant en effet augmenté dans une progression très-rapide, au fur et à mesure de nos publications, nous avons vu se sextupler le nombre de nos matériaux, et notre but s’éloigner de plus en plus. D’un autre côté, les vastes travaux qui nous étaient im¬ posés en dehors des études de notre choix (notre Voyage dans V Améri¬ que méridionale) , absorbant une grande partie de nos loisirs, nous vou¬ lions attendre encore , mais plusieurs auteurs nous ayant devancé, en faisant paraître des ouvrages de Paléontologie où nos travaux se trouvent analysés, on concevra que nous ne puissions plus longtemps garder le silence, et qu’il nous devienne surtout indispensable de publier nous-même le résumé de nos observations.
Si pourtant ces traités de Paléontologie nous avaient paru complets, nous n’aurions pas eu la pensée d’en donner un de plus ; mais, d’après l’idée que nous nous sommes formée de cette science, nous croyons qu’ils n’atteignent nullement leur but. La Paléontologie, dans l’état actuel des connaissances humaines, est encore à son berceau, et pour la con¬ duire aux résultats qui lui sont promis, il faut l’asseoir sur des bases nouvelles solidement établies. Elle ne saurait se traiter dans le cabinet, en compulsant des ouvrages et en groupant les éléments les plus hétérogènes, dont l’agrégation ne produira jamais que des er¬ reurs. On ne peut la mettre en pratique d’une manière utile et réel¬ lement élémentaire que sur le terrain, en étudiant scrupuleusement, dans le grand livre de la nature, les plus petits détails de composi¬ tion des couches terrestres, et la manière d’étre des fossiles dans ces couches. C’est ainsi que nous l’avons étudiée et que nous poursuivons incessamment nos recherches; car nous le répétons, la Paléontologie
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est une science neuve, dont il convient préalablement de faire connaî¬ tre la haute portée. Nous croyons donc, qu’un traité élémentaire de Pa¬ léontologie, conçu dans ce sens, contenant, pour la première fois, l’en¬ semble des faits bien constatés qui lui servent de base , et la curieuse succession des êtres à la surface du globe, est, sans contredit, un des besoins les plus impérieux du moment, dans la marche progressive des travaux scientifiques.
La Paléontologie, d’après ce principe, ne se borne pas, comme on le croit généralement, à donner, d’après une classification méthodique, une simple nomenclature de zoologie fossile. Elle ne consiste pas, non plus, à présenter une suite d’espèces dans un ordre zoologique ou géologi¬ que quelconque. A cette science très-complexe, se rattachent, en effet, les plus hautes questions relatives au passé comme au présent de l’a¬ nimalisation terrestre.
Pour s’occuper fructueusement de Paléontologie, il ne suffit pas d’étre zoologiste. Bien que la zoologie et l’anatomie comparée soient la base de tout travail, et que, sans ces premiers éléments, il n’y ait pas de Paléon¬ tologie possible , la zoologie seule n’est pas suffisante. Elle constate et discute les rapports ou les différences qui existent entre les animaux vivants et les animaux fossiles, mais sans apprécier les conditions d’âge géologique où se trouvent ces animaux , et les hautes conséquences qu’on peut en déduire.
Pour s’occuper de Paléontologie, il ne suffit pas non plus d’être géologue. Connût-on parfaitement la position respective des cou¬ ches qui renferment des animaux fossiles, eût-on étudié leur âge rela¬ tif et même quelques-unes des conditions d’existence des êtres , lorsqu’il s’agira de la détermination très-positive des espèces, base de toutes les considérations générales et spéciales, on n’en commettra pas moins de graves et nombreuses erreurs, et cela sans même s’en douter le moins du monde. On séparera, par exemple, de simples variétés ou même des mons¬ truosités qu’on érigera en espèces, ou bien, ne pouvant pas toujours ap¬ précier des caractères peu visibles, on réunira, sous le même nom, les espèces les plus distinctes. 11 s’ensuivra un chaos inextricable très- propre à jeter des doutes sur les résultats paîéontologiques.
Qu’il nous soit permis de le dire ici en passant : toutes les diver¬ gences d’opinion, toutes les contradictions qu’amène la comparaison des différents ouvrages de Paléontologie, tiennent positivement à deux grandes causes d’erreurs. Elles proviennent souvent de. fausses in-
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dications géologiques données par des zoologistes, mais plus souvent en¬ core, de fausses déterminations d’espèces faites par des auteurs peu ver¬ sés dans la zoologie. Nous insisterons beaucoup sur ce point, la clef et la véritable explication de ces contradictions qui n’existent que dans les li¬ vres, et pas du tout dans la nature. Jamais légitimement une personne étrangère aux. sciences mathématiques n’aura , par exemple, la prétention de publier des observations astronomiques, pas plus qu’une personne étrangère à la chimie n’osera publier des travaux de minéralogie ; car il est reconnu que, sans la connaissance approfondie de ces sciences élémentai¬ res, ces personnes commettraient les plus graves erreurs. Il est certain que les mathématiques sont à l’astronome, la chimie au minéralogiste, dans les mêmes conditions que la zoologie par rapport au paléontologiste. Sans des études premières très-sérieuses, sans ces éléments de vérité, le pa¬ léontologiste marchera fréquemment dans une fausse voie, et quelle que puisse être d’ailleurs sa sagacité, il ne manquera pas de se tromper sou¬ vent et d’émettre des principes en opposition complète avec les faits. Si nous supposons que des hommes d’une très-haute portée puissent se laisser quelquefois entraîner dans une fausse direction, que n’arrivera- t-il pas, lorsque la Paléontologie tombera entre des mains moins ha¬ biles, ou lorsqu’elle sera à la disposition de ces hommes passionnés qui, pour établir et défendre des idées préconçues , voudront couper, tran¬ cher parmi les espèces fossiles, de la manière la plus arbitraire, sans se préoccuper des rapprochements les plus étranges et des contre-sens zoologiques et géologiques les plus positifs, qu’ils seront exposés à faire à chaque pas ?
Une fâcheuse école a, dans ce moment, pour système arrêté de réunir les êtres fossiles, dès que leurs formes extérieures les rapprochent quel¬ que peu les uns des autres, et cela, sans songer que les caractères les mieux tranchés ont pu lui échapper. Il résulte de ce faux principe qu’on assemble les êtres les plus disparates, et qui ont vécu à des époques géologiques bien distinctes. De cette alliance monstrueuse naissent deux graves erreurs. L’une, géologique, réunit des êtres que la nature avait séparés, efface arbitrairement les caractères distinc¬ tifs des étages et replonge ainsi dans un véritable chaos l’étude des cou¬ ches qui composent l’écorce terrestre; l’autre, zoologique, tient, comme nous l’avons dit, au manque de connaissances premières en zoologie, et tend à nous faire d’un seul coup rétrograder d’un siècle, en nous ramenant à l’enfance de la science.
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 l’instant où le génie dTm grand homme le portait à séparer, pour la première fois» F ensemble des êtres» afin d'en former' des groupes généri¬ ques» on conçoit qu'il dut quelquefois se tromper» et prendre un genre pour une espèce» comme on le voit» par exemple» pour le sépia octopodia de Linné» qui renfermait toutes les espèces du genre octopus ; pour le spondylus gederopus où étaient confondues presque toutes les espèces de spondylus, etc., etc. Ces erreurs» quelque regrettables qu'elles soient, s'expliquent par l'époque où elles ont été commises; mais y retomber en 1847 » c’est annihiler les longues études de tant d’hommes juste¬ ment illustres, c’est annuler leurs savantes découvertes zoologiques et anatomiques.
Nous sommes entré dans ces détails pour répondre publiquement à ces insinuations si souvent reproduites par quelques auteurs, que les zoologistes multiplient trop les espèces » afin de faire connaître de quels principes elles émanent et l’importance qu’on y doit mettre. La division naturelle des espèces» basée sur des études prolongées» sur l’examen minutieux de nombreux échantillons de tous les âges, recueillis dans les meilleures conditions géologiques» est d’accord en tout point avec les règles zoologiques les plus sévères, et conduit aux résultats géologiques les plus positifs d’application, à la reconnaissance de l’âge des éta¬ ges. Le système contraire de réunion arbitraire fausse les notions de zoologie les plus élémentaires» en réunissant des êtres qui diffèrent spéci¬ fiquement les uns des autres, et qui souvent ont vécu à des époques géologiques bien distinctes. Par cet exposé rapide» on concevra que la première des méthodes est en rapport direct avec la zoologie et la géolo¬ gie ; qu’elle tend à simplifier l’étude et à la ramener à des règles positi¬ ves d’application» tandis que la seconde, tout en faussant les faits rela¬ tifs à ces deux sciences» en retarde gratuitement les progrès.
§ 1 . Définition de la Paléontologie. — La Paléontologie, comme nous la comprenons, ne se borne pas à décrire isolément les animaux fossiles» dans un ordre zoologique ou géologique; elle embrasse toutes les questions relatives à ces deux sciences» qui se rattachent direc¬ tement ou indirectement aux êtres enfouis dans les couches terrestres. Elle embrasse l’ensemble des éléments de zoologie spéciale et raisonnée, de manière à donner les moyens de reconnaître les caractères d’un être à l’état normal. Elle indique par la comparaison avec les êtres vivants toutes les causes d’erreurs, afin qu’on ne confonde pas les véritables espè¬ ces avec les diverses phases de l’accroissement individuel , avec les
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changements déterminés par les sexes, par les milieux d’habitations, ou même avec de simples cas pathologiques. Elle pose les différentes limi¬ tes qui doivent être adoptées dans la détermination spécifique, suivant la série animale dont elle s’occupe, en démontrant, par exemple, que ces limites sont d’autant plus restreintes que l’animal est plus parfait, qu’il jouit de plus de liberté dans son existence, et, au contraire, d’autant plus larges que l’être est moins libre dans ses mouvements et qu’il est plus sédentaire.
Il faut rattacher à la Paléontologie toutes les questions de zoologie générale, afin d’arriver, par la connaissance des faits actuels, bien con¬ statés, à reconnaître ce qui s’est passé aux différentes époques géologi¬ ques. Elle doit s’occuper de la répartition géographique des êtres terres¬ tres, suivant la circonscription des continents, suivant les limites de latitude, la configuration orographique et les éléments d’existence. Les animaux marins, qui ont joué un bien plus grand rôle aux époques passées, doivent être étudiés avec plus de soin. C’est, en effet, d’après leur répartition sur les côtes, au sein des mers, d’après leurs limites d’habitation en latitude, d’après les lois qui président à leur distribution géographique, eu égard aux courants généraux, aux affluents terrestres, d’après leur manière exclusive de vivre sur les côtes rocailleuses, sur les baies de sable, sur la vase, dans les eaux douces, saumâtres ou salées, à diverses profondeurs sur les côtes, ou enfin seulement au milieu des océans, qu’on pourra, par des comparaisons scrupuleuses, dire avec quelque certitude quelles ont été les circonstances d’existence des êtres éteints, suivant les lieux où ils se trouvent aujourd’hui.
Une partie très-importante des causes actuelles se rattache encore à la Paléontologie. Si l’on fait intervenir les conditions d’existence, il faut de plus comparer les conditions dans lesquelles les êtres sont détruits, naturellement ou par des événements fortuits, comme les inondations pour les espèces terrestres, les coups de vent, les tremblements de terre pour les espèces marines ou fluviales. La manière dont ces êtres se dé¬ posent aujourd’hui sur les continents, sur les rivages, au fond des mers, devra jeter un grand jour sur les époques passées. Il en est de même de l’étude des divers modes de décomposition auxquels ces corps, privés de vie, sont soumis suivant leur plus ou moins de densité, par l’action lente des agents atmosphériques , de l’élément aqueux , ou par l’action in¬ cessante des courants et des vagues. Il convient en tin de rechercher les conditions les plus favorables dans lesquelles ils peuvent se con-
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server pour l'avenir, comme l’ont été ceux que nous trouvons enfouis dans les couches terrestres.
§ 2. But de la Paléontologie. — Si toutes les questions actuelles de zoologie spéciale et générale sont indispensables à la Paléontologie, comme moyens de comparaison, on conçoit qu’il est encore plus néces¬ saire d’étudier comme faits, sous tous leurs points de vue, les animaux fossiles et les couches qui les renferment. La Paléontologie doit donc s’occuper des couches sédimentaires de l’écorce terrestre, et de tous les faits géologiques qui s’y rattachent. Elle doit étudier ces couches dans leur superposition, dans leur âge relatif, dans leurs circonscriptions géo¬ graphique et géologique, dans la composition des faunes qu'elles con¬ tiennent, de manière à suivre les êtres à travers les différents dépôts et à reconnaître les points où, ils cessent d’exister pour être remplacés par d’autres.
A la Paléontologie appartient exclusivement l’étude zoologique des êtres perdus, de leurs limites spécifiques, des changements qu’ils ont pu subir, suivant l’âge, le sexe, les conditions d’existence et les cas pathologiques. Cette science doit aussi envisager, par des comparaisons, tout ce qui concerne les faunes perdues, relativement à leurs limites géologiques et géographiques , aux milieux dans lesquels elles vivaient, aux modes de destruction qu’elles doivent avoir éprouvés, aux moyens de conservation <iui ont empêché leur anéantissement; aux lieux où elles se sont dépo¬ sées, au sein des mers , sur des rivages tranquilles, ou sur des plages battues par la vague. Il lui appartient encore de signaler tous les modes de transformation chimique et minéralogique qu’ont subis les restes de corps organisés dans les couches terrestres. Elle donne les moyens de reconnaître les modifications de formes déterminées par la pression des couches et par les accidents de fossilisation , les déformations de tous genres qu’ont dû subir les êtres , suivant la densité des couches qui les renferment ; elle les fait enfin retrouver sur des empreintes complètes ou partielles, d’après des parties plus ou moins considérables des êtres, ou même d’après de simples traces de leur passage.
En résumé, l’application rigoureuse de la zoologie spéciale et gé¬ nérale à la géologie des couches de sédiment qui composent l’é¬ corce terrestre , conduit à reconnaître que ces couches forment des étages distincts, superposés et caractérisés chacun par une faune parti¬ culière; que chaque faune a des limites certaines et positives, et que la présence d’un nombre plus ou moins considérable de leurs espèces
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respectives et caractéristiques dans ces étages, peut toujours les faire distinguer sous les différentes formes minéralogiques qu’ils offrent maintenant.
En effet, si l'étude seule de la superposition, de la concordance de stra¬ tification des étages géologiques, donne souvent d'excellents résultats, lorsque ces étages se suivent sans lacune, elle cesse d’offrir des indica¬ tions positives lorsqu’il manque des étages intermédiaires et que l’ordre naturel est interrompu, comme on le voit sur une multitude de points de notre globe. 11 appartient alors exclusivement à la Paléontologie de décider de leur âge relatif, par la comparaison des faits constatés.
En élargissant ainsi, pour la première fois, le cadre de la Paléon¬ tologie, on conçoit qu’il nous eût été difficile de rassembler les documents nécessaires pour le remplir, si nous ne nous y étions préparé de lon¬ gue main ; mais les éludes variées auxquelles nous n’avons cessé de nous livrer, dans le grand livre de la nature, depuis plus de vingt-cinq ans, tant en Europe qu’en Amérique, nous ont permis de toucher successive¬ ment presque toutes les questions qui s’v rattachent. En rassemblant et en discutant de nouveau les résultats consignés dans nos divers ouvra¬ ges de Paléontologie, de géologie et de zoologie, nous n’aurons donc plus, pour atteindre le but que nous nous sommes proposé, qu’à joindre aux travaux de nos devanciers , préalablement discutés, les faits nom¬ breux que nous avons observés sur le sol delà France, que nous pren¬ drons plus particulièrement comme point d’appui de toutes nos conclu¬ sions, afin de donner les moyens de vérifier la valeur des observations qui leur servent de base.
Plan de l’ouvrage. Cet ouvrage se compose de quatre parties distinc¬ tes. La première, sous le titre d ’Éléments divers, sera consacrée aux élé¬ ments de la science ; aux explications nécessaires pour fixer le sens que nous donnons aux expressions employées en Paléontologie, à la défini¬ tion des termes généraux relatifs aux corps fossiles, à leur état de con¬ servation, à leur transformation organique, aux substances minérales qui concourent à leur pétrification, et enfin aux divers procédés de fos¬ silisation,
La seconde partie sera consacrée aux Éléments stratigraphiques , c’est- à-dire à tout ce qui concerne la formation des couches terrestres et les conditions si variées dans lesquelles les corps organisés s’y sont déposés. Regardant ces notions comme la base des études propres aux couches sédimentaires du globe, nous avons fait de longues recherches sur les
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causes actuelles qui seules p euvent expliquer beaucoup des faits passés. Nous nous occuperons donc de la provenance des sédiments, de leur ré¬ partition dans les mers, suivant la forme orographique des côtes, la tran¬ quillité ou l’agitation des eaux mues par les marées, les vents et les courants. Nous verrons comment les animaux morts y sont répartis se¬ lon leur densité ou leur nature flottante ; quelle est la distribution géo¬ graphique et isotherme des êtres à Tétât de vie, eu égard aux influences de la température, des courants et de la zone de profondeur. Nous ferons les mêmes recherches pour les sédiments terrestres, afin de fixer sur les limites du mélange des animaux terrestres et marins. Nous arriverons ainsi à définir les limites extrêmes des causes actuelles auxquelles on ne peut attribuer le relief des montagnes, ni aucun des grands traits des continents et des mers. Passant aux circonstances géologiques, nous chercherons les causes des perturbations ; les effets de ces mouvements sur les couches sédimentaires en train de se former, sur les couches déjà consolidées qui nous donnent les reliefs du globe, et enfin ce que sont devenus les corps organisés dans ces dernières circonstances. Nous terminerons cette partie par les conclusions relatives à la séparation des étages et des faunes spéciales qu’ils renferment, aux moyens de reconnaî¬ tre ces instants alternatifs de long repos et de brusque agitation, qui ont déterminé les grandes époques géologiques de la croûte terrestre.
Notre savant ami, M. Milne Edwards, ayant donné, avec autant de clarté que de savoir dans son Cours de Zoologie, les éléments de la zoo¬ logie générale et spéciale, nous nous bornerons, dans notre troisième partie, consacrée aux Élémenls zoologiques, à l’examen comparatif des ca¬ ractères que la fossilisation ne fait pas disparaître et qui sont toujours à la disposition du géologue. Nous donnerons, dans l’ordre zoologique, la série des êtres connus à l’état fossile, en indiquant les caractères pro¬ pres à chaque genre, l’instant d’apparition des espèces de ce genre, l’é¬ poque de leur maximum de développement, et enfin l’instant où, d’après les connaissances actuelles, elles ont cessé d’exister. Nous citerons les espèces les plus caractéristiques de tous les étages qui composent l’é¬ corce de notre globe, en ne nous servant toutefois que des faits les plus certains, et dont nous avons pu vérifier l’exactitude.
La quatrième partie contiendra Y Application des éléments st r a ti gra¬ phiques et zoologiques, à la classification des couches sédimentaires du globe et aux grandes questions qui se rattachent directement ou indirec¬ tement à l’histoire chronologique des couches sédimentaires, et des corps
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organisés qu’elles renferment. Nous suivrons l’ordre de succession des étages géologiques depuis la première animalisation du globe jusqu’à l’é¬ poque actuelle. Chacune de ces époques sera discutée : 1° dans sa syno¬ nymie; 2° dans son extension géographique, pour démontrer qu’elle n’est pas un accident local, mais bien une époque générale à la surface delà terre; 3° dans sa stratification générale et spéciale à la France; 4° dans sa composition minéralogique comparée; 5° dans les déductions qu’on peut tirer de la nature première des sédiments dont se composent les couches, afin de reconnaître, par les corps flottants, les points litto¬ raux; par d’autres caractères, les dépôts sous-marins, côtiers ou péla- giens, formés sous l’influence des courants ou du repos des eaux, de manière à retrouver, pour ainsi dire, les anciennes limites des mers géologiques et les différents genres d’influences locales auxquelles ces mers étaient soumises ; 6° enfin dans ses caractères paléontologiques spé¬ ciaux. Nous indiquerons la faune spéciale, les caractères différentiels qui la distinguent des faunes antérieures et postérieures déterminées par les formes animales éteintes et par celles qui se montrent pour la première fois ; les moyens de la distinguer sous toutes ses formes minéralogiques et sous ses différents aspects de dépôts littoraux, côtiers ou pélagiens. Nous terminerons par des conclusions générales relatives à l’ensemble des modifications que présentent les séries animales suivant les grandes coupes géologiques, et aux rapports intimes qui unissent la géologie et la Paléontologie dans l’étude des couches sédimentaires de notre globe.
Paris, ce 1er décembre 1847.
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COURS ÉLÉMENTAIRE
DE PALÉONTOLOGIE STRATIGRAPHIQUE
PREMIÈRE PARTIE.
ÉLÉMENTS DIVERS.
CHAPITRE PREMIER.
DÉFINITION DES TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE.
§ 3. La Paléontologie (de ovtwv >o*yoç), comme nous
Pavons définie (§ 1), est la science des animaux fossiles. Elle comprend toutes les questions qui se rattachent directement ou indirectement aux couches sédimentaires qui les renferment, aux conditions diverses dans lesquelles ils ont vécu, au mode d’extinction qu’ils ont subi et à leur milieu de conservation dans l’écorce terrestre. Elle fait, disons-nous (§ 2), reconnaître, par la présence d’un nombre plus ou moins grand d’animaux fossiles propres et caractéristiques, l’àge relatif des étages géologiques, quelles que soient d’ailleurs leur composition minéralogique, les lacunes qui peuvent exister dans leur succession régulière, et les dislocations qu’ils ont éprouvées. Les résultats généraux des connaissances paléontologiques actuelles que nous donnons dans la quatrième partie de ce cours, prouvant, du reste, ce que nous venons d’avancer, il nous suffira de fixer la signification du mot Fossile, que nous venons d’employer.
§ 4. Les fossiles, chez les auteurs anciens, comprenaient toutes les substances minérales utiles extraites de la terre par des fouilles directes. Plus tard, dans les divisions établies par Linné, le nom de Petrificata vint, comme division des Fossilia, s’appliquer aux corps organisés fos¬ siles. Aujourd’hui la signification du mot fossile est très-variable, sui¬ vant les auteurs : ainsi tel géologue, prenant en considération les seuls caractères dérivés de la nature organique du corps enfoui et de son
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
degré de transformation minérale plus ou moins avancée, ne place au rang des fossiles que ceux de ces corps chez lesquels le changement est complet ; tels autres, plus réservés, se sont contentés, pour con¬ dition essentielle de fossilisation, de la transformation partielle de la structure organique, d’un commencement de décomposition ou d’un remplissage imparfait du corps enfoui. Un grand nombre , sans précisément tenir compte des caractères empruntés aux divers change¬ ments organiques ou chimiques, font figurer, en première ligne, Page pré¬ sumé du corps organisé enfoui au sein des couches. Us n’ont vu de véritables fossiles que dans des dépôts relativement très-anciens; plusieurs même sont allés jusqu’à rechercher exclusivement par delà le déluge des vestiges véritablement fossiles, en rejetant comme tels tous ceux des corps organisés qu’ils rencontraient dans les dépôts modernes, de l’époque actuelle. Pour ces derniers paléontologistes, la nature des couches, leur structure et leur composition minéralogique étant généra¬ lement en rapport avec leur âge présumé, les débris organisés qu’ils ont découverts dans les dépôts meubles, les roches élastiques, les grès, les argiles, enfin les terres plus ou moins superficielles et qui caractérisent souvent la désagrégation ou la désunion des parties composantes, ne leur ont pas paru mériter le nom de fossiles. Enfin la plupart des défi¬ nitions du mot fossile, proposées jusqu’à ce jour, s’appliquent exclusi¬ vement aux portions intégrales des corps organisés qu’on rencontre dans les couches ; sans qu’on ait pris garde qu’il est des fossiles qui ne présentent plus de portions organiques en nature dans le sol, mais seulement une image de leur forme. Nous voulons parler des em¬ preintes de pas d’animaux et des traces de sillon laissées sur la vase par les organes de mouvement des animaux nageurs. Ces sortes de repré¬ sentations ne sont, pour ainsi dire, que des souvenirs, des vestiges physio¬ logiques des mœurs et des habitudes des animaux perdus, qui, conservés dans les couches, attestent tout aussi bien que les débris organiques l’existence d’animaux jadis vivants, et qui nous semblent, à tous égards, mériter le nom de fossiles.
En résumé, les principes sur lesquels on a cru pouvoir fonder les di¬ verses définitions du mot fossile , proposées jusqu’à ce jour, sont : leur état organique ou chimique, leur âge, la nature des couches qui les contiennent, enfin la nature même de la représentation organique. Ces principes, vrais lorsqu’ils sont pris dans leur ensemble, lorsqu’on les considère dans leurs rapports respectifs, sont au contraire insuffisants ou incomplets quand on les prend chacun en particulier, et peuvent même induire en erreur relativement à la véritable origine des corps or¬ ganisés qu’on rencontre dans les couches.
§ 5. Plus large dans notre manière de voir, nous donnerons le nom
CHAP. I. - TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE. 13
de Fossile , à tout corps ou vestige de corps organisé enfoui naturel¬ lement dans les couches terrestres et se trouvant aujourd'hui en dehors des conditions normales et actuelles d'existence . Un fossile n'est pas seu¬ lement pour nous le corps organisé, avec son relief, ses contours, sa forme extérieure; il suffit qu’il nous ait laissé, dans des couches, des traces quelconques, non équivoques, de son existence. Que la structure organi¬ que en ait été détruite, la composition altérée, transformée partiellement, changée d’une manière plus complète ; que les éléments premiers en aient disparu totalement, ou aient été conservés ; que la cavité en ait été remplie, la substance propre pénétrée de substances étrangères ; qu’il gise dans une couche formée d’hier, ou bien dans une couche plus ancienne ; que cette couche soit compacte, grenue, terreuse, cristalline, dure, friable ou élastique, peu nous importe.. ... Tous les corps organisés que nous ren¬ controns au sein des couches terrestres , dans des conditions qui ne sont plusieurs conditions normales d’existence, sont à nos yeux de véritables fossiles. Par exemple, les huitres ( Ostrea edulis) et les autres coquilles qui se trouvent dans les buttes de Saint-Michel en l’Herm (Vendée), bien qu’elles aient conservé leurs couleurs et tous leurs caractères or¬ ganiques, sont fossiles, pour nous, parce qu’elles existent à vingt mètres au-dessus du niveau où elles pourraient vivre dans la mer voi¬ sine, et à douze kilomètres de distance des rivages actuels; elles sont fossiles , parce qu’il a fallu un mouvement géologique pour les sortir de leur lieu normal d’existence, et pour les placer où elles sont aujourd’hui.
§ 6. Les fossiles, suivant la série à laquelle ils appartiennent, sont divisés en fossiles végétaux et en fossiles animaux. Les premiers n’appartiennent pas au domaine de la Paléontologie, et nous nous abs¬ tiendrons d’en parler. Quant aux animaux fossiles, ils reçoivent, suivant la classe, l’ordre auquel ils appartiennent, les mêmes dénominations que les animaux vivants, et rentrent dès lors dans la nomenclature zoologi¬ que ordinaire. Les animaux vertébrés fossiles, tels que les mammifères, les oiseaux, les reptiles, les poissons, viennent se classer dans des familles naturelles , de même que les animaux annelés, mollusques et rayonnés, (les crabes, les insectes, les coquilles, les polypiers, etc.). Presque toutes les classes d’animaux vivants ont leurs représentants à l’état fossile.
§ 7. Les fossiles, suivant leur analogie avec les espèces qui vivent actuellement dans les mers ou qui se retrouvent dans des couches dis¬ tinctes, sont divisés en fossiles identiques, en fossiles analogues e t en fossiles perdus ou détruits.
§ 8, Les fossiles identiques sont, en tout, semblables aux espèces actuellement vivantes, bien qu’ils ne se trouvent plus dans les conditions normales d’existence actuelle. Les huîtres ( Ostrea edulis, fig, 1 ), le Litto- rina litiorea (fig. 2), fossiles des buttes de. Saint-Michel en l’Rerni, sont
14 PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
identiques aux huîtres comestibles, à la littorine de nos côtes. La Tonne ( Doliurn perdix ), fossile dans le calcaire blanc de File de Cuba, est identique à la même espèce vivante sur les côtes des Antilles, etc.
Fig. 1. — Ostrea edulis. Fig . 2. — Littorina littorea.
On a, outre mesure, augmenté le nombre des espèces identiques sur des déterminations faites à la légère. On a trouvé par exemple un grand nom¬ bre d’espèces identiques entre les coquilles du calcaire grossier du bas¬ sin de Paris et la faune des mers actuelles, tandis que, jusqu’à présent, tous les prétendus identiques que nous avons pu étudier diffèrent spécifiquement de la manière la plus frappante, lorsqu’on veut les com¬ parer avec une critique sévère. Le nombre des espèces identiques entre les espèces vivantes et les espèces fossiles est bien plus restreint qu’on ne l’avait pensé. Elles ne se trouvent guère que dans les étages géo¬ logiques les plus rapprochés de nous, dans les couches qui dépendent de l’époque actuelle et qui forment notre étage contemporain , comme les buttes à huîtres de Saint-Michel en l’Herm.
§ 9. Lorsqu’entre deux étages géologiques distincts et en contact, on rencontre la même espèce, on peut dire aussi qu’elle est identique. U Ammonites discus de Y étage Bajocienàe Bayeux (Calvados) est l’iden¬ tique d el’A. discus , qu’on rencontre à Ranville (Calvados), dans Y étage Bathonien. On trouve des identiques entre les espèces de Y étage Pari¬ sien inférieur et supérieur, près de Chaumont (Oise) et à Au vers : on en voit encore entre quelques autres étages ; mais les identiques de ce genre sont des exceptions et tiennent, le plus souvent, à des remanie¬ ments postérieurs à leur premier dépôt, comme nous aurons occasion de le démontrer plus tard.
§ 10. On dit également fossiles identiques, quand on compare des couches géologiques du même âge, mais géographiquement très-éloignées les unes des autres. L’étage dévonien de l’Amérique du Nord renferme des espèces identiques au même étage en Europe (Spirigerina reticu- laris , fig. 3) ; l’étage néocomien de Colombie renferme des espèces identiques avec 1 etage néocomien de France et de Suisse ( Car-
CHAP. 1. — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE.
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dium peregrinum, fig. 4). Les couches Sénoniennes de Pondichéry renferment des espèces identiques avec celles de France, avec celles de
Fig. 4. Cardium peregrinum. tellamucronata.
l'Amérique du Nord {YOstrea larva, Lamarck, fig. 5). Les mêmes étages des États-Unis montrent le Belemnitella mu- cronata {fig. 6), identique à celui des mêmes couches en France. I/étage Parisien montre des identiques de cette sorte avec l’étage correspon¬ dant de la Caroline du Sud, aux États-Unis ( le Cardita planicosta, Lamarck, fig. 7).
§ 11. Les fossiles analo¬ gues , tels que nous les con¬ sidérons, ne peuvent être pris qu’en général. Ils ne peuvent servir à désigner ces semi-espèces de certains auteurs, lesquelles n’existent réellement pas dans la nature, mais bien l’analogie qu’on remarque dans les formes de deux faunes locales de même âge, éloignées l’une de l’autre. Nous nous servons de ce mot dans deux acceptions différentes. 1° On dit que telle série de fossiles est analogue à telle autre, quand elle se trouve dans les mêmes conditions géologiques, bien qu’elle ne renferme
W
Fig. 5. Ostrea larva.
16 PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
pas d’identiques communs : ainsi les coquilles fossiles de l’élage falunien du Chili sont analogues aux coquilles fossiles de nos faluns de France, parce qu’elles se composent les unes et les autres d’une série de genres
Fig. 7. Cardita planicosta.
différente de la série qui vit actuellement sur les côtes voisines. 2° On peut dire encore que telle série de fossiles est analogue à telle autre, lorsque le faciès , l’ensemble des formes, des genres et des espèces se ressemblent, n’y eût-il d’ailleurs aucune espèce identique. L’étage carboniférien des Andes Boliviennes ressemble, sous ce rapport, au même étage en Belgique et en Angleterre ; les fossiles jurassiques de l’Himalaya ont le même ensemble de formes que ceux de l’étage cal- lovien de France et d’Angleterre.
§ 12. Les fossiles perdus ou détruits sont ceux qui n’ont plus de représentants dans les mers actuelles, et qui ont tout à fait disparu de la surface du globe. On peut dire que toutes les couches terrestres, depuis les plus anciennes jusqu’aux époques tertiaires les plus rapprochées de nous, ne contiennent que des fossiles perdus.
Les fossiles perdus peuvent quelquefois constituer des familles natu¬ relles bien circonscrites, dont aucun des genres n’a survécu, comme la famille des mégathéridées, dans l’ordre des édentés, celle des ptéro- dactylidées ( fig . 8) ou sauriens volants parmi les reptiles, les lepidoïdes parmi les poissons, les ammonites ammonidées parmi les mollusques, les crinoïdes cystidœ parmi les éebinodermes, etc.
D’autres fois ces formes constituent seulement des genres perdus dans des familles dont quelques genres sont encore vivants, tels que le Mas¬ todonte parmi les Proboscidiens, les Mosasaurus , les Iguanodon , les Ichthy o sauras, les Plesiosaurus parmi les reptiles, les genres Palœo- niscus (fig. 9) parmi les poissons, les Trinucleus (fig. 10) parmi les crus¬ tacés, les Lituites parmi les mollusques, les Apiocrinus (fig. 11), les Dysaster, les Cuneolina (fig. 12), parmi les animaux rayonnés.
CHAP. I. — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE.
17
Lorsque les fossiles perdus ne forment pas des familles, des genres distincts des familles, et des genres actuellement vivants à la surface du
globe, ils offrent seulement des espèces perdues apparte¬ nant à des genres de la faune actuelle. VUrsus cultridens est une espèce perdue du genre Ursus , le mammouth une espèce perdue du genre éléphant ; il en est de même des Carcharias tenuis , acutus , etc., du genre actuel car¬ charias (requin) parmi les pois¬
sons; du Nautilus Koninckii [fig. 13), de YHelix hemisphœrica ( fig . 17), parmi les mollusques , des Cidaris Blumenbachii , du Pentacrinus briareus parmi les échinodermes , du Meandrina Reussiana , de l’As- trœa bacciformis (Mich.) parmi les zoophytes.
§ 13. Les fossiles ne sont pas perdus , seulement par rapport à la nature actuelle; les familles, les genres et, dans tous les cas, les espèces le sont encore presque tous d’un étage géologique à l’autre. Les Ammo¬ nites [fig. 14), qui ont cessé d’exister avec les dernières couches de terrains crétacés, sont perdues relativement, pour les terrains tertiaires
PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
Fig. 12. Cuneolina pavonia.
Apiocrinus Roissyanus.
Fig. 13. Nautilus Koninckii.
qui les ont suivis ; lès Orthoceratites sont per¬ dues pour les terrains jurassiques, puisque les derniers représentants de ce genre restent dans les étages inférieurs. En général, les espèces d’un étage géologique ne passant pas à l’étage suivant, il en résulte que chaque époque géologi-
CHAP. L — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE.
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4. Ammonites bisulcatus.
que contient une faune particulière, caractéristique, et que, presque tou¬ jours, la faune enfouie dans un terrain, dans un étage, est entièrement perdue par rapport au terrain, à Tétage qui lui succède.
§ 14. Comparativement à ce qui existe aujourd’hui, on se sert du mot faune fossile, pour désigner l’ensemble de la zoologie, tous les animaux qui ont peuplé une époque géologique quel¬ conque ou une superficie définie. Com¬ me on peut parler de la faune actuelle , pour désigner tous les animaux qui couvrent la terre aujourd’hui, on peut dire également, la faune fossile de l’é¬ tage carboniférien , la faune fossile de l’étage oxfordien, la faune fossile ter¬ tiaire de Paris, pour tous les êtres qui vivaient à ces diverses époques géolo¬ giques. Alors la faune désigne les ani¬ maux fossiles d’un âge géologique , et ce sont des faunes chronologiques , des faunes successives, qui se sont remplacées dans l’ordre de superposition des éta¬ ges terrestres.
En d’autres cas, on se sert du mot faune pour désigner unecirconscrip tion géographi¬ que quelconque.
Comme on dit aujourd’hui la faune d’Afrique, la faune d’A¬ mérique, pour désigner tous les
animaux d’Afrique ou tous les animaux d’Amérique, on peut aussi dire, en parlant des animaux fossiles dans le même sens, que la faune fossile du bassin de la Touraine ou de l’étage falunien de la Touraine est nombreuse ; que la faune fossile du bassin tertiaire des environs de Paris est la plus riche en espèces, etc., etc.
Fig. 15. Mylodon robustus.
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
Relativement à Yhabitat , ou milieu dans lequel les animaux fossiles paraissent avoir vécu, en les comparant à ce que nous observons aujourd'hui, ils sont terrestres , fluviatiles et lacustres , palustres , ou marins .
§ 15. Les fossile» sont terrestres lorsqu’ils habitaient exclusivement les terrains sortis des eaux, les continents. Les Mastodontes , les Paléo¬ thérium , les Mylodon (fig. 15), les limaçons {Hélix, fig. 17), les Cyclostoma
Fig. 16. Cyclostoma Fig. 17. Hélix hemisphærica.
Arnondii
{fig. 16) sont des animaux terrestres, dont les organes respiratoires pren¬ nent l’air en nature, et qui ne peuvent vivre dans d’autres conditions.
§ 16. Les fossiles sont fluviatiles, lacustres ou palustres, lorsque, d’après leurs caractères, ou d’après la composition de leur faune, on reconnaît par comparaison qu’ils ont vécu dans les eaux douces d’une rivière, dans un lac, ou dans un marais. Certains poissons, parmi les animaux vertébrés, les Planorbis , les Lymnea, les Physa, les Anodonta , les Unio parmi les mollusques {fig. 18, 19, 20), sont des animaux fos¬ siles fluviatiles, lacustres, ou palustres, qui vivent effectivement en sé¬ parant, des eaux douces, au moyen de branchies, l’air propre à leur
existence. On a quelquefois abusé de ces caractères en géologie, mais une saine critique peut ramener les choses à leur limite réelle.
CH AP. 1. — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE, 21
§ 17. Les animaux foisîles sont marins, lorsqu’ils ont dû habiter exclusivement !a mer. On doit, suivant leur manière de vivre, les subdiviser encore en fossiles côtiers, ou du lit¬ toral, comme les Ichthyosaurus , les Flesio- saurus , qui vivaient probablement sur les ri¬ vages, les Buccinum.les Murex , les Cerithium , les Cyprœa , les Venus, les huîtres ( Ostrea , jig. t, 2,4, 5, 7,21,22, 23), quelques oursins, qui ne pourraient vivre sur les côtes qu'à telle ou
21. Plesiosaurus dolichodeirus.
telle profondeur. On a souvent donné le nom de fossiles pélagiens aux animaux que, par analogie, on croit avoir habité les hautes mers, comme beaucoup de cé¬ tacés, les céphalopodes ( Nanti lus , Ammoni¬ tes ), les Conularia et les Hyalea ( fig . 12,
14, 24 , 25 ) parmi les animaux mollusques , qui paraissent avoir vé¬ cu, ainsi que leurs ana¬ logues d'aujourd'hui, au sein des océans et ne s'approcher des côtes que lorsqu'ils y sont portés, de leur vivant, par des causes fortuites, ou apres leur mort par la nature légère de leur coquille, comme on le voit
Fig. 22. Cypræa eîegans. Fig. 23. Cerithium hexagonum.
tü
Fig. 24. Hyalea Orbignyana.
de la Spirula fragilis , du Nautüus pompilius , etc.
Les différences qu'établissent entre les animaux fossiles l’habitat
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
et les diverses conditions du milieu d’existence, de climat ou de distri¬ bution géographique, sont d’une haute importance en Paléontologie, et
peut-être , jusqu’à présent , ne leur a-t-on pas accordé toute la valeur qu’elles méritent. Nous en tiendrons soigneusement compte aux genres et aux espèces ; elles nous serviront à essayer, dans notre résumé général, une es¬ quisse climatologique et géogra¬ phique de la terre aux diverses époques géologiques.
§ 18. Quanta l’àgedes fossiles , dans les couches terrestres, cha¬ cun les a divisés à sa manière, en les appelant anciens ou modernes ;
Fig. 25. Lituites cornu arietis.
mais il faut oublier, aujourd’hui, ces dénominations purement relatives. Il en est ainsi des noms qui avaient rapport aux anciennes divisions employées dans les divers systèmes géologiques, tels que fossiles pri¬ maires, secondaires , tertiaires et quaternaires , maintenant beaucoup trop vagues pour être rigoureusement appliqués à l’âge réel des cou¬ ches terrestres. Sous ce rapport, les noms des séries chronologiques, qui dérivent de l’âge relatif géologique des fossiles, suivront les noms de divisions fournies par l’étude des faunes, que nous indiquerons à la fin de cette première partie, et que nous définirons complètement à la quatrième, afin de les appliquer toujours positivement à la déter¬ mination de ces faunes successives; ainsi les fossiles oxfordiens, les fossiles né( comiens et tous les autres seront déduits des étages dans lesquels ils ont vécu.
§ 19. On a souvent appelé sub fossiles des coquilles qu’on ren¬ contre quelquefois en grand nombre sur certaines côtes, et qui sont absolument identiques à des coquilles vivant encore aujourd’hui dans les mers voisines. On en trouve sur toutes les côtes du monde, sur le littoral de l’Amérique méridionale, des Antilles, de France, deNorwège, etc., etc. Ces coquilles appartiennent, pour nous, à l’étage contemporain, parce qu’elles dépendent de la faune contemporaine de l’homme.
M. Marcel de Serres divise les fossiles en deux groupes, les fossiles proprement dits et les fossiles humatiles. Sous ce dernier nom, il dé¬ signe tous les débris de corps organisés qu’on rencontre dans les cal¬ caires d’eau douce contemporains ou dans les dépôts qu’il croit préci¬ pités ou transportés depuis la rentrée des mers dans leurs bassins res¬ pectifs actuels; tous les animaux enfouis dans les brèches osseuses, les ca-
CH AP. I. — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE. 23
vernes, les alluvions, les mares d’eau douce, qu’il regarde comme posté¬ rieurs aux derniers terrains tertiaires d’origine marine, contemporains de l’homme et non point antédiluviens. Pour nous, ces fossiles humatiles rentrent encore dans notre étage contemporain , et seraient les équiva¬ lents terrestres des couches marines contenant des espèces identiques. Selon M. Marcel de Serres, les fossiles proprement dits comprendraient tous les débris de corps organisés enfouis dans les couches, antérieure¬ ment à cette dernière époque. On a vu par nos divisions que nous croyons inutile d’admettre ces termes.
§ 20. Suivant le degré de transformation minérale, les fossiles peuvent être organiques, s emi- organique s ou inorganiques , c’est-à- dire ne conserver de leur état primitif que les formes extérieures qui seules attestent encore leur existence. En effet, tantôt le fossile est conservé en nature , n’ayant subi que de légères modifications, soit dans ses caractères physiques extérieurs, soit dans sa composition chimique. Beaucoup d’ossements sont dans ce cas, ceux surtout qu’on extrait des cavernes à ossements et des brèches osseuses les plus modernes. Les insectes qu’on rencontre quelquefois si bien con¬ servés dans les résines fossiles, n’ont probablement aussi subi aucune espèce de changement organique ou chimique. La substance combusti¬ ble qui leur sert de gangue est restée à l’état d’enveloppe extérieure, et la nature même de cette substance semi-fluide et glutineuse au moment où elle enveloppait les corps organisés, ne permet guère de supposer qu’elle ait pénétré plus intimement dans ces corps. Nous citerons éga¬ lement, au nombre des fossiles conservés en nature , les mollusques qu’on rencontre en certains dépôts travertins très-modernes, calcaires ou siliceux, où les coquilles se montrent conservées avec leur nacre, avec leurs couleurs. Grand nombre de fossiles des dépôts contempo¬ rains paraissent encore avoir gardé la plus grande partie de leur ma¬ tière animale.
Néanmoins la conservation des couleurs chez les coquilles n’est pas tou¬ jours en rapport avec leur degré de transformation, avec leur âge géologi¬ que, car nous connaissons dans l’étage dévonien de Paffrath (Prusse) des coquilles avec leurs couleurs ( Turbo subcostatus ). Nous en possédons de l’étage sinemurien de Pouilly (Côte-d’Or), de l’étage bajocien de Bayeux (Calvados), de l’étage néocomien des Basses- Alpes [Pecten alpinus), de l’é¬ tage turonien inférieur des bords de la Loire {YOstrea columba ) et de tous les étages tertiaires. Le brillant de la nacre chez les coquilles qui en étaient pourvues, se conserve aussi parfaitement dans les couches terrestres d’àges géologiques très -différents. Elle a tout son éclat sur les fossiles des étages oxfordiens de Russie ; elle le montre encore sur les coquilles de l’étage albien ou du Gault de Folkstone (Angleterre), de Wissant (Pas-de-
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PREMIÈRE PARTIE. - ÉLÉMENTS DIVERS.
Calais), de Machéroménil (Ardennes), etc., sur quelques coquilles de l'é¬ tage cénomanien de la montagne Sainte- Catherine à Rouen (Seine-
Fig. 26. Turbo subcostatus. Fig. 27. Ostrea columba.
Inférieure), de l’étage sénonien des Montagnes Rocheuses (États-Unis), et sur les coquilles de presque tous les dépôts tertiaires.
§ 21. D’autres fois, on dit que le fossile est altéré . C’est le cas du plus grand nombre des ossements de’ vertébrés qu’on rencontre dans les caver¬ nes et dans les brèches osseuses ; c’est le cas aussi de la plupart des coquilles tertiaires, celles, par exemple, que fournissent en si grande abondance les bassins subappennin, parisien et de la Gironde, etc. Dans ces sortes de fossiles , la matière animale a disparu en partie ou en totalité ; les principes solubles en ont été éliminés et entraînés par les eaux infiltrantes ; il n’est resté du corps enfoui que la charpente osseuse ou l’enveloppe calcaire, en quelque sorte nue, et ne contenant plus que les principes insolubles et les sels permanents, terreux ou alcalins.
§ 22. Enfin, le plus souvent, le corps organisé a été complètement transformé , soit en conservant une partie de ses principes constituants qui auraient subi une nouvelle disposition moléculaire, soit en ac¬ quérant des principes étrangers qui l’auraient remplacé en totalité ou en partie. Tous les fossiles des terrains les plus anciens sont, à peu d’exceptions près, dans ce cas. £ious parlerons plus en détail de ces di¬ vers degrés de changement, lorsque nous discuterons, au chapitre de la fossilisation , les causes multiples qui ont pu les déterminer.
§ 23. Quand le corps organisé a été remplacé par des substances minérales étrangères, ou pénétré seulement par ces substances, on dit qu’il a été pétrifié. 11 faut bien distinguer le sens restreint que nous don¬ nons au mot pétrification , du sens plus général que nous avons donné au mot fossile. Le mot pétrification désigne tout corps organisé enfoui dans les couches, dont la forme extérieure a été conservée, la structure intérieure plus ou moins détruite et remplacée par une matière toute différente de la matière organique dont il se composait à Tétât vivant. Souvent la matière minérale qui a fourni à la pétrification est, à peu
CHAP. I. - TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE. 25
de chose près, de même nature que la matière organique elle-même ; ainsi, le test des mollusques qui se compose en grande partie, à l’état vi¬ vant, de carbonate de chaux:, demeure à l’état de carbonate, après sa conversion au sein des couches calcaires. De même, les ossements qui offrent à l’état vivant une certaine quantité de carbonate et une plus forte proportion de phosphate de chaux, conservent, à l’état de pétrifica¬ tion, le premier principe en totalité, le second en partie, de telle sorte que la pétrification ou la conversion minérale du corps organisé est, le plus souvent, une simple épigénie minérale. La pseudomorphose est rarement complète.
§ 24. Des empreintes organiques. Le corps organisé qui a laissé, dans les couches, des traces durables de son existence, ne s’v trouve pas toujours intégralement représenté ; souvent une ou plusieurs de ses parties ont disparu, ou même, dans quelques cas, toutes ont été complètement détruites, et des caractères organiques du corps enfoui, il ne reste plus que l’image de ses formes. On dit, dans ce cas, que le corps existe à l’état d ’ empreinte organique.
Les empreintes organiques qui nous offrent dans la nature tous les résultats auxquels on est parvenu par le travail, dans l’art du mode¬ lage des corps, doivent emprunter leurs termes à la sculpture et à l’ar¬ chitecture. La nature, en effet, a dû procéder comme les modeleurs. Lorsqu’une coquille, ou tel autre corps solide, s’est trouvée entourée de sédiments fins, ceux-ci, en contact immédiat, en ont reproduit les moindres accidents. Supposons, pour expliquer le fait, qu’après l’en¬ durcissement de la couche la coquille ou le corps vienne à disparaître sous l’influence de certaines causes, comme, par exemple, sa disso¬ lution par les eaux infiltrantes ; il ne restera plus, dans la couche au sein de laquelle gisait le corps, qu’une image en creux de la forme de ses contours ; c’est ce que nous appelons empreinte organique Suivant l’état plus ou moins complet de cette empreinte, nous la désigne¬ rons sous le nom de mouley de modèle , d' empreintes et de contre-em¬ preintes.
§ 25. Nous appelons Moule, toute empreinte organique complète, qui n’a laissé qu’un vide à la place occupée par le corps organisé, quelle qu’en soit la forme, comme le moule exécuté en plâtre par les modeleurs pour reproduire et tirer des exemplaires d’une sculpture ou d’un ornement quelconque. Ce moule peut être extérieur , intérieur , ou montrer les deux parties à la fois.
Le moule extérieur s’applique à toute espèce de corps organisés, pleins ou creux à l’intérieur , comme à la cavité taillée dans une roche par un os, un polypier, ou même par une coquille. C’est alors une cavité simple, circonscrite de toutes parts {a, fi g. 28)
26
PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
Fig. 28. Moule intérieur d’Arca.
§ 26. Le moule intérieur , au contraire, n’est applicable qu’aux e corps organisés qui présentent une cavité
intérieure, comme les bivalves fermées et les gastéropodes ; mais, le plus souvent, les corps creux laissent à la fois, le moule extérieur et intérieur. Lorsque, par exem¬ ple, une coquille bivalve entière ( fig . 28) enveloppée de sédiments fins, laisse quelque partie béante ( b b) entre les val¬ ves, elle ne tarde pas à se remplir de ces sédiments qui l’entourent extérieurement. Lorsque la coquille se détruit, il reste à l’extérieur {ee) un moule extérieur , tandis qu’à l’intérieur les sédiments moulés sur l’intérieur de la coquille forment un moule intérieur ( c c ). 11 en est de même d’un gastéropode,
§ 27. Lorsque le moule , cette cavité circonscrite, se remplit pos¬ térieurement de molécules adventîves qui en prennent plus ou moins exactement la forme, nous appellerons cette partie de remplissage, Modèle ; car elle est tout à fait comparable aux modèles que les mo¬ deleurs tirent de leurs moules. Alors le remplissage aura en tout la forme du corps organisé, mais sera de matière tout à fait variable.
§ 28. Nous réservons plus spécialement le nom d’Empreintes aux parties plus ou moins étendues d’un moule. Une empreinte peut, relativement au corps qu’elle reproduit, être extérieure et repré¬ senter la face extérieure d’un corps organisé. Dans une coquille bivalve dont les deux valves sont séparées, disséminées, chacune de ces valves, enveloppée par le sédiment environnant, laissera tout à la fois sur ce sé¬ diment, l’empreinte de sa surface convexe ou exté¬ rieure [fig. 29), et celle de sa surface concave ou in¬ térieure (fig. 30) ; on aura, dans ce dernier cas, ce qu’on nomme une em¬ preinte intérieure. Comme le moule, l’empreinte ex¬ térieure s’applique à tous les corps, tandis que l’em¬ preinte intérieure n’est applicable qu’à ceux qui sont creux. Nous ne sau¬ rions donner une idée plus exacte de la nature d’une empreinte, qu’en la
Fig. 30.
CHAP. 1. — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE. 27
comparant à Limage laissée sur un fond mou ou ductile, comme celle qu'imprime sur la cire le cachet qu'on y applique. Les empreintes, soit extérieures, soit intérieures, sont fréquentes dans certaines couches, sur¬ tout dans celles qui se montrent très-perméables aux infiltrations aqueuses, lorsque le corps organique offrait, en soi, des éléments de décomposition facile. Plus les molécules qui ont enveloppé le corps organisé étaient fines, plus les empreintes sont nettes et bien carac¬ térisées. On en trouve dans les grès, dans les calcaires, et à toutes les époques géologiques. L’étage silurien ne montre souvent que cela, ainsi que beaucoup de couches jurassiques, comme celles de l’étage co¬ rallien de la Belle-Croix, près de la Rochelle (Charente-Inférieure), et certains calcaires grossiers de l’étage parisien des environs de Paris, où des couches entières ne sont formées que de moules et d’empreintes de mollusques et de polypiers.
§ 29. Quelques auteurs (Lyell) ont appelé contre- empreinte ce que nous avons nommé moule extérieur, tandis que nous désignons sous ce nom de contre-empreinte un cas tout particulier, assez fréquent dans les couches calcaires ou argileuses. Lorsqu’une coquille, déposée dans les couches terrestres, s’est détruite en laissant d’un côté, dans la couche, l’empreinte ou le moule extérieur, et de l’autre, l’empreinte ou le moule intérieur, et que cette couche qui la renferme, non encore solidifiée, a subi postérieurement une pression déterminée par le poids des couches supérieures qui tend à en rapprocher toutes les parties, le vide resté à la place de la coquille disparaît, et les empreintes extérieure et inté¬ rieure réunies et mises en contact, atténuent plus ou moins complète¬ ment les caractères internes, en donnant un ensemble qui n’est ni une empreinte interne, ni une empreinte externe, mais bien la réunion de l’une et de l’autre. Cette circonstance est très-fréquente, surtout dans les calcaires marneux de tous les âges, comme l’étage kimmérid- gien de Châtelaillon , l’étage corallien de Marans (Charente-Infé¬ rieure), etc., etc.
§ 30. Empreintes physiologiques. En traitant des empreintes, des moules, des modèles, des contre-empreintes , nous n’avons parlé que de traces organiques fossiles des parties solides des animaux en¬ fouis dans les couches ; mais il est d’autres vestiges fossiles laissés par les corps vivants sur les sédiments non consolidés, et qui se rap¬ portent moins à ces parties solides des corps, qu’aux habitudes vitales et physiologiques de ceux-ci. 11 s’agit d’empreintes de pas d’ani¬ maux, de sillons, de cannelures, de bourrelets, laissés par les organes de mouvement des animaux marcheurs et nageurs. M. Hitchcock, qui a beaucoup étudié les empreintes fossiles de pas d’animaux, les a désignées sous le nom général û’Ichnites , (dh/voç trace, vestige), en
28
PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
appelant Ichnologic la science qui s’occupe de ces sortes de fossiles. Nous y réunirons également les empreintes analogues laissées par les ani¬ maux nageurs, et nous nommerons encore cette série d’empreintes, bien distincte de la première, Empreintes physiologiques [fig. 31, 32, 33); car
Fig. 31. Empreintes physiologiques de pas d’Oiseaux.
nous trouvons inutile de surcharger la science de noms nouveaux, pour désigner des choses qui rentrent dans les acceptions vulgaires. Il est certain que les noms d'empreintes physiologiques, de pas d’oiseaux, de pas de reptiles, etc., s’entendent mieux que les mots d ’lchnites, et d 'Ichnologie, etc.
Poussant plus loin son travail, M. Hitchcock les a subdivisées en deux groupes : 1° les S auroïdi c h ni t es ; 2° les ornithichnites suivant qu’elles se rapportent à des sauriens ou à des oiseaux; et plus récemment, le même auteur a proposé une autre division, dans laquelle il a tenu moins compte des caractères généraux de zoologie, que du nombre de parties composant chacune de ces traces : telles sont les polypodichnites ou traces à plusieurs pieds ; les tetrapodichnites ou traces «à quatre pieds; les dipodichnites ou traces h deux pieds, et enfin les apodichnites ou traces sans pieds. Les traces de poissons laissées sur les fonds
CHAP. 1. - TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE.
vaseux par les organes de natation de ces animaux, ont été désignées, par M. Buckland, sous le nom d’Ichthyopatolites. Nous croyons qu’on doit tout simple¬ ment désigner ces em¬ preintes comme des em¬ preintes physiologiques d’oiseaux, de sauriens et de poissons, et ne pas ad¬ mettre surtout les termes déduits du nombre des pieds.
§ 31 . Empreintes phy¬ siques. 11 est encore d’a li¬ res empreintes qu’on
Fig. 32. Empreintes physiologiques : aa, de pas de Tortue; bb, de pas de Chirotherium.
rencontre dans des couches d’àges très-différents et qui, bien qu’el-
3.
PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
Fig. 38. Empreintes physiologiques de pas de Tortue terrestre.
GHAP. 1. — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE.
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les n'appartiennent pas à la Paléontologie, n’en offrent pas moins beau¬ coup d’intérêt. Nous voulons parler des empreintes de gouttes de pluie, et des ondulations laissées par les eaux, qu’on trouve sur les grès et sur les calcaires. Pour ne pas créer de nouveaux noms, nous appellerons ces sortes d’empreintes empreintes physiques ( fig . 34, 35).
§ 32. Des gouttes de pluie. Plusieurs auteurs ont donné des des¬ criptions de gouttes de pluie fossiles. Cunningham, Hitchcock, Lyell, etc., les ont étudiées en particulier, et leurs observations ont été si con¬ sciencieuses qu’il n’est guère permis de con¬ server encore quelque doute sur leur exis¬ tence. M. Cunningham parle dans les termes suivants d’impressions et de moules de gouttes de pluie qu’il a observés dans les carrières de Storeton - Hill ( Ches- hire), ces mêmes car¬ rières qui ont déjà offert des empreintes de Chi- rotherium. « Les effets d’une pluie tombant sur des cendres très- fines du Vésuve s’y font remarquer en globules arrondis, semblables à ceux que produirait l’eau d’un arrosoir sur un parquet couvert de poussière. Même phé-®"* de pas d'OUeau, et empreintes
1 1 physiques de gouttes de pluie.
nomène a été remarqué
sur les grès de Storeton-Quarry. En certains cas, les globules sont pe¬ tits et circulaires, comme s’ils eussent été produits par une pluie légère ; en d’autres, ils sont plus gros, de forme moins régulière, indiquant une pluie plus violente , »
M. Lyell a décrit des empreintes semblables à des gouttes de pluie dans la vallée de Connecticut, Amérique du Nord. Ces empreintes ont été ob¬ servées en plusieurs localités, à Newark, New-Jersey, à Cabotville dans le Massachussets, à Smith’s Ferry au nord de Springfield, etc. M. Lyell est convaincu que ces empreintes sont bien réellement celles de gouttes
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PREMIÈRE PARTIE. — ELEMENTS DIVERS.
de pluie, malgré les doutes qu’il a professés pendant longtemps sur les vues de M. Hitchcock et autres.
On se rappelle ces plaques de grès bigarré du nouveau grès rouge qui furent découvertes, il y a quelques années, par M. Ward, à Shrews- bury, en Angleterre, et dont M. Buckland a offert un modèle en plâtre à la Société géologique de France. On remarque, sur ces plaques de grès, des empreintes de gouttes d’eau, dans trois circonstances ditïérentes : ici, les empreintes sont hémisphériques, elles sont formées par une pluie tranquille ; là, elles sont larges et sans profondeur, ce devait être une pluie d’orage à grosses gouttes ; ailleurs, elles sont dans un sens oblique, c’est un signe que la pluie qui les a laissées était accompagnée d’un vent plus ou moins violent. M Ward a observé lui-même à Grinshill-H ill (comté de Shrop), en Angleterre, des gouttes de pluie fossiles dont l’obliquité indique que les gouttes ne seraient pas tombées perpendiculairement, mais auraient été jetées obliquement par la force du vent.
§ 33. Des ondulations laissées par les eaux. Le fait de l’existence à l’état fossile de véritables ondulations occasionnées par le mouve¬ ment des eaux, est également bien constaté. Les grès de Shrewsbury, dont il a déjà été question, présentent de ces sortes d’empreintes ; ceux de Grinshill-Hill sont dans le même cas. Dans cette dernière localité, les empreintes d’ondulations offrent nettement des élévations et des dé¬ pressions alternatives plus ou moins continues, avec des surfaces émous¬ sées et arrondies
Nous avons vu de ces ondulations formées par les eaux sur les bancs
de calcaire carboni¬ fère, sur les grès portlandiens des en¬ virons de Boulogne (Pas-de-Calais), sur les grès tertiaires des bords du Rio-Negro, en Patagonie, et sur une multitude d’au¬ tres points. En trai¬ tant des causes actuelles, nous chercherons à expliquer le mode de formation des empreintes physiques, et les moyens employés par la nature pour nous les conserver dans les couches terrestres (§ 96).
§ 34. Des coprolites. H n’est pas rare de rencontrer dans les couches des fœces fossiles, qu’on désigne aujourd’hui plus particulièrement sous le nom de Coprolites. Nous allons donner ici quelques détails sur ces corps si singuliers, dont les véritables analogies ont pu être longtemps contestées, mais sur la nature organique desquels, leurs caractères phy-
Fig. 35. Empreintes physiques. Ondulations laissées par les eaux. Environs de Boulosme-sur-.Mer.
CHAP. I. — TERMES EMPLOYÉS EN PALÉONTOLOGIE.
3'3
siques et leur composition chimique ne laissent plus aucune incertitude.
Les coprolites se présentent, en général, sous la forme de petits corps arrondis, tantôt globulaires, tantôt allongés, sou¬ vent contournés ou tordus en spirale, à surface lisse ou légèrement rugueuse. Leur consistance est souvent très -dure, quelquefois cependant ils sont plus ou moins friables, ou se divisent facile¬ ment en fragments, lorsqu’on vient à briser la couche qui les renferme. Leur grosseur varie de celle d’une noisette à celle du poing, ou même dépasse ce dernier volume. Leur couleur est égale¬ ment très-variable ; les nuances les plus fréquentes Flg' ^*p^P^llte sont le gris cendré, le jaune, le brun clair, etc.
Du reste, chacun de ces caractères de forme, de consistance, de gros¬ seur, de teinte, change pour chacune des classes, des ordres, ou même des genres d’animaux auxquels ils appartiennent.
La composition matérielle des coprolites a présenté, dans quelques cas, des circonstances fort remarquables et bien propres à nous prouver combien les faits paléontologiques les plus simples et les plus futiles en apparence peuvent être précieux pour nous ap¬ prendre à connaître les habitudes physiologiques des animaux qui ont peuplé la terre aux époques géologiques anciennes, et le mode d’anéan¬ tissement des faunes successives Certains coprolites ont paru pré¬ senter dans leur masse intérieure des parties non encore digérées et distinctes, telles que des fragments d’os, d’écailles, des poils, des grai¬ nes, etc. L’animal aurait-il été détruit subitement, peu de temps après un repas copieux et non encore transformé ? La fameuse salamandre fos¬ sile qui existe à Leyde, dans le cabinet de Yan-Breda, contient, dans la partie correspondant à l’abdomen, plusieurs coprolites où l’on distingue, dit-on, très-facilement des fragments d’os de grenouilles et de poissons. Des coprolites de Lyme-Regis sont remplis d’os, de dents, d’écailles de poissons, dont la conservation est telle qu’on a pu les rapporter distinc¬ tement à des genres connus. Les coprolites d’oiseaux de Chicopee lais¬ sent voir quelquefois, dans leur intérieur, à l’aide d’instruments grossis¬ sants, de véritables graines, sous forme de petits grains noirs.
La forme, avons-nous dit, ainsi que la dureté, la couleur, etc., en un mot les principaux caractères physiques, indiquent approximativement la classe d’animaux auxquels les coprolites appartiennent. La compo¬ sition chimique est un caractère non moins utile pour arriver au même but. Nous ne parlerons pas ici avec détail de ce dernier caractère des coprolites, nous réservant de le développer lorsque nous aurons à traiter, dans le chapitre de la Fossilisation, de la composition chimique
PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
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comparée dans les divers fossiles. Nous dirons seulement, par anticipation, que les caractères chimiques des excréments fossiles prouvent jusqu’à l’évidence que la nature de ces corps est bien organique. Nous ajoute¬ rons que l’analyse chimique a fait découvrir , dans chaque classe de coprolites, des caractères propres à chacun et qui viennent en aide aux caractères physiques, pour les distinguer entre eux. C’est donc d’après l’ensemble de ces caractères qu’on a pu reconnaître déjà des co¬ prolites de quatre grandes classes de vertébrés. Quelques auteurs ont proposé des noms particuliers pour chacune de ces classes : ils ont appelé Saur o coprolit es , Crocodilo coprolit es , les fæces fossiles de sauriens, de crocodiles; Ichthyocoprolites , ceux de poissons; Orni- tho coprolites ^ ceux d’oiseaux, etc.
On connaît des coprolites dans un grand nombre de localités et dans plusieurs étages : Lyme-Regis, le comté de Fife, etc., en Angleterre, Bur- die-House, en Écosse, les cavernes de Lunel-Viel, en France, de la pro¬ vince de Liège, etc., en ont offert les plus nombreux exemples. Le terrain le plus ancien dans lequel on les ait rencontrés paraît être celui de Burdie - House , compris dans les membres les plus inférieurs de l’étage carboniférien. Les coprolites de Chicopee sont dans un grès dur et compacte appartenant probablement au terrain triasique ; ceux de Lyme-Regis sont rapportés au lias ; il en existe dans l’étage sénonien de la craie de Meudon, dans les couches noires du calcaire grossier de Passy ; enfin ils abondent généralement dans la plupart des cavernes à ossements. Le guano représente les coprolites de l’époque contem¬ poraine.
CHAPITRE 11.
DE LA FOSSILISATION.
Sous ce titre général de fossilisation, nous comprendrons tout ce qui se rattache, plus ou moins directement, aux changements par lesquels un corps vivant et jadis animé a passé d’une époque, alors actuelle, à un autre époque qui n’est plus, en laissant, dans les couches terrestres des traces impérissables de sa forme caractéristique. Nous y réunirons un ensemble de considérations d’une haute importance, et qui néan¬ moins ont été complètement négligées par les paléontologistes.
Conditions de fossilisation dérivant de la nature et de la composition chimique des corps vivants.
§ 35. Pour qu’un corps organisé soit susceptible de laisser au sein des couches des traces durables de son existence, il ne suffit pas que sa
CH AP. II. — DE LA FOSSILISATION.
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dureté et sa consistance lui permettent de résister à Faction mécanique des milieux environnants et de conserver ainsi sa forme jusqu’après con¬ solidation complète des sédiments où il se trouve enfoui ; il faut encore que sa composition chimique soit telle qu’il puisse en même temps échap¬ per à la décomposition organique et que la dissolution de chacune de ses parties ne soit pas immédiate après sa mort. La nature physique d’un corps organisé, c’est-à-dire sa consistance, sa solidité, sa dureté, etc., est essentiellement en rapport avec sa nature chimique, et connaî¬ tre celle-ci, c’est, en quelque sorte, déterminer les caractères physi¬ ques : or la nature des éléments chimiques n’est pas, à beaucoup près, la même chez tous les animaux : elle présente, il est vrai, des caractères généraux communs à toute la série animale, mais elle comporte aussi des différences particulières propres à chaque classe, à chaque ordre, ou même à chacune des parties d’un même corps organisé. Suivant ces différences, les caractères physiques varieront dans le même rapport, et la fossilisation offrira des modifications semblables.
La composition chimique comparée des fossiles de toute la série animale n’avait guère, jusqu’à ce jour, fixé d’une manière spéciale l’attention des géologues et des paléontologistes ; du moins aucun tra¬ vail d’ensemble n’avait encore été publié sur ce sujet. M. Hugard a essayé de combler cette lacune, en réunissant les matériaux épars dans les ouvrages et en y ajoutant d’autres matériaux bien plus nombreux, fruit de ses propres recherches. Une communication qu’il a faite der¬ nièrement sur ce sujet, à la Société géologique de France, contient le ré¬ sumé de son travail, dont nous ne ferons que donner ici une analyse succincte.
Parmi les caractères chimiques qui distinguent les animaux entre eux, les uns, avons-nous dit, sont communs à toute la série animale. La pré¬ sence de l’azote, par exemple, caractérise assez bien toute substance animale, et la distingue des substances végétales ; les autres sont pro¬ pres à telle ou telle division de cette série, ou même, dans certains cas, à telle ou telle partie d’un même corps organisé. Les caractères com¬ muns ne nous occuperont pas ici ; leur étude nous entraînerait à de trop longs détails et à des discussions inutiles, qui ne sauraient trouver place dans cet ouvrage élémentaire. Les caractères chimiques spéciaux ont pour nous une importance plus directe; ce sont aussi ceux- là que concerne principalement le travail de M. Hugard. Dans ce travail, l’auteur a groupé les faits, d’après les affinités chimiques de composi¬ tion des corps organisés qu’il passe successivement en revue; cet ordre est celui que nous adoptons dans les considérations qui suivent.
§ 36. Os, dents, cartilages des mammifères. La composition chimi¬ que des os de mammifères peut se résumer par les chiffres moyens sui-
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
vants : cartilage complètement soluble dans l’eau, 32,17 ; vaisseaux, 1,13; phosphate basique de chaux, avec un peu de fluorure de calcium, 54,04 ; carbonate de chaux, 11,30; phosphate de magnésie, 1,16; soude avec une très-petite quantité de chlorure de sodium, 1 ,20,— 100 (Berzélius ). Ces différents chiffres, comparés, nous démontrent que les matières ter¬ reuses l’emportent de beaucoup, par leur quantité relative, sur les matiè¬ res animales, et que le phosphàte de chaux forme même, à lui seul, plus de la moitié de l’ensemble de la matière osseuse. Le phosphate de chaux pos¬ sède une dureté considérable ; sa stabilité chimique est très-grande ; faits qui seuls nous expliquent déjà pourquoi les os et les dents sont de toutes les parties d’un mammifère celles qu’on rencontre le plus fréquemment à l’état fossile. Du reste, tous les os du squelette, ou même les différen¬ tes parties d’un même os, ne contiennent pas les mêmes quantités pro¬ portionnelles de matière animale et de matière terreuse. Les os longs des membres offrent plus de matières terreuses que ceux du tronc ; les os des membres supérieurs en renferment un peu plus que ceux des extrémités inférieures, et en général les extrémités soumises à un travail plus actif, en présentent plus que ceux qui le sont moins. Les os spongieux sont aussi toujours relativement moins terreux que les os plus compactes. De ces faits, il est naturel de conclure que telle ou telle partie du squelette, tel ou tel os, ou même les différentes parties d’un même os, n’offriront pas des conditions semblables de fos¬ silisation. C’est ce que prouve, en effet, le nombre comparé des diffé¬ rentes parties du squelette qu’on trouve à l’état fossile.
Les cartilages , qui, sous plus d’un rapport, peuvent être assimilés aux os proprement dits, offrent cependant une composition chimique assez différente par les proportions, sinon par la qualité des éléments qui les constituent. Les principes terreux que nous avons vus s’élever jusqu’à 66,50 environ pour 100 dans les os, ne sont plus que de 1 à 2 pour 100, au maximum, dans les cartilages. La gélatine en constitue la majeure partie; or, on sait que ce dernier principe est bien peu stable : nous n’aurons donc pas lieu de nous étonner si l’existence des parties carti¬ lagineuses du squelette des mammifères n’a pas souvent été constatée à l’état fossile, malgré la dureté et la résistance presque osseuse que pré¬ sentent quelques-unes d’entre elles. Du reste , ce que nous venons de dire des cartilages des mammifères s’applique également à ceux d’oi¬ seaux et de reptiles, mais non aux cartilages de poissons.
§ 37. Les dents de mammifères offrent, dans les différents groupes, une composition chimique à peu près semblable à celle des os dans les mêmes vertébrés, du moins quant à la nature des éléments qui les forment ; il n’en est pas de même de la quantité relative des éléments comparés entre eux. L’un des principes terreux , le phos-
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CHAP. II. — DE LA FOSSILISATION.
phate de chaux, est ici en quantité bien plus considérable que dans les os en général. Nous avons vu que dans ceux-ci la quantité du sel terreux s’élevait en moyenne à 54,04 pour cent ; dans la substance des dents, cette quantité n’est jamais au-dessous de GO et peut aller même jusqu’à G4 et GG. Les dents doivent à leur dureté et leur ténacité consi¬ dérable la forte proportion de phosphate qu’elles contiennent. Du reste, la composition de la dent n’est pas identique dans chacune de ses par¬ ties ; l’émail contient une bien plus forte proportion de phosphate que l’ivoire, et la substance corticale qui existe chez quelques mammifères contient, à son tour, bien moins encore de principes terreux que les deux précédentes; de là des différences essentielles de dureté ; delà aussi des conditions variables de fossilisation.
Les défenses de divers mammifères, et en particulier de certains pa¬ chydermes, l’ivoire de quelques animaux du même ordre, les cornes de cerfs ont la plus grande analogie de composition avec les dents. Les cor¬ nes, toutefois, contiennent une plus faible quantité de phosphate et de carbonate terreux Cependant les cornes de cerfs ne semblent pas différer par leur composition des os eux-mèmes.
La composition chimique des os d’oiseaux diffère peu de celle des os de mammifères ; les proportions seules des éléments varient, pour un même poids. A volume égal, un os d’oiseau contiendra une aussi forte proportion de sels terreux que l’os d’un animal appartenant à la pre¬ mière classe de vertébrés, bien que, sous ce volume égal, sa densité soit beaucoup moindre à poids égaux. Cette même proportion des sels ter¬ reux dans un os d’oiseau, sera de beaucoup supérieure à la quantité des mêmes éléments dans tout autre os de vertébré. Si donc la qualité des éléments constitutifs des os d’oiseaux ne peut suffire à la faire distinguer de ceux de tous les autres vertébrés, la quantité de ces mêmes éléments pourra suppléer à ce défaut, et l’on conçoit, dès à présent, combien, dans ce cas, la différence quantitative pourra être utile au paléontologiste in¬ décis sur la nature de fragments osseux dont les caractères zoologiques ne lui paraîtraient pas suffisamment tranchés.
La composition des os de reptiles n’a pas encore été étudiée en par¬ ticulier ; toutefois, il est à présumer qu’elle ne diffère pas beaucoup de celle des deux classes précédentes.
§ 38. Des os de poissons. La quantité des matières terreuses est, relativement à la matière animale, beaucoup moindre dans ces os que dans ceux des classes précédentes. Ce fait nous explique pourquoi les os de poissons sont rares à l’état fossile; il nous fournit en même temps un excellent moyen pour distinguer ces os à l’état fossile, par le seul caractère de la quantité absolue, sous un poids donné, de quelques- uns de leurs éléments essentiels; enfin il nous fait comprendre
3S PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
pourquoi les poissons étant rarement conservés à Tétât fossile avec leur forme et leur volume réels, on les rencontre toujours très- déformés et aplatis, ou même, le plus souvent, représentés par leurs écailles. Quant aux cartilages dont se compose uniquement le squelette de toute une division de la classe des poissons, leur com¬ position diffère peu de celle des cartilages des autres classes de ver¬ tébrés ; c’est toujours du phosphate de chaux, de magnésie , de fer, environ 0,1G00; du sulfate de chaux, 0,1200; des traces de soufre, d’alumine, de silice, de potasse; et tout le reste, pour 100 parties, est de la matière animale. Cependant les cartilages de certains pois¬ sons présentent une dureté et une résistance presque égales à celles des os proprement dits : dans ce cas, leur fossilisation a pu devenir plus facile, et effectivement, il n’est pas rare de rencontrer des pois¬ sons cartilagineux fossiles. Toutefois dans ceux-ci, on remarque qu’il n’est plus rien resté d’organique que la forme; leurs principes élé¬ mentaires ont été totalement remplacés par des substances adven- titielles de nature pierreuse qui ont pénétré, dans tous les sens, le corps perméable assez résistant pour conserver sa forme pendant toute la durée de la fossilisation, mais qui ne l’était pas assez pour échapper ensuite à la décomposition organique.
§ 39. Les cornes des ruminants , la carapace des chéloniens , les écailles des reptiles, des poissons, le squelette tégumentaire des annelés, se ressemblent par une composition commune.Quelques-uns de ces orga¬ nes se rencontrent fréquemment à l’état fossile ; aussi est-il important de bien connaître leurs véritables caractères chimiques, afin d’en mieux comprendre les différences de fossilisation. Nous ne possédons pas en¬ core de données bien certaines sur la composition chimique de la ca¬ rapace cornée des chéloniens. Son origine fait présumer qu’elle n’est pas très-différente de celle des écailles de reptiles et de poissons, sur lesquelles nous allons donner quelques détails. Les cornes creuses des ruminants sont probablement aussi dans le même cas. Les écailles de reptiles consistent principalement, à l’état frais, en une sorte de sub¬ stance cornée qui contient à peine, chez quelques genres, le crocodile dans le jeune âge par exemple, 1 et 1/2 pour 100 de matière terreuse, et pas plus de 3 pour 100 dans les écailles du même animal, qui forment la crête dorsale et qui paraissent en contenir le plus. La très-faible proportion de matières terreuses dans les écailles de cette grande classe de vertébrés explique facilement leur rareté à l’état fossile. Souvent les écailles qu’on a cru devoir attribuer à des reptiles étaient, au contraire, des écailles de poissons; et, en effet, nous verrons plus loin que celles-ci offrent des conditions bien plus favorables de fossilisation ([lie les premières.
CHAP. II. — DE LA FOSSILISATION.
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Les écailles de poissons diffèrent essentiellement de celles des repti¬ les, quant aux proportions des éléments qui les constituent. Nous possé¬ dons un grand nombre d’analyses d’écailles de poissons vivants et fos¬ siles. Toutes démontrent que, dans ces écailles, la proportion des sels terreux l’emporte de beaucoup sur celle des éléments analogues pour la classe précédente. Le phosphate de chaux y entre à lui seul dans la proportion de 42 à 46 centièmes de la masse totale ; c’est-à-dire que l ecaille d’un poisson offre presque la composition d’un os. On voit par là, combien il sera facile de distinguer, à l’état fossile, une écaille de poisson de celle d’un reptile. D’un autre côté, les écailles de poissons ne devront pas être rares dans les couches, et, en effet, ce sont quelquefois les seuls organes qui représentent l’animal à l’état fossile. Du reste, les écailles de reptiles, lorsqu’elles existent conservées dans les couches, y sont généralement remplacées par une matière siliceuse ou calcaire ; au contraire, les écailles de poissons retiennent toujours, à l’état fossile, une quantité considérable de phosphate de chaux, comme le prouvent un grand nombre d’analyses chimiques de ces écailles, entreprises par M. Hugard, sur des échantillons pris à différents âges géologiques. Nous insisterons donc ici encore une fois sur les différences essentielles de composition, ou du moins de proportions dans les éléments qui consti¬ tuent les écailles de poissons et de reptiles, en rappelant combien ces différences peuvent être utiles pour la détermination zoologique de dé¬ bris fossiles appartenant à l’une ou à l’autre des deux classes de verté¬ brés ; car il est souvent impossible de distinguer par les seuls caractères anatomiques ou extérieurs des écailles prises dans l’uiie ou l’autre de ces deux classes.
§ 40. Les ongles, les piquants, les crins, les poils, les cheveux, etc., ont entre eux la plus grande analogie de composition, et diffèrent à peine, même dans la proportion des éléments qui les constituent. Nous n’insis¬ terons donc pas plus longtemps sur l’importance des caractères que peut fournir leur composition chimique comparée pour la distinction des clas¬ ses auxquelles ils appartiennent. Nous dirons seulement que chacun d’eux n’est qu’une simple dépendance du tissu cuticulaire, et comme tel se compose presque exclusivement de matière animale semblable au mucus. On y rencontre, de plus, un peu de phosphate de chaux, du carbonate de la même base, de l’oxyde de manganèse, du fer oxydé, du fer sulfuré , une quantité notable de silice et une quan¬ tité plus notable encore de soufre. Cette dernière circonstance mé¬ rite de fixer un instant notre attention. On attribue à la décomposition de substances animales la grande quantité de soufre, généralement à l’état de sulfure, qu’on rencontre dans certaines couches d’ori¬ gine sédimentaire où abondent effectivement certains débris orga-
40 PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
niques. L’explication nous paraît peu probable, ou du moins insuf¬ fisante.
Les plumes , chez les oiseaux, dépendent, comme les organes précé¬ dents, du système cuticulaire; elles se composent également, en grande partie, de mucus animal.
Que conclure de tous ces faits P Qu’on espérerait en vain trouver avec abondance, à l’état fossile, la plupart des organes que nous venons de citer : d’abord leur solidité et leur résistance aux agents mé¬ caniques extérieurs n’est pas très-grande, et puis ils se composent d’éléments tout à fait instables, dont la putréfaction s’empare promp¬ tement, car la plus grande partie de ces éléments sont solubles. Aussi les cas de crins, poils, ongles, etc., fossiles, cités jusqu’à ce jour sont- ils extrêmement rares et , en quelque sorte, exceptionnels.
§ 41 . Des téguments et autres pièces cornées des animaux annelés. Dans l’embranchement des annelés, la classe qui compte le plus grand nombre de représentants à l’état fossile est, sans contredit, celle des crus¬ tacés. La classe des annélides, moins toutefois les tubicoles, et celle des arachnides n’ont laissé, au sein des couches, que quelques vestiges de leur existence. Après les crustacés, viennent, par ordre d’abondance, les insectes, puis les cirrhipèdes. Ceux-ci, par la grande analogie de leur enveloppe testacée avec celle des mollusques, se rencontrent abondam¬ ment dans quelques terrains. Voyons jusqu’à quel point les conditions chimiques de ces différents corps pourront expliquer leur abondance relative dans les couches terrestres.
L’enveloppe solide des crustacés est formée d’une grande quantité de carbonate de chaux, d’une moindre quantité de matière animale et d’une quantité toujours décroissante de phosphate calcaire. Toutefois la propor¬ tion de ces éléments varie avec l’animal de tel ou tel ordre, ou même quel¬ ques-uns d’entre eux peuvent disparaître complètement suivant le genre. On voit, en effet, tel crustacé présenter une enveloppe extérieure à peine cornée, tandis que tel autre présentera cette même enveloppe encroûtée de matière calcaire et constituant un test d’une solidité remarquable, comparable même, dans certains cas, à celle des os des animaux supé¬ rieurs. Lorsque le squelette tégumentaire du crustacé est de nature seulement demi-cornée, elle se compose presque en entier d’albumine et d’une substance particulière nommée chitine, substance qu’on re¬ trouve également dans les téguments des insectes. Lorsqu’au contraire la carapace du crustacé est osseuse, on y rencontre, outre l’albumine, les éléments que nous avons cités ci-dessus ; mais dans l’un et l’autre cas, la substance qui en constitue la base et qui donne leur forme aux tégu¬ ments est la chitine, principe organique, découvert d’abord par M. Odier, retrouvé, plus tard, par d’autres chimistes et étudié tout spécialement par
CH AP. II. — DE LA FOSSILISATION. 41
M.Milne Edwards. Ce savant zoologiste a reconnu, dans la carapace du Carcin menade, environ 100 pour 100 de chitine, 18 d'eau, 68 de sels mêlés à un peu de matière animale soluble à froid dans une petite quan¬ tité d'acide hydrochlorique faible et environ 8 d'albumine. Dans les seg¬ ments dorsaux des anneaux abdominaux du même animal, il a trouvé 20 pour 100 de chitine et 64 de matières salines.
Cette observation prouve que certains crustacés offrent les condi¬ tions les plus favorables à la fossilisation : composition chimique et solidité se réunissent pour les préserver de la désorganisation putride et de la destruction mécanique. Aussi les crustacés présentent-ils, en général, un degré de conservation remarquable à l’état fossile, quel que soit, du reste, leur âge géologique ; tels sont, par exemple, les fameux trilobites de Dudley, les crustacés décapodes de bien d’autres localités ; et si nous ne trouvons pas un très-grand nombre de ces ani¬ maux à l’état fossile, dans toute la série des autres étages, c’est qu’apparemment la classe en était moins nombreuse en individus que dans la nature actuelle. N’oublions pas du reste, que leur composition chimique varie beaucoup dans chacune des familles, dans chacun des genres, ou même dans chacune des espèces.
Le tégument externe dans les insectes est souvent aussi, comme dans les crustacés, de consistance rigide et cornée ; il se compose, ainsi que les ailes, chez ces mêmes animaux : 1° d’une matière animale par¬ ticulière qu’on a nommée entomoléine, la même que nous avons déjà nommée chitine dans les crustacés ; 2° d’une autre matière animale propre, qui a reçu le nom de coccine ; 3° d’huile colorée diver¬ sement suivant les espèces. A ces trois sortes de principes organiques, il faut ajouter de petites quantités d’alumine, de sous-carbonate de po¬ tasse, de phosphate de chaux, etc. On voit, par cette composition, que les téguments des insectes ont la plus grande analogie avec la corne des animaux vertébrés. Ce que nous avons dit des conditions de fossi¬ lisation de ces derniers organes s’applique donc également aux organes de composition analogue qu’on retrouve chez les insectes. Les insec¬ tes n’ont laissé à l’état fossile que de très-rares débris de leur squelette. Dans quelques cas plus rares encore, les ailes, qui ont la plus grande ana¬ logie de composition avec les autres parties du squelette tégumentaire, paraissent bien conservées. Les insectes renfermés dans l’ambre sont un cas tout à fait exceptionnel sur lequel nous ne croyons pas devoir insister ici.
§ 42. Des coquilles des mollusques^ etc. De tous les animaux, ceux qu’on rencontre le plus fréquemment à l’état fossile sont, sans contredit, les mollusques, soit que le nombre de ceux-ci ait été réellement plus considérable que celui des autres animaux, aux différentes époques
42 PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
géologiques, soit que leur habitude d’existence dans les eaux les ait placés dans des conditions plus favorables de conservation, soit enfin que la nature de leur enveloppe solide en ait rendu la transformation plus facile. La composition chimique du test des coquilles est telle qu’on ne doit pas s’étonner de leur bonne conservation dans les couches même les plus anciennes. Cette composition n’est pas tou¬ jours identique dans chaque classe de mollusques, où elle offre des différences dans les genres, dans les espèces. Toute coquille est com¬ posée de matière animale et de carbonate de chaux; seulement, les plus compactes montrent une plus forte proportion de ce dernier prin¬ cipe. Voici à peu près les nombres proportionnels qui pourraient repré¬ senter la composition chimique de la coquille des mollusques : carbonate de chaux, 95 à 9G pour 100; phosphate de chaux, 1 à 2 ; eau, 1 à 1 et 1/2 ; matière animale, 1. Les coquilles des céphalopodes contiennent bien plus de matière animale que celles des autres classes. Certaines coquilles d’acéphales renferment , outre la matière animale et le carbonate de chaux, du phosphate calcaire, du carbonate de magnésie, de l’oxyde de fer, et même, dans quelques-unes, celles des huîtres par exem¬ ple, la proportion de matière animale est si minime, qu’à peine en peut-on tenir compte. Cette dernière circonstance nous explique l’énorme quantité d’huîtres fossiles .qu’on rencontre dans la plupart des couches.
Les téguments testacés des cirrhipèdes et ceux des annélides tubicoles offrent, à peu de chose près, la composition élémentaire des coquilles de mollusques.
§ 43. Carapace testacée, carapace siliceuse, de certains animaux microscopiques, dits for awinif ères et infusoires, etc. Nous ignorons si, jusqu’à ce jour, on a essayé de faire l’analyse chimique des organes de ces animaux, à l’état vivant. Quel que soit le résultat obtenu, on peut affirmer par avance que ces organes, surtout ceux dont la nature était siliceuse, ont dû offrir, dans tous les cas, les conditions les plus favo¬ rables à la fossilisation ; on sait, en effet, que certaines roches, en couches très-étendues dans quelques localités, le tripoli par exemple, sont complètement formées de débris de la carapace siliceuse de ces singuliers animaux.
§ 44. Des polypiers. On connaissait déjà, depuis fort longtemps, d’une manière générale, la composition chimique de différents polypiers. Hatchett avait donné, dans les Philo sophic al Transactions , vol. XVII, des résultats d’analyses qualitatives faites sur des dendrophyllies, des gorgones, des tubipores, etc., et l’on savait, d’après ces analyses, que les polypiers consistaient principalement en carbonate de chaux impré¬ gnant une sorte de membrane de nature gélatineuse, laquelle retenait,
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jusqu’à un certain degré, la forme et la structure du zoophyte, après la dissolution de celui-ci dans l’acide azotique. Dans certains polypiers, Hat- chett avait trouvé une petite proportion d’acide phosphorique. Les pro¬ portions relatives de carbonate de chaux, de phosphate de chaux, et de matière animale avaient paru extrêmement variables dans les différents genres. Depuis Hatchett, M. Silliman jeune a cru devoir soumettre, d’après les moyens plus parfaits que nous possédons aujourd’hui, à de nouvelles analyses plus rigoureuses la composition chimique, non- seulement qualitative, mais encore quantitative, des zoophytes pierreux. Dans la plupart des coraux calcaires qu’il a examinés, il a trouvé une petite quantité, sur 100, de magnésie, d’alumine, de fer, de silice, d’acide phosphorique et de fluor, outre le carbonate de chaux qui constitue, après qu’on a séparé la matière animale, les 97 à 98 centièmes de la masse totale. La tige cornée de la Gorgonia setosa lui a fourni une proportion considérable d’alumine, outre de l’acide phosphorique, un peu de carbonate de chaux et 9;3 pour 100 de matière animale. Tous ces résultats sont consignés dans un ouvrage de M. Dana, intitulé « sur la structure et la classification des zoophytes, » et dans différents en¬ droits du Journal américain dirigé par M. Silliman. Nous trouvons une explication suffisante de l’origine des éléments qui composent les po¬ lypiers, dans la composition même des eaux de la mer où ils sont appelés à vivre et dans celle des fonds solides où ils fixent leur demeure. 11 est inutile de développer ici les transformations suc¬ cessives que les polypiers doivent subir en passant à l’état fossile; ils ne perdent guère, pour passer à cet état, que la quantité variable de matière animale qu’ils contiennent. La composition chimique des poly¬ piers est d’une haute importance en géologie, pour expliquer la formation de couches puissantes qui, dans certains étages, sont presque exclusi¬ vement composées de polypiers.
§ 45. Pour compléter ce que nous avons à dire sur la composition chimique comparée des diverses parties organiques qu’on peut ren¬ contrer à l’état fossile, nous ajouterons quelques mots sur celle des co- prolites des différentes classes de vertébrés. Nous avons annoncé ailleurs (§ 34) que les coprolites diffèrent entre eux par la forme; ils diffèrent également par la nature chimique, qui se résume dans les principaux chefs suivants : 1° Les coprolites de mammifères (ceux des cavernes de Lunel Viel, par exemple) sont composés, pour 1000 parties, de phos¬ phate de chaux, 62 5 ; carbonate de chaux, 150 ; eau, 120 ; limon siliceux coloré par l’oxyde de fer, 55 ; matière organique, des traces, mais en moindre quantité que dans les os ; fluorure de calcium, des traces; perte, 50. — 2° Les coprolites d’oiseaux, ceux de Chicopee, par exemple, ont fourni à l’analyse pour 100 : eau, matière organique, urate et sels vo-
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
îatils d’ammoniaque, 10,30 ; chlorure de sodium, 0,51 ; sulfates de^chaux et de magnésie, 1,75; phosphates de chaux et de magnésie, 39, GO ; car¬ bonate de chaux, 34,77 ; silicate, 13,07. Ces résultats offrent la plus grande analogie avec ceux que fournit le guano , matière coprolitique d’oiseaux, non fossile. — ■ 3° Les coprolites de reptiles. — 4° Les coprolites de poissons paraissent composés de phosphate et de carbonate de chaux, jusqu’à 90 pour 100, de phosphate de magnésie, d’oxydes de fer et de manganèse, de silice, de traces de matière animale, etc. Si nous compa¬ rons ces différents résultats d’analyses de coprolites empruntés aux quatre classes de vertébrés, nous trouverons que les coprolites de mam¬ mifères diffèrent peu de ceux des poissons, et ne s’en distinguent que par la forme; que, dans les coprolites de reptiles, la quantité de phosphate et de carbonate calcaires paraît moindre ; enfin que, dans les coprolites d’oiseaux, la proportion ou même la seule présence d’acide urique suffira toujours pour les distinguer de ceux de toutes les autres classes. Au reste, la composition générale des coprolites est sensiblement différente de celle de toutes les autres parties organiques et servira à les séparer facilement de celles-ci, quelles qu’elles soient. Ajou¬ tons toutefois qu’il est difficile de se faire une idée exacte de la com¬ position chimique comparée des différents coprolites ; car ces corps n’étaient pas parfaitement compactes et imperméables à l’état frais; de sorte que, dans la plupart des cas, ils ont été pénétrés, avant de passer à l’état fossile, d’une plus ou moins grande quantité de substances étrangères.
Les considérations qui précèdent, relativement à la composition chimi¬ que comparée dans les corps organisés vivants et fossiles, nous condui¬ sent, en résumé, aux principales conclusions suivantes :
La composition chimique n’est pas la même dans toute la série des corps à l’état vivant ; elle varie suivant les grandes divisions du règne animal, suivant les classes, les ordres, les genres, les espèces, ou même suivant les différentes parties d’un même individu ;
Du caractère de la composition chimique dépend essentiellement le caractère physique du corps organisé; et des deux caractères réunis découle essentiellement l’une des conditions les plus importantes de la fossilisation ;
La composition chimique est telie, même à l’état fossile, que dans le plus grand nombre de cas, on peut déterminer, par les seuls carac¬ tères qu’elle fournit, le rang zoologique du corps fossile;
D’autres considérations qui seront développées dans le cours de cet ouvrage nous montreront que, par la composition chimique, on peut déterminer jusqu’à un certain degré, l’àge géologique du fossile;
Enfin la composition chimique comparée des différents fossiles nous
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fournira de très-utiles renseignements sur les circonstances qui ont pu accompagner la formation de certaines couches fossilifères.
•J* -{- Substances minérales fossilisant.es.
Ainsi que nous Payons dit précédemment , la conservation dTm corps organisé dans les couches terrestres dépend de sa nature plus ou moins résistante, de sa composition chimique et des milieux qui l’entourent lors de son enfouissement dans les couches terrestres. Que les sédiments soient produits par le lavage des continents ou par la trituration des côtes maritimes due à l’action de la mer, il n’en est pas moins vrai que les sédiments déposés par les eaux sont les plus puissants agents de conservation des corps. Or les éléments arrachés aux roches préexistantes sont principalement pierreux ou terreux, tandis que les roches salines métalliques ou combustibles sont des exceptions. Aux premiers se rapportera la silice, aux seconds le carbonate de chaux. Les deux substances qui forment la majorité des fossiles, sont la si¬ lice et plus spécialement le calcaire (§ 45). La plupart des fossi¬ les paléozoïques, jurassiques, crétacés ou tertiaires sont 'à l’état de carbonate de chaux. Tantôt cette substance minérale y est à l’état gros¬ sier, tantôt à l’état compacte, tantôt à l’état spathique. Lorsque la dé¬ pouille animale présentait une cavité assez large pour permettre au sédiment grossier de s’introduire, celui-ci a pénétré, en remplissant l’intérieur, et l’enveloppe testacée, déjà composée de carbonate de chaux , s’en est assimilé une nouvelle quantité arrachée au sédiment environ¬ nant et qui est venu remplir les vides laissés par la soustraction de la matière animale ; aussi le test est-il généralement plus compacte dans les fossiles que les cavités intérieures qu’il circonscrit. Lorsqu’au contraire, le corps organisé ne présentait aucune cavité à remplir, et seulement une masse solide à minéraliser, cette minéralisation n’a pu s’opérer qu’au moyen de molécules très-fines, et alors la totalité de cette masse a passé à l’état de carbonate de chaux compacte. Lorsqu’enfin ce rem¬ plissage s’est fait dans des circonstances favorables au groupement ré¬ gulier des molécules fossilisantes, le carbonate de chaux a pris la forme spathique. Cette forme est plus fréquente dans les anciens terrains. Dans les fossiles tertiaires, le carbonate de chaux est, pour ainsi dire, resté ce qu’il était à l’état vivant ; seulement le test est devenu plus poreux, par l’ablation de la matière animale qu’il contenait à l’état vivant ; et le carbonate de chaux en est plutôt terreux que compacte.
§ 46. La silice, bien que plus rare que le carbonate de chaux dans les fossiles, est cependant encore assez fréquente, beaucoup plus du moins qu’aucune autre des substances minérales qui vont suivre. Comme le calcaire, la silice peut être tenue dans les eaux à l’état de dissolution
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PREMIÈRE PARTIE. - ÉLÉMENTS DIVERS.
ou à l’état de suspension fine, ou enfin à l’état de sédiment grossier. A ce dernier état, la silice provient de la désagrégation, de la trituration par les eaux, de roches préexistantes; elle constitue les grès, les sa* blés, etc. Les fossiles à l’état de grès ne sont pas rares ; mais on ne les rencontre qu’à l’état de moules intérieurs, remplissant, par exemple, des coquilles de mollusques ou tout autre corps à cavités libres inté¬ rieures; la matière siliceuse, trop grossière pour pénétrer la coquille, n’a fait que remplir la cavité qu’elle circonscrit. Dans la plupart des cas, cette coquille elle-même a disparu en laissant un vide (§ 24); car lès couches de grès sont essentiellement perméables aux eaux, et celles-ci ont ainsi pu facilement entraîner ou même dissoudre la matière calcaire des corps organisés seulement; aussi est-il rare de rencon¬ trer des fossiles entiers, convertis en grès. On doit remarquer que dans plusieurs localités, les fossiles des grès sont en carbonate de chaux. La silice à l’état de division fine parait avoir été beaucoup plus puissante pour pénétrer les substances organisées, et dans tous les cas où un fos¬ sile se présente à l’état siliceux, la silice, pour remplir ce fossile, sem¬ ble avoir subi une véritable dissolution ; du moins présente-t-elle tou¬ jours les caractères physiques généraux qui se sont formés sous de telles circonstances. Tels sont les quartz hyalin, compacte, vitreux, incolore, diversement imprégnés de substances métalliques étrangères, quartz- agate, calcédoine, cornaline, etc., quartz-silex, pyromaque, corné, etc., quartz-jaspe, quartz-résinite, etc.
§ 47. Nous pourrions placer ici, comme substance minérale fossili— santé d’une certaine fréquence, le sulfure de fer (pyrite ou sperkise). Certaines couches des terrains jurassiques ou crétacés paraissent con¬ tenir une énorme quantité de fer à l’état de sulfure, et dans ces cou¬ ches comme dans celles qui contiennent beaucoup de silice, ce sont les corps organisés qui en contiennent les plus fortes proportions; même en certains cas, les fossiles en sont totalement pénétrés, tandis que les couches qui contiennent ces fossiles n’en présentent que fort peu. Les fossiles à l’état de fer sulfuré abondent surtout dans certaines cou¬ ches des étages jurassiques, dans l’étage liasien de Vieux-Pont (Calvados), dans l’étage callovien des Vaches-Noires, dans l’étage néocomien des Hautes-Alpes, etc. Les corps ainsi pénétrés appartiennent à toutes les classes d’animaux, mais principalement aux ammonites.
On sait jusqu’à quel point abondent, dans l’argile bleue de Shepey, les graines fossiles à l’état de pyrite.
La décomposition des pyrites de fer a quelquefois donné lieu à un accident de fossilisation fort remarquable. On voit, dans certaines cou¬ ches, des fossiles entièrement convertis en soufre natif, et ce corps simple, qu’on ne peut guère supposer avoir remplacé à priori les
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corps organisés» s’y trouve ainsi» sons Tin fluence de certaines forces» au nombre des substances minérales fossilisantes. M. Braun (1) cite» sur le territoire des communes de Willeî, Libres et Riodeva, dans la pro¬ vince deFeruel (Aragon), une couche régulière de marne gypseuse impré¬ gnée de soufre» dont la partie inférieure contient une immense quantité de restes organiques, surtout des Planorbes » quelques lymnées, etc., avec leurs moules intérieurs formés par le soufre. Très-souvent leur test se trouve parfaitement conservé. La partie supérieure contient aussi de nombreux fossiles» mais ils sont presque entièrement confondus dans la roche mélangée de soufre et de marne bitumineuse, contenant 50 à 70 0/0 de soufre.
§ 48. Les substances minérales beaucoup plus accidentelles que les précédentes» dans les fossiles» sont : parmi les substances terreuses, la barytine (sulfate de baryte). 11 existe» aux environs d’Alençon, un gisement de fossiles ainsi convertis en sulfate de baryte, consistant en polypiers (astrœa) et en coquilles bivalves {lima). Ces fossiles forment des masses disséminées au milieu d’un sable argilo-ferrugineux qui con- tient quelques grains de feldspath, sur le granité et au-dessous du calcaire oolitique. M. Delanoue a rencontré, près de Nontron (Dordogne), un cal¬ caire magnésien contenant des bélemnites dont la substance a été rem¬ placée par de la barytine. On trouve» dans la même localité, des tellines et autres coquilles converties en cette substance. Plusieurs localités en Angleterre contiennent également des fossiles barytiques.
On voit dans certains endroits du Derbyshire, en Angleterre, des fossiles à l’état de fluorine (chaux fluatée), particulièrement des crinoï- des et quelquefois aussi des mollusques testacés.
Le gypse (sulfate de chaux hydratée) remplit rarement les fossiles creux. Les ossements de vertébrés qu’on rencontre en abondance dans les gypses tertiaires de la France en offrent rarement, à l’ana¬ lyse, la moindre parcelle. Toutefois on rencontre des cristaux de gypse dans la cavité de certaines coquilles.
§ 49. La série des substances minérales désignées» en général, sous le nom de pierres » et composée en grande partie de silicates à bases ter¬ reuses multiples ne se rencontrent pas à l’état fossile, excepté le quartz et ses variétés, qu’on fait rentrer dans cette grande classe. On cite néanmoins des moules de fossiles testacés» à l’état de horn¬ blende. La plupart des pierres sont des substances essentiellement cris¬ tallines, et dont la cristallisation s’est opérée par fusion ignée ou par sublimation. On conçoit que la présence de corps organisés est impossi¬ ble au milieu de semblables agents; car en supposant même qu’ils
fl) Bull. Sde. g'éol., vol. 12, p. 172.
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PREMIÈRE PARTIE. - ÉLÉMENTS DIVERS.
eussent existé dans les couches aujourd’hui pénétrées de ces sortes de substances ignées, la chaleur produite lors de la production de celles-ci, les aurait infailliblement anéantis.
§ 50. Les substances métalliques sont plus fréquentes dans les fossi¬ les. Nous avons vu les fossiles à l’état de sulfure très-abondants dans certaines couches. Les corps organisés convertis en limonite ( fer peroxydé hydraté), ne sont peut-être pas moins abondants : du moins sont-ils plus généralement répandus dans la série des terrains. Souvent les fossiles à l’état de limonite ne sont que des épigénies formées aux dépens de fossiles d’abord pyriteux et dont le sou¬ fre aurait disparu pour faire place à l’oxygène. D’autres fois les corps organiques ont été convertis directement en limonite ; c’est le cas des fossiles qu’on rencontre en grand nombre dans certaines couches ooli- tiques, à la formation desquelles le fer n’a pas moins de part que le cal¬ caire ou d’autres substances non métalliques. La limonite se trouve or¬ dinairement à l’état terreux ou compacte; aussi est-ce à cet état que se rencontrent les fossiles convertis en cette substance.
11 existe également des fossiles à l’état de fer oligiste (sesquioxyde de fer). Tout le monde connaît ces coquilles si remarquables de cardinia, de lima, de gastéropodes et de polypiers, qu’on voit en immense quantité dans la lumachelle ferrugineuse de l’étage sinémurien de Beau- regard (Côte-d’Or). Le test de ces fossiles singuliers est complètement converti en fer oligiste très-cristallin et lamellaire, de la variété dite spéculaire. Quelques-uns sont simplement à l’état d’oligiste rouge terreux; d’autres à l’état de limonite. Jamais l’intérieur de ces bivalves ainsi minéralisées n’est rempli lui-même par le fer oligiste spéculaire.
Le fer vivianite (fer phosphaté, fer azuré) se rencontre quelquefois dans les fossiles, en remplissant la cavité, tapissant cette cavité de cris¬ taux, ou plus rarement y prenant la place du test lui-même. Les fos¬ siles convertis en vivianite nous offrent, comme nous l’avons déjà vu ci-dessus, un magnifique exemple d’épigénie minérale. Le phosphate de chaux qui constituait la plus grande partie du corps organique à l’état vivant, a fini par perdre en totalité sa base alcaline, l’oxyde de calcium, pour s’attribuer une autre base métallique, l’oxyde de fer ; de là, formation du phosphate de fer. Ces sortes d’épigénies sont peut-être plus fréquentes qu’on ne le pense ; seulement, dans un grand nombre de cas, la transformation chimique s’est faite de telle sorte que la structure organique ou les formes extérieures des fossiles ont été anéanties ; c’est alors surtout qu’on a la vivianite pulvérulente, si fré¬ quente dans certains terrains abondants en débris organiques. 11 existe en Crimée un dépôt tertiaire où se trouvent des coquilles dont le test est en partie conservé avec sa substance primitive,
CH AP. IL — DE LA FOSSILISATION.
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tandis que l’intérieur est rempli de cristaux diversement entre-croisés de vivianite prismatique bleu foncé. Nous possédons de magnifiques échan¬ tillons ainsi tapissés de cristaux de fer phosphaté, qui nous ont été don¬ nés par M. Hommaire de Hell.
A la Bouiche, en Bourgogne, on a trouvé des vertébrés fossiles dont l’intérieur était tapissé de cristaux de cette substance. Le fer phosphaté bleu pulvérulent revêt quelquefois, sous forme de belles taches bleues, la surface de cerlaines coquilles ; tels sont quelques échantillons de Gri¬ gnon, près de Versailles. Dans ces sortes d’épigénies, on rencontre en¬ core quelques traces de matière organique: ainsi M. Thompson a trouvé, dans un échantillon de vivianite, 2,80 sur 100 de cette matière. Enfin, on rencontre, dans certaines couches, des fragments d’ivoire, des dents ou autres parties de divers animaux pénétrés de fer phosphaté, qui leur a donné une couleur bleue. Cette couleur les a fait comparer aux tur¬ quoises orientales, qui ne sont autre chose que des substances pierreu¬ ses colorées par de l’oxyde de cuivre, et susceptibles de recevoir un beau poli. Les fausses turquoises (calaïtes), qui seules doivent nous occuper ici, ne présentent pas une transformation organique complète. Le phos¬ phate de fer y existe en faible quantité, proportionnellement au phosphate de chaux qui subsiste encore.
Sidérose (fer carbonaté). Cette espèce minérale n’existe guère dans les fossiles qu’à l’état lithoide ou compacte. Tout le monde connaît ces sor¬ tes de masses sphéroidales aplaties ou noduleuses, irrégulières, de fer carbonaté dont la grosseur est variable, qu’on rencontre quelquefois en grand nombre dans certaines couches de l’étage carboniférien, souvent disposées sur des plans parallèles à la stratification. Ces masses arron¬ dies (sphérosidérites, fer oolitique des houillères) sont pleines et com¬ pactes ; mais on remarque souvent qu’elles se composent de couches concentriques, et qu’au milieu se trouvent, parfois, des corps organisés, des poissons fossiles. Ces nodules de fer carbonaté lithoide ne sont pas exclusifs aux terrains houillers. On voit dans l’étage liasien, au milieu d’argiles très-fines, aux environs de Nancy (Meurthe), par exemple, des nodules semblables, contenant un échantillon d’ammonite, ou beau¬ coup d’autres coquilles.
Le cuivre fournit quelques-unes de ses espèces au remplissage des corps organisés ; la chalkopyrite (sulfure double de cuivre et de fer) paraît même avoir, sous ce rapport, quelque fréquence. C’est surtout dans les terrains triasiques que les émissions sulfocuivreuses (si telle est l’origine du cuivre qu’on rencontre en certaine abondance dans ces terrains) paraissent avoir exercé une action plus marquée. Les schistes bitumi¬ neux de Mansfeld contiennent de nombreuses empreintes de poissons dont les écailles sont à l’état de cuivre sulfuré. Bergmann a cité une ano-
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mie complètement convertie en cuivre sulfuré, qui aurait été trouvée en Norwège, dans une gangue de minerai de fer magnétique (?). Enfin, on dit qu’il existe en Sibérie des végétaux transformés en chalkopvrite. La chalkosine (cuivre sulfuré) existe à Frankenberg (Hesse), sous forme de petites masses ovales et aplaties, dont la surface présente des espèces d’écailles imbriquées à la manière des cônes de pin. Cette configuration a fait penser à quelques naturalistes que les types de cette pseudomor- phose pourraient bien être des portions de cônes de pin, qui auraient été pénétrées ou même remplacées par le cuivre sulfuré. D’autres croient que ce sont les épis d’une espèce de graminée, le Phalaris bulbosa de Linné. Quoiqu’il en soit, cette variété de cuivre sulfuré qu’on a nommée, dans le pays, argent en épis, se trouve dans des filons qui traversent le terrain primitif, et reposent sur une gangue argileuse. Ces deux circon¬ stances semblent exclure l’idée que la pseudomorpbose ait été produite sur une substance végétale, ou pour mieux dire sur une substance orga¬ nique. Rien que le remplissage des végétaux par les substances minérales ne rentre pas essentiellement dans notre sujet , puisque nous n’avons pas à traiter des végétaux fossiles , nous n’avons cependant pas hésité à citer quelques bons exemples de minéralisation organique, empruntés au règne végétal. Rien ne s’oppose à ce que des animaux fossiles aient pu subir les mêmes modes de transformation ; car les uns et les autres appartiennent au règne organique. Enfin on cite des fossiles transformés en azurite et en malachite, entre autres des végétaux en Sibérie.
Le plomb est représenté, dans les fossiles, par la galène (plomb sulfuré). Il existe aux environs de Semur (Côte-d’Or) des huîtres complètement transformées en cette substance; mais, le plus souvent, elle a été trouvée seulement en cristaux disséminés dans des végétaux. On cite également une belle impression de feuille découverte sur du plomb sulfuré , dans les houillères de Zwiekau.
Il existe, dans certains districts du Mississipi supérieur, riches en gisements de plomb, des calcaires dont les fossiles sont remplis de galène.
Le mercure cinabre (mercure sulfuré), plus ou moins mélangé de sub¬ stances impures, remplit quelquefois les cavités de coquilles de mollusques; rarement il remplace la substance même de leur test. Le mercure sulfuré appartient aux terrains palæozoïques, les roches qui le renferment en plus grande abondance sont le grès houiller proprement dit, le grès quartzeux, les schistes bitumineux et les argiles endurcies subordon¬ nées au calcaire qui recouvre la première de ces roches. Presque tou¬ jours, dans ce dernier gisement, le mercure sulfuré est accompagné de débris de corps organisés, tels qu’empreintes de poissons, coquilles fos¬ siles, bois silicifié, petits amas de houille et d’anthracite.
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Le zinc présente deux espèces principales ayant quelque abondance dans la nature : la calamine ( zinc silicaté ) et la blende (zinc sul¬ furé). La calamine, dans beaucoup de pays, existe en véritables cou¬ ches étendues; on a cru reconnaître dans ces couches ou dans les dépôts qui leur étaient immédiatement superposés des échantillons de cette substance remplissant des coraux ou des coquilles. Bergmann assure aussi avoir vu de la blende sous forme de coraux. Ces deux faits, ou du moins le dernier, sont sujets à controverse.
Il nous resterait, pour terminer la liste des substances minérales ren¬ contrées jusqu’à ce jour dans les fossiles , à parler de certaines sub¬ stances charbonneuses qui remplacent quelquefois les corps organisés enfouis dans les couches. Telles sont, en particulier, les substances bitu¬ mineuses ; mais comme, dans ce cas, la matière de remplissage provient de la décomposition même des principes charbonneux dont le corps de l’animal était en partie formé à l’état vivant, nous en parlerons, plus tard, en traitant du processus ou procédé de la fossilisation.
*H"I* Processus de fossilisation.
La fossilisation, ou pour mieux dire, le processus de la fossilisation est une sorte de phénomène par lequel un corps organisé perd plus ou moins de sa nature primitive et normale pour se convertir en une substance nouvelle qui, sous la forme du corps organisé lui-même, pré¬ sente des caractères de composition chimique ou de structure plus ou moins différente du corps originaire. On distingue plusieurs modes de fossilisation. On connaît plusieurs procédés de fossilisation.
§51. Fossilisation par altération ou mieux par ablation simple. Le corps organique perd une partie de ses éléments premiers, et en géné¬ ral, d’abord sa matière animale plus vite décomposable et volatile. C’est le cas de la plupart des fossiles récents des cavernes, des coquilles con¬ temporaines, etc. Ce mode de fossilisation semble être le premier pas¬ sage par lequel le corps organisé qui doit devenir plus complètement fos¬ sile, commence ses phases de transformation.
§ 52. Fossilisation par incrustation, à la surface. C’est une sorte de procédé mécanique dont l’effet est de recouvrir, d’envelopper, et même jusqu’à un certain point de pénétrer un corps par une substance minérale, qui vient se montrer à sa surface, comme des cristaux d’un sel se grou¬ pant autour d’un fil qu’on suspend dans une dissolution saturée.- Après cette incrustation, le corps intérieur peut avoir disparu par une cause quelconque, ou bien avoir échappé à la destruction et subsister avec toutes ses formes et sa nature première. Le corps intérieur, totale¬ ment détruit, a laissé après lui un vide qui représente sa configuration extérieure ou intérieure et un nouveau mode de fossilisation s’ajoute
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alors au premier, celui de la pénétration , que nous aurons occa¬ sion d’expliquer tout à l’heure. Les substances minérales incrustantes, sont principalement le carbonate de chaux et la silice. On sait que le carbonate de chaux est soluble dans l’eau ordinaire, à la faveur d’un excès d’acide carbonique. Toutes les eaux contiennent de l’acide carbo¬ nique; il en est même qui en contiennent plusieurs fois leur volume : mais à l’air et à la température ordinaire, l’excès d’acide, en vertu de sa force élastique, ne tarde pas à reprendre l’état de gaz, ce qui explique très-bien comment les eaux acidulées ou gazeuses forment des incrus¬ tations sur les corps qu’elles baignent. Telles sont, par exemple, les eaux de Saint-Philippe en Toscane, delà fontaine de Saint- Allyre, près de* Clermont. Lorsque l’incrustation est longtemps prolongée, elle ne tarde pas à se communiquer, de proche en proche, dans l’intérieur de la masse du corps incrusté ; et, alors, au premier phénomène vient s’ajouter celui de la pénétration. Peu de fossiles sont simplement à l’état A9 in¬ crustation.
On a encore quelques autres exemples de substances minérales incrus¬ tantes , comme les sulfures de fer ou de cuivre, la limonite, etc., mais ces cas sont beaucoup plus rares. On cite toutefois de fort beaux exem¬ ples de concrétions pyriteuses dans certains terrains (les argiles de Dives, l’argile plastique tertiaire, etc.). Dans ce dernier étage, les corps organisés, enveloppés de la croûte pyriteuse, sont altérés , mais non pas complètement remplacés. Cette croûte elle-même est essentielle¬ ment tuberculeuse, mamelonnée, ce qui ne permet aucun doute sur son mode de formation.
§ 53. Fossilisation par introduction mécanique grossière. Ce mode de fossilisation se rapporte principalement aux corps organiques dont l’enveloppe, osseuse, cornée ou testacée, présente une cavité plus ou moins close, munie toutefois d’ouvertures qui permettent une entrée facile aux matières des sédiments environnants. On rencontre ce mode de fossilisation dans la plupart des mollusques fossiles dont le test cir¬ conscrivait une cavité intérieure plus ou moins complète où pouvait s’opérer très-librement l’introduction mécanique des substances mi¬ nérales environnantes. Le test, dans ces corps, est assez résistant; les substances minérales introduites pouvaient en prendre facilement la forme, en donnant ainsi naissance à ces sortes de noyaux de rem¬ plissage que nous avons appelés des moules intérieurs (§ 26). Le test ainsi enveloppé à l’extérieur, rempli à l’intérieur, perd insensiblement, sous l’influence de certaines circonstances environnantes, une partie de ses éléments constituants. Ces cas se présentent fréquemment ; mais en général le test a acquis de nouveaux principes empruntés à la cou¬ che elle-même qui l’enveloppe.
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§ 54. Fossilisation par pénétration moléculaire, ou en quelque sorte par introduction plus intime de matières beaucoup plus ténues. La pénétration est une sorte de filtration des matières solides au travers de la masse organique. Elle accompagne souvent les incrusta¬ tions chez lesquelles il est rare que la matière incrustante s’en tienne à la surface extérieure. Peu de fossiles ont échappé à son influence; car, dans tout liquide chargé de sédiments, les particules sédimentaires peuvent se trouver à un état d’extrême division , voisine, pour ainsi dire, de l’état de dissolution. Un sédiment très-fin n’aura pas de peine à pénétrer des substances déjà altérées, et chez lesquelles le déplace¬ ment des premiers éléments qu’aura entraîné la décomposition, aura laissé, par là même, de nombreux vides intermoléculaires. Toute¬ fois la matière animale peut être pénétrée de substances minérales sans rien perdre, pour ainsi dire, de ses éléments organiques ; ce qui dis¬ tingue ce procédé d’un autre , celui de la substitution , où la perte des éléments est plus ou moins complète. Enfin , pour bien dis¬ tinguer la pénétration de l’introduction, il nous suffira d’ajouter que celle-ci a lieu dans les cavités qui lui sont offertes, tandis que celle-là se fait au travers des parois elles-mêmes de ces cavités, ou encore au travers des corps pleins dans toute leur masse. Un seul exemple fera comprendre cette distinction. On rencontre souvent des ammonites dont la dernière loge, celle qui est immédiatement en rapport avec le milieu environnant, se trouve remplie par des cassures, de la pâte plus ou moins grossière qui forme la couche où elles ont été déposées, tandis que les autres loges sont remplies d’une pâte fine, ou même seulement tapissées de cristaux. La substance minérale qui remplit la dernière loge est ici une substance introduite ; celle qui remplit les loges subséquentes et qui est souvent d’autant plus fine que les loges sont plus éloignées de la première, ainsi que les cristaux eux-mêmes, a pénétré , au contraire, à travers la coquille du céphalopode.
§55. Fossilisation par substitution : un élément étranger pénètre dans la substance organique, pour y remplacer mécaniquement un ou plusieurs éléments, ou même pour y remplacer le corps total. Ce cas est assez rare , car, dans la plupart des corps organisés qui paraissent au premier aspect complètement remplacés, on rencontre encore des indices de matière animale ; tels sont, par exemple, des térébratules et des productus des roches siluriennes de Malvern, qui ont laissé pour résidu de légers flocons de matière animale ressemblant à la membrane fraîche d’une coquille.
On sait aussi que dans les bois silicifiés, qui offrent l’un des meilleurs exemples de minéralisation connus, la matière végétale existe encore, suivant les expériences de Parkinson.
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PREMIÈRE PARTIE. - ÉLÉMENTS DIVERS.
Les coquilles remplacées par le fer oligiste de Sémur fournissent peut-être le plus bel exemple de substitution totale.
§ 56. Fossilisation par conversion chimique. Ici le procédé n’est plus mécanique, comme dans la plupart des cas précédents. Des lois se¬ crètes, que nous ne connaissons encore que par leur effet, président à ce nouveau mode de fossilisation. Tantôt la conversion chimique s’exerce sur les éléments organiques eux-mêmes qui constituent le corps soumis à cette sorte de conversion. Ces éléments entrent alors dans de nouvelles combinaisons donnant lieu à des corps composés nouveaux qui conservent toutefois la forme première; telle serait, par exemple, la conversion de certains animaux en bitume. Parfois d’au¬ tres éléments extérieurs arrivent pour se combiner aux éléments exis¬ tant déjà ; enfin, tantôt la conversion chimique est partielle, tantôt elle est complète.
§ 57. Fossilisation par transformation de la structure intérieure. C’est un simple accident de cristallisation par lequel les molécules ont pris un nouvel arrangement et se sont groupées entre elles, suivant des faces ou dans des directions électives, propres à chaque espèce miné¬ rale; accident fréquent à l’état fossile. Le carbonate de chaux, qui constitue en grande partie le test des coquilles, et qui présente gé¬ néralement une structure compacte , rarement fibreuse , à l’état vivant, acquiert ainsi, dans les fossiles une structure lamellaire, souvent même spathique, et quelquefois nettement fibreuse , chez certaines espèces. Souvent les substances organiques solides, en passant à l’é¬ tat fossile, au lieu de perdre complètement leur structure organique première, changent seulement quelques-unes de leurs propriétés phy¬ siques. Tel corps, d’opaque qu’il était (des astartés de l’étage oxfordien) devient translucide ou même transparent; tel autre est plus cas¬ sant, tel autre plus léger, et ainsi de suite.
§ 58. Après avoir décrit les divers modes de fossilisation, il nous sera facile d’expliquer le processus lui-même de la fossilisation. Dans tous les cas précédemment supposés, la fossilisation n’a pu se faire que par l’un des trois procédés suivants, et quelquefois par deux ou les trois réunis : par voie mécanique , par voie galvanique , par voie électro- chimique.
Si, de nouveau, nous passons en revue ces divers modes de fossilisa¬ tion qui, comme nous le verrons plus tard, varient pour chaque fossile,, suivant l’espèce, suivant le milieu environnant et suivant les substances minérales qui ont fourni à leur transformation ; si nous cherchons les causes qui ont amené leur changement , ce phénomène si simple en apparence nous apparaîtra plus complexe, car à ce phénomène se rattache, pour ainsi dire, toute l’histoire de la formation et des transfor¬ mations des couches solides.
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Lorsque les corps organisés simplement livrés à eux-mêmes sont ex¬ posés à Faction des agents extérieurs et à l’influence directe de l’air atmosphérique après leur mort, la décomposition en est complète. La simple altération des corps fossiles est donc un phénomène naturel essentiellement lié aux lois de décomposition qui régissent l’ensemble du règne organique. Lorsqu’en effet les matières animales ou végétales humides sont abandonnées à elles-mêmes à la température ambiante, bientôt leurs principes se séparent. Les uns se combinent dans un autre ordre et donnent lieu à beaucoup de produits, parmi lesquels on compte l’eau, le gaz carbonique, l’acide acétique, l’ammo¬ niaque, l’hydrogène carboné, etc. ; les autres qui se dégagent, sont formés avec ceux-ci et emportent eux-mêmes une portion de la ma¬ tière à demi décomposée. Quand la matière organique a le contact de l’air libre, elle finit par se dissiper ainsi tout entière; mais lorsqu’elle est enfouie dans la terre immergée, ou enveloppée dans les sédi¬ ments sous-marins, quelques-uns de ces éléments subsistent encore dans ces milieux après la décomposition, et c’est sans doute à la pré¬ sence des substances animales désagrégées et disséminées après leur décomposition qu’il faut attribuer l’odeur fétide, tantôt bitumineuse, tantôt alliacée, tantôt ammoniacale, etc., que répandent certaines roches, lorsqu’on les casse ou qu’on les frotte, les calcaires noirs, carbonifères, par exemple, et en général les roches composées d’une grande quantité de débris organiques.
Enfin, lorsque la matière animale, outre les parties charnues, vasculo- cellulaire, molle, etc., contient des parties solides salines, à bases ter¬ reuses ou alcalines, celles-ci sont les dernières à subir une décomposi¬ tion totale. Elles perdent d’abord leurs principes volatils, tels que ceux que nous avons énumérés ci-dessus. Leurs autres principes plus fixes, finiront bien à la longue par disparaître eux-mêmes, mais ils résistent longtemps. Lorsqu’après leur première altération par la perte de quel¬ ques-uns de leurs éléments, les os fossiles sont plus poreux, plus légers, plus cassants, et que les sédiments viennent à les envelopper, ils of¬ frent tous les éléments nécessaires à une conservation complète. N’oublions pas qu’au nombre des principes constituants qui résistent le plus longtemps à la décomposition dans les animaux, il faut citer prin¬ cipalement les phosphates et carbonates de chaux, le phosphate de ma¬ gnésie, des traces d’alumine, de silice, d’oxyde de fer, etc., princi¬ pes que nous avons rencontrés dans les os des vertébrés, et dans les enveloppes cornées ou testacées des animaux appartenant aux autres grandes classes du règne animal (§ 37, 38).
L’introduction, comme la pénétration, sont des procédés de fossilisation faciles à comprendre. Nous ne nous y arrêterons pas plus longtemps.
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PREMIÈRE PARTIE. —ÉLÉMENTS DIVERS.
Nous ajouterons seulement ici que l’altération par décomposition pu¬ tride ou par soustraction simple, prépare généralement les fossiles à la pénétration, et que celle-ci sera, dans tous les cas, d’autant plus prompte et plus facile que le corps lui-même sera plus poreux et conséquem¬ ment plus perméable. Il est même assez difficile de concevoir qu’un corps, une coquille de mollusque, par exemple, puisse être pénétré de substances étrangères, s’il n’a pas préalablement perdu quelques- uns des principes qu’il contenait à l’état vivant.
§ 59. La substitution dans les fossiles n’a de mécanique que le transport des molécules substituées; mais les forces qui président à ce transport sont compliquées et difficiles à saisir. Nous croyons que l’é¬ lectricité de contact et l’électricité par influence jouent ici un grand rôle, pour déterminer le départ premier des molécules qui vont s’unir à la substance organique, pour en déplacer des substances déjà existantes et y former quelquefois de nouvelles combinaisons. A ce moment com¬ mence l’affinité chimique, et les deux forces réunies (peut-être n’est-ce qu’une seule et même force accusée par des résultats un peu differents) contribuent à former lentement les modifications qu’ici nous avons dé¬ signées sous le nom de substitutions. Le galvanisme et l’électro-chimie ont été encore bien peu étudiés sous le rapport de leur influence dans les phénomènes naturels; mais les savantes expériences de M. Becque¬ rel à ce sujet ont déjà fait faire un grand pas à la science, et nous voyons du moins clairement , dès aujourd’hui, ce qui nous reste à faire pour compléter nos documents sur ce sujet. L’attraction électrique jointe aux affinités chimiques nous fournit d’excellents moyens pour expli¬ quer la substitution dans les fossiles, et ces forces cachées sont, sans doute, plus générales qu’on ne Ta cru jusqu’à présent.
Dans les substitutions électro- chimiques, le corps organisé repré¬ sente probablement, par rapport au milieu ambiant, l’un des pôles d’une pile voltaïque dont le milieu serait le pôle opposé positif ou négatif; fait d’autant plus vrai qu’un grand nombre des substances miné¬ rales qui entrent dans la composition des fossiles pétrifiés sont insolu¬ bles par les moyens connus; que leur transport n’a pu, par conséquent, se faire par un moyen simplement mécanique ou chimique, et que la substance elle-même du fossile est souvent totalement différente de celle des couches environnantes. On dit, dans ces cas-là, que le corps organisé a servi de point de départ à la matière minérale tenue en dis¬ solution ou en suspension qui est venue se grouper autour d’un centre ou d’un axe, comme des cristaux d’alun, par exemple, ou de sulfate ferrique autour des corps étrangers qu’on introduit quelquefois dans leurs dissolutions, pour les faire cristalliser ; or, qu’est-ce que ce point de départ ou cette sorte d’attraction moléculaire, sinon une dépen-
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dance des effets électro- chimiques? Nous rencontrons à chaque pas, dans les couches fossilifères, des exemples remarquables de ces sortes de phénomènes, postérieurement à leur dépôt, ou même se continuant encore de nos jours. 11 n’y a rien en cela d’étonnant. La diversité des éléments dont se composent les roches, la nature des fossiles à l’état vivant, qui diffère totalement de celle de ces roches elles-mêmes, le de¬ gré plus ou moins grand d’humidité qu’elles renferment, deviennent en certaines circonstances , les éléments d’autant de piles qui donnent lieu à des courants électriques puissants, quoique impercepjtibles. Grand nombre d’oolites ont été ainsi formées; les sphérosidérites, les incrusta¬ tions pyriteuses, les silex noduleux enveloppant des corps organisés, etc., sont dans le même cas. On sait que la plupart des grains oolitiques contiennent à leur centre un grain de sable, ou un petit corps organisé qui a servi probablement de centre d’attraction à la matière oolitique. Autour de ce centre se sont groupées plusieurs couches concentriques successives de cette matière. Les oolites calcaires et les oolites ferrugineux sont dans le même cas. Les rognons sphéroidaux plus ou moins régu¬ liers de fer carbonaté lithoïde qu’on rencontre dans les terrains houillers (aussi nommés fer oolitique des houillères), ont une origine analogue. Ces sphéroïdes sont pleins et compactes, mais on remarque qu’ils se composent d’une croûte formée par la réunion de plusieurs couches en¬ veloppantes qui se séparent en calottes creuses. Ordinairement l’intérieur en est rempli de cristaux de quartz de chaux carbonatée ; plus souvent, il contient des corps organisés.
Nous avons parlé de l’origine des rognons de silex qu’on rencontre abondamment dans divers terrains , comme les silex pyromaques de la craie, etc. Ce sujet a fixé longtemps l’attention des géologues, et plusieurs opinions plus ou moins différentes ont été émises sur leur mode de formation. Nous ne voyons là qu’un phénomène purement électrique dont les forces multipliées ont agi, à l’époque de la forma¬ tion des couches et postérieurement à leur dépôt.
§ 60. Un autre phénomène non moins général et non moins puis¬ sant que les forces électro-chimiques, le galvanisme et l’électricité sim¬ ple, a dû présider au remplissage des fossiles ; c’est l’électro-magné- tisme. Le phénomène de la substitution, des incrustations et, en partie, de la conversion chimique, que nous avons vu emprunter à l’électro¬ chimie des forces dont les résultats sont pour nous irrécusables, est aussi, dans quelques cas, étroitement lié avec l’électro-magnétisme ; mais c’est surtout à cette dernière série d’agents souterrains qu’il faut rapporter la transformation cristalline et les accidents divers de cristallisation qu’on rencontre si fréquemment dans les fossiles, et surtout dans les fossiles des anciens étages. On sait combien sont décisives les expériences faites, depuis
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
quelques années, en Angleterre, sur la puissance, la direction, la nature des courants magnétiques dans l’intérieur des roches, et sur les effets produits par de tels courants. Ces courants ont une action directe sur la formation des minéraux et sur la transformation molécu¬ laire des roches qu’ils traversent. Peut-être ces sortes d’effets s’expli¬ quent-ils par la filtration au travers des masses minérales d’eau char¬ gée principalement de dissolutions métalliques. Les minéraux se dépo¬ seraient ainsi suivant leurs conditions électriques, et la direction des dépôts serait influencée par celle du méridien magnétique. On sait aussi que cette direction a une tendance générale de l’est à l’ouest, du nord- est au sud-ouest. On connaît, du reste, les travaux de M. Becquerel à ce sujet; ils sont antérieurs à tous les autres dans le même genre. Les forces électro-magnétiques paraissent agir avec plus d’intensité dans les ter¬ rains les plus anciens ; leur action dans ces terrains agit sans doute encore de nos jours autant qu’elle a agi aux époques anciennes. Là, sont les plus nombreux filons, veines ou masses minérales et principa¬ lement métalliques. Les roches sédimentaires ont rarement conservé, dans ces terrains, leur texture première, grossière, compacte, terreuse ; elles y sont devenues plus ou moins cristallines, lamellaires; leur couleur a changé, et les fossiles qu’elles contiennent ont généralement passé à un état cristallin , qui contraste même , dans nombre de cas, avec la texture moins cristalline des roches elles-mêmes qui les contiennent. Tels sont, par exemple, les marbres hélemnilifères de la Tarentaise, et les calcaires coralliens des environs de la Rochelle.
Les corps organisés qui se détachent ainsi nettement de la masse, étaient probablement déjà fossiles quand a commencé sur eux l’ac¬ tion électro-magnétique; elle n’a fait ainsi que transformer leur struc¬ ture intérieure , sans ajouter de nouveaux éléments à la pétrifica¬ tion. C’est aussi aux forces incessantes de l’électro-magnélisme souter¬ rain, qu’il faut rapporter ces filons qu’on voit quelquefois sillon¬ ner, dans tous les sens, la plupart des fossiles de certaines localités. Nous possédons de nombreux échantillons ainsi traversés de petits filons, provenant des étages carboniférien, liasien, albien, etc., etc. Ce singulier phénomène s’observe surtout d’une manière remarquable à Mont-de-Lans (Isère) , sur des échantillons de bélemnites. Tantôt le filon participe de la nature même de la substance minérale qui remplit le fossile; tantôt ces filons sont de nature différente, le plus souvent quartzeux ou métalliques. Ces faits sont au plus haut point dignes de no¬ tre attention, et nous expliquent combien de forces secrèles, que nous ne connaissons pas assez, parce que nous n’en faisons pas l’objet d’ob¬ servations directes, agissent incessamment dans les couches souterrai¬ nes et peuvent très-bien nous expliquer la plupart des transformations
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qu’ont subies les roches, et que nous avons trop de tendance à attribuer à des actions générales de métamorphisme direct par Faction immédiate de la chaleur de contact. Le métamorphisme à de grandes distances est certes inadmissible. Les forces électro-chimiques ou magnétiques sont universellement répandues dans les masses, et donnent une meilleure idée des effets produits à de grandes distances, et sur de larges étendues.
Le mode de transport des molécules minérales dans les fossiles, ou le groupement de celles-ci, dans telles ou telles circonstances particulières, au moyen des courants électriques souterrains, offre quelquefois des accidents dignes d’intérêt, et qui nous donnent une juste idée de la force de ces courants. Tantôt l’enveloppe testacée qu’on rencontre à l’état fos¬ sile, demeure avec la même composition et la même nature que les cou¬ ches environnantes, l’intérieur ou la cavité se tapissant de cristaux à formes très-nettes; tantôt cette enveloppe testacée elle-même est de na¬ ture plus ou moins différente de celle de la couche environnante, tan¬ dis que sa cavité est remplie par la matière de la couche elle-même ; tantôt la cristallisation a paru soumise à certaines lois symétriques , toujours les mêmes pour la même espèce (les échinodermes). Les fossiles présentent une cristallisation d’autant plus nette, que leur cavité a été moins remplie par la substance minérale qui a pénétré dans leur inté¬ rieur. Lorsqu’il existe un vide dans la cavité du fossile, la filtration des substances minérales solubles au travers du test est plus facile, et la dissolution, une fois introduite , trouvant l’espace libre au groupement moléculaire des substances qu’elle dépose , donne lieu , sous l’in¬ fluence de l’électricité, à une multitude de petits cristaux qui tapis¬ sent l’intérieur de la cavité, en affectant les formes propres à cha¬ que substance. Souvent la nature de ces cristaux est différente de celle de l’enveloppe testacée elle-même. Dans les ammonites de Fontenay (Vendée), par exemple, les loges sont souvent tapissées de cristaux de quartz, tandis que le test lui-même est calcaire, suivant la nature des couches où on les rencontre. Un spatangue qui existe dans la collection minéralogique du Muséum d’Histoire naturelle, présente le test à l’état calcaire et spathique, la croûte qui l’enveloppe en partie est crétacée ; l’intérieur du spatangue est revêtu d’une ^couche mince de silex, et sur cette dernière enveloppe intérieure on remarque de nombreux cristaux de baryte et de strontiane sulfatée. Les divers genres de la grande classe des échinodermes présentent fréquemment de ces accidents de cristallisation plus ou moins remarquables. Leur structure poreuse favorise, sans doute, plus spécialement chez eux, la transformation mo¬ léculaire au moyen des agents électriques ; et la perte de la petite quantité de matières animales que ces corps contiennent permet plus promptement ces sortes de transformations.
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PREMIÈRE PARTIE. - ÉLÉMENTS DIVERS.
En appliquant artificiellement les divers moyens que la nature a em¬ ployés pour faire des fossiles, on est parvenu, par des expériences mo¬ dernes, à des résultats souvent très-rapprochés. On connaît les belles expériences de M. Gœppert, entreprises dans le but de changer des sub¬ stances végétales et animales en substances terreuses et métalliques, sans altérer leur tissu ni leur structure. Il obtient ces changements au moyen de dissolutions assez concentrées, dans lesquelles on laisse tremper ces substances jusqu’à ce que les solutions aient entièrement pénétré dans l’intérieur des corps organiques. En exposant ceux-ci à un feu assez vif, il détruit le tissu organique et obtient la substance terreuse ou métallique sous la forme du végétal ou de l’animal.
Le procédé gai vano -plastique a été également employé dans ces der¬ niers temps pour conserver des corps ou pour les reproduire par le même moyen. M. Jordan montrait, en 1841 , à l’Association britannique, plusieurs copies de trilobites et autres fossiles ainsi obtenus par les pro¬ cédés ordinaires de la galvano-plastie. La croûte métallique dont on re¬ couvre les corps en leur faisant jouer, par exemple, le rôle d’électrode négatif, pourrait servir à conserver ces corps, tout aussi bien qu’à four¬ nir l’empreinte et les modèles.
Divers autres modes de reproduction ont encore été proposés pour la conservation des substances animales (1) et les divers procédés d’embau¬ mement employés aujourd’hui, sont de véritables modes de pétrification, qui peuvent être comparés, jusqu’à un certain point, aux procédés em¬ ployés par la nature elle-même .
Des roches fossilifères.
Si l’on examine sous le rapport de leur origine les divers matériaux qui composent le sol terrestre, on voit que, dès le commencement du monde, deux causes distinctes n’ont cessé de présider à leur formation : les uns ont été formés par voie ignée, les autres par voie aqueuse. Les matériaux qui composent le sol, se résument à peu près en ceux-ci : les minéraux, les roches, les fossiles. Nous connaissons la différence qui existe entre les minéraux et les roches. Celles-ci sont des masses minérales, com¬ posées, soit d’une seule espèce, soit de plusieurs espèces minéralogiques réunies, qui jouent un rôle dans la composition des couches. Comme
(L Nous avons pu, par exemple, admirer, il n’y a pas longtemps, un rein pétrifié, communiqué à l’Académie des sciences par M. Baldacconi, de Sienne, qui- assure qu’il conserve ainsi depuis 1837, divers objets d’histoire naturelle.
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les autres matériaux du sol, les roches sont divisées en deux sections . les roches d’origine ignée, les roches sédimentaires (1).
§ 61. Les roches d’origine ignée ou plutonniennes ont été préala¬ blement à l’état de fusion ou de dissolution, dans un véhicule quelcon¬ que ; dissolution favorisée par une très-haute température. 11 est inutile de chercher, dans toute cette grande série de roches, des corps orga¬ nisés fossiles. La chaleur intense qui a présidé à leur mode de formation a dû anéantir toute trace d’organisation. C’est même de la présence ou de l’absence des corps organisés fossiles dans ces couches, et d’autres caractères de composition et de dépôt, qu’on est convenu de dé¬ duire la nature sédimentaire ou plutonnienne de ces couches. Nous citerons néanmoins quelques exceptions apparentes à cette règle gé¬ nérale.
On a souvent parlé de roches volcaniques contenant des corps orga¬ nisés. Bracchini, qui a décrit, avec beaucoup d’exactitude, l’éruption du Vésuve en 1631, assure avoir trouvé des coquilles marines qui avaient été rejetées. M. Constant Prévost a eu aussi plusieurs fois occasion de re¬ marquer des coquilles enveloppées dans des cendres volcaniques. Ces faits prouvent seulement que les matières volcaniques incohérentes, qui étaient lancées à une très-grande hauteur, pouvaient perdre prompte¬ ment, par la résistance de l’air, par la désagrégation de leurs molécules, par l’extrême faiblesse de leur conductibilité calorique, la chaleur qu’elles apportaient du foyer central ; et les coquilles lancées au loin avec les eaux de la mer, introduites dans la bouche du volcan par quelques fis¬ sures naturelles, ont été à peine altérées.
Du reste, qu’y a-t-il d’ étonnant que des matériaux, qu’une lave volca¬ nique remaniée par les eaux de la mer, amenée ainsi à l’état de sédi¬ ment, recouvrent les corps organisés déposés au fond des eaux, et les conservent ensuite, à l’état fossile ? Peut-être, si l’on étudiait bien les quel¬ ques gisements exceptionnels de coquilles dans des roches volcaniques, trouverait-on que celles-ci peuvent toujours se rapporter à des tufs ou conglomérats, roches essentiellement remaniées.
Mais si l’on a pu trouver, dans certains cas exceptionnels, des corps organisés dans des dépôts ignés modernes, il n’en est pas de même de toute la série des roches ignées anciennes, granitoïdes, porphyroïdes, serpentineuses, etc. Une chaleur sans doute incomparablement plus
(1) Il nous reste encore bien des recherches à faire, avant de fixer la limite qui sépare les roches d’origine ignée des roches sédimentaires. La transformation incontestable de ces dernières en roches qui ont la plupart des caractères extérieurs des produits ignés, ajoute à l’incertitude. On a cru , longtemps , que la présence de matières bitumineuses azotées, si¬ non celle de corps organisés distincts, était un caractère essentiel de la distinction des deux groupes de roches; mais des expériences récentes ont prouvé combien ce caractère était in¬ suffisant.
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
forte que celle qui a donné naissance aux produits volcaniques moder¬ nes, a présidé à la formation de celles-ci.
On voit, par ce qui précède, que les cas où l’on rencontre des corps organisés fossiles, dans les roches plutonniennes ou d’origine ignée, sont tout à fait exceptionnels et n’ont pas d’importance réelle en Paléon¬ tologie.
§ 02. Les roches sédimentaires, que nous désjgnons ainsi pour indiquer leur mode de formation au sein des eaux, ont été aussi appelées roches d’origine aqueuse, ou roches neptuniennes.
Lorsqu’on étudie avec soin les couches sédimentaires, relativement à la manière d’être des fossiles qui y sont renfermés, on reconnaît que ces couches se sont déposées comme se déposent aujourd’hui tous les détritus sous - marins, riverains, ou lacustres. Comme nous le développerons plus tard, en parlant des phénomènes actuels, nous croyons que les roches sédimentaires se sont formées dans les eaux, par des molécules terrestres amenées des continents, soit dans les lacs, soit dans la mer; par des molécules que l’action incessante de la vague a enlevées aux rivages, ou qu’a produites la décomposition des corps organisés. Nous croyons encore que ces molécules y ont été transportées par suite de causes naturelles incessantes, telles que les cou¬ rants terrestres et sous-marins, ou par des causes fortuites accidentelles dues aux dislocations de l’écorce terrestre, mais que, dans tous les cas, ces molécules ont formé des couches de nivellement, et qu’elles ont été déposées presque horizontalement.
Lorsque les roches sédimentaires n’ont subi, postérieurement à leur dépôt, que des changements peu considérables, qui permettent encore de juger de leur nature primitive, on les nomme roches sédimentaires na¬ turelles; mais, lorsque des roches ont été altérées , modifiées, ou comme on le dit métamorphosées, par suite d’une action étrangère, on les nomme roches métamorphiques.
§ 63. Les roches métamorphiques tiennent le milieu entre les ro¬ ches d’origine ignée et les roches sédimentaires. Avec l’aspect cristallin et quelques-uns des caractères minéralogiques des premières, leur struc¬ ture en grand semble indiquer toujours une origine analogue aux se¬ condes; aussi les géologues croient-ils en général qu’elles ont été déposées dans les eaux et postérieurement modifiées. Nous n’avons pas à dis¬ cuter ici cette célèbre théorie de l’agent modificateur des roches méta¬ morphiques, qui a occupé les plus illustres géologues. Deux systèmes sont en présence : l’un admet que ces roches ont été métamorphosées parle contact des roches d’intrusion, ou par des agents ignés différents; l’autre explique la transformation de structure intime dans les roches sédimentaires par des actions lentes électro-chimiques. Ne pourrait-on
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pas croire que les deux agents ont joué leur rôle dans le métamor¬ phisme? car si, dans quelques cas, Faction ignée est incontestable, on pourrait croire aussi que la chaleur qui aurait modifié certaines roches, en amenant des cristaux de mâcles, des grenats, qui aurait converti des calcaires en dolomie sur de vastes étendues, y aurait détruit toute trace d’organisation.
Voici, du reste, l’indication de quelques-unes de ces roches qui con¬ tiennent des restes de corps organisés.
On voit fréquemment dans les tufs de la Somma du Vésuve, et sui¬ des points élevés, comme au mont Ottajana, des masses plus ou moins volumineuses de calcaire tertiaïre-coquillier. Ces masses ont été alté¬ rées et amenées à l’état sublamellaire. On observe, au contact de l’étage dévonien et des granits, au Hartz, des fragments coquilliers de la pre¬ mière roche, dans des fdons granitoïdes. On a plusieurs fois constaté l’existence d’un calcaire à enclines, associé avec le micaschiste et le chloritoschiste, près du village de Tweng, au pied des Alpes Tauern. De semblables associations ont été observées dans les Alpes occidenta¬ les. L’ensemble du dépôt paraît appartenir aux terrains palæozoïques.
Les schistes cristallins et mâclifères de l’étage silurien de la Bretagne présentent, dans quelques localités, des empreintes très-distinctes d’Or- this et de Trilobites. Il existe au mont Sainte-Marie, non loin de Saint- Gothard, et au mont Nufenen, à l’ouest d’Airolo, des schistes grenatifères qui renferment des bélemnites. Certaines roches palæozoïques observées dans les Vosges contiennent des empreintes végétales au milieu d’une altération telle, produite par l’effet de la chaleur des roches plutonniennes situées dans le voisinage, qu’un géologue très-exercé les a prises pour des trapps et des eurites.
MM. Élie de Beaumont et de Buch ont trouvé à Gerolstein des poly¬ piers inclus dans la dolomie et convertis eux-mêmes en cette substance. Un peu plus loin, dans le calcaire qui forme le prolongement de la masse dolomitisée, on retrouve les polypiers à l’état calcaire parfaitement conservés, tandis que là où la masse a été modifiée en dolomie, la majeure partie de leur texture intérieure a disparu. M. de Colîegno a recueilli à Tercis, près de Dax (Landes), des oursins et des fragments de coquilles dont le test est converti en dolomie, tout aussi bien que la roche qui les contient. M. Coquand assure avoir trouvé dans une couche saccha- roïde des calcaires réputés primitifs de Gouledoux (Pyrénées), des fossiles déterminables et un polypier radié. Enfin on sait que le fameux marbre, dit primitif, de Carrare contient en certaines places des corps marins fossiles , qu’on distingue surtout lorsque les fragments ont été polis, ou lorsqu’on les observe par plaques minces, au travers de la lu¬ mière. Du reste, ces marbres statuaires passent insensiblement à des
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PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
calcaires compactes remplis eux- mêmes de fossiles, alors parfaitement distincts, appartenant probablement aux terrains jurassiques.
§ 64. Les roches sédimentaires proprement dites, qui, depuis leur formation, ont subi moins d’altération, peuvent se diviser naturelle¬ ment en quatre groupes : 1° Les roches qui ont pour base un principe alcalin (chaux, strontiane, baryte), dont le meilleur type est le calcaire (carbonate de chaux) ; 2° les roches qui ont pour principe dominant la silice, seule ou combinée avec les terres, telles que les argiles, les grès; 3° les roches métalliques; 4° les roches combustibles.
Les calcaires contiennent ordinairement grand nombre de fossi¬ les. On a supposé que, dans quelques cas, ils s’étaient formés par pré¬ cipité chimique, après dissolution, qu’ils ont élé réunis en masse, en se prenant sous forme solide, et ont enveloppé, tout au plus, les corps organisés suspendus dans la masse liquide. Nous sommes loin de parta¬ ger cette opinion. Quand on voit dans ces calcaires, les fossiles dépo¬ sés comme partout ailleurs par couches horizontales, quand on voit souvent, en dessus et en dessous, les couches argileuses qui les recouvrent évidemment sédimentaires, on doit également croire que les fossiles qu’ils enveloppent ont été déposés dans les mêmes cir¬ constances que les autres. Ces calcaires, généralement cristallins, lamel¬ laires, plus ou moins purs, formant des couches puissantes, peu riches en fossiles, sont d’autant plus fréquents qu’on descend plus bas dans la série chronologique des terrains. Vers les plus anciens, ils constituent des masses puissantes, et leur voisinage des roches cristallines a pu les faire regarder comme des roches métamorphiques.
Les calcaires sédimentaires , mieux caractérisés, sont par excellence des roches fossilifères. Les calcaires grossiers des environs de Paris, des bords de la Gironde, les calcaires blancs argileux jurassiques des envi¬ rons de LaRochelle (Charente-Inférieure), de Tonnerre (Yonne), de Sainl- Mihiel (Meuse), etc., etc., en contiennent un grand nombre , de même que les calcaires marneux ou argilo - calcaires de Sémur (Côte- d’Or), d’Avallon (Yonne), de Castellane (Basses-Alpes), de Milhau (Aveyron), etc. , etc. D’autres calcaires paraissent assez pauvres en fossiles, et ce sont ordinairement les plus compactes, comme les couches ba- thoniennes, calloviennes et oxfordiennes de Grasse (Var), les couches ba- thoniennes de Chaumont (Haute-Marne) , les couches portlandiennes de Saint-Jean-d’Angély (Charente-Inférieure), de Cirey-le-Château (Haute- Marne), etc.
§ 65. Le gypse (sulfate de chaux hydraté) joue à peu près le rôle du calcaire sous le rapport du mode de formation, c’est-à-dire qu’il a été dé¬ posé sous forme de sédiment. Les gypses cristallins sont de beaucoup les plus abondants dans la nature. Les deux variétés principales qu’on en
CH AP. II. — DE LA FOSSILISATION.
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rencontre dans les couches fossilifères, sont le gypse fibreux et le gypse grossier saccharoïde . On ne voit jamais de fossiles dans les gypses fibreux. Les gypses grossiers contiennent, à Montmartre, près de Paris, un grand nombre d’ossements, surtout de mammifères et des débris de poissons, d’oiseaux, de reptiles, mais jamais de coquilles de mollusques, ou d’animaux rayonnés.
La barytine existe à peine en roche; elle se trouve plus souvent à l’é¬ tat de filon; mais, jusqu’à présent, les couches n’ont jamais offert de fossiles.
Le sel gemme (chlorure de sodium) présente quelquefois des débris fossiles, bien que ceux-ci soient très-rares. Une couche de sel a offert à Wieliczka des restes de mollusques, de poissons et de polypiers fos¬ siles. Le dépôt de sel gemme de Gmunden, en Autriche, contient quelques zoophytes. Ajoutons à ces fossiles quelques fruits de végétaux , de nombreux animalcules microscopiques, et nous aurons la somme des corps organisés que contiennent ces sortes de roches. Des recherches très- minutieuses ont été faites par M. Marcel de Serres sur la nature des infusoires du sel gemme. Leurs formes se rapprochent beaucoup de celles que prennent, après leur mort, les Monas Dunalii découverts par M. Joly, dans les eaux des marais salants, et auxquels celui-ci attribue leur coloration en rouge. Les animalcules découverts par M. Joly sont incolores, présentent diverses nuances de coloration, ou même changent ou perdent leur couleur, après leur mort. De là, l’état incolore ou diversement coloré des sels gemmes de Wieliczka, du pays de Salz- bourg, du Tyrol, de Moyenvic, de Cardona, etc. Certains sels sont formés de ces animalcules jusqu’à peu près le quart de leur volume. On sait aussi que la coloration en rouge des eaux de certains marais salants est aujourd’hui attribuée à de petits crustacés de l’ordre des branchiopo- desetdu genre artemia . Ces animaux périssent lorsque la dissolution atteint la densité de 25°, et leur corps prend alors la couleur rouge.
§ 66. Parmi les roches à base de silice, les argiles sont générale¬ ment très-fossilifères ; et la conservation des débris organiques y est sou¬ vent parfaite. Les argiles plastiques d’Aï (Marne), que nous regardons comme un accident local des lignites, contiennent, en dessus et en des¬ sous, beaucoup de restes de corps organisés avec leur test bien conservé. Les argiles limoneuses des Pampas de Buenos- Ay res, qui occupent des centaines de myriamètres de superficie, renferment une quantité consi¬ dérable d’ossements de mammifères.
Les schistes, composés de molécules très-fines, contiennent souvent beaucoup de restes de corps organisés. Les ardoises exploitées de l’étage silurien des environs d’Angers (Maine-et-Loire) sont dans ce cas.
Les phyllades en montrent aussi en assez grand nombre, dans l’étage
6.
PREMIÈRE PARTIE. — ÉLÉMENTS DIVERS.
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silurien des environs de Brest (Finistère), aux îles Malouines, dans l'in¬ térieur de la Bolivia, et sur une surface immense, aux États-Unis.
§ 67. Les grès, formés de grains de sable agrégés, appartiennent à tous les âges géologiques, et contiennent presque toujours des restes d’animaux fossiles. Les grès siluriens de May (Calvados) montrent des trilobites , des Gonulaires ; les grès dévoniens et carhonifériens de Bolivia renfer¬ ment des Spirifer , des Productus , etc. Les grès de l’étage sinémurien présentent beaucoup d’empreintes aux environs de Semur (Côte-d’Or), de Valognes (Manche), de Metz (Moselle), ainsi que les grès coralliens de Trouville (Calvados), les grès kimméridgiens de la route de Niort à Saint-Jean-d’Angély (Charente-Inférieure); ceux des terrains crétacés des Ardennes, du Mans (Sarthc), de Fourras, de l’ile d’Aix (Charente-In¬ férieure), de Pondichéry, de Concepcion (Chili), offrent une grande va¬ riété de restes organisés, ainsi que les grès inférieurs, moyens et supé¬ rieurs des terrains tertiaires du bassin parisien, des côtes du Chili, et de la Patagonie.
§ 68. Les tripolis , quand ils résultent d’un dépôt fait par l’eau de silice extrêmement divisée, se rapprochent quelquefois beaucoup de la texture des grès, en présentant alors une composition analogue à ceux-ci. D’autres fois, au contraire, les tripolis se trouvent dans le voi¬ sinage de roches ignées ou pseudovolcaniques, telles que les houillères embrasées, et paraissent être le résultat de la transformation de schistes argileux dépouillés de leur alumine, par l’effet de la chaleur ou de tout autre agent. Ces derniers tripolis contiennent quelquefois jusqu’à 98 p. 100 de silice. Les tripolis d’origine sédimentaire sont quelquefois com¬ plètement formés d’animaux infusoires à carapace siliceuse; comme par exemple, ceux de Bilin, en Bohème. M. Ehrenberg a calculé que 27 millimètres cubes de tripoli de cette localité pouvaient contenir jusqu’à 41,000 millions de ces infusoires à test siliceux. Ces sortes de tripolis ne renferment jamais de corps organisés autres que les infusoires dont ils sont formés. Les tripolis métamorphiques contiennent, par excep¬ tion, quelques corps organisés. Ceux de Poligné (Ille-et-Vilaine) mon¬ trent quelques empreintes de bivalves, de végétaux.
§ 69. Les roches de silex (pyromaque, meulière , résinite, jaspe) offrent aussi des fossiles, principalement des mollusques et des ra- diaires pour les pyromaques et les meulières, et des végétaux pour les autres. On cite cependant des résinites à poissons et à insectes à Kre- pitz, à Nikoltschitz,en Gallicie, dans des mollasses tertiaires. On a cru que, dans ces sortes de roches, la silice, au lieu de se déposer sous forme de sédiment plus ou moins fin, comme dans les grès et les tripolis, a été à l’état de dissolution, et qu’elle a pris, en se consolidant, un éclat compacte vitreux, que n’ont pas les autres roches. On a supposé encore que la si-
CH AP. II. — DE LA FOSSILISATION.
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lice des pyromaques, des meulières» etc.» avait été à l’état de dissolution gélatineuse; niais, lorsqu’on étudie la manière d’ètre de ces roches de si¬ lex et des fossiles qu’elles contiennent dans les couches d’eau douce des meulières des environs de Paris» dans les falaises crétacées de toute la côte de la Seine-Inférieure, des environs de Tours (Indre-et-Loire), de Saintes (Charente-Inférieure), dans les silex de Fétage corallien de Trou- ville (Calvados), dans ceux du lias supérieur de Thouars (Deux-Sèvres), de Poitiers (Vienne), de Sainte- Honorine (Calvados), etc., etc., on ac¬ quiert bientôt la certitude que les fossiles y ont été déposés par cou¬ ches horizontales» au milieu des sédiments. On voit distinctement de plus» que la matière siliceuse en dissolution a pénétré ces couches pos¬ térieurement à leur formation, en y formant ces rognons isolés» des si¬ lex» de la craie et du lias, ces masses lenticulaires plus grandes des meulières, et enfin» qu’elle a pénétré seulement par endroits les masses coralliennes de Trouville, en changeant, sur quelques points isolés» la couche de grès en silex» tandis que cette couche est restée intacte à l’é¬ tat de grès, sur toutes les autres parties de son extension. Nous ne ver¬ rions donc» dans les silex, qu’une modification partielle des couches» due peut-être à des courants électro-chimiques, mais nullement un fait général de dépôt.
Du reste, ces roches siliceuses se trouvent très-rarement en couches continues; elles affectent plutôt la forme de nodules, de rognons, d’amas plus ou moins irréguliers» qui semblent indiquer, d’une manière définitive» l’origine de la plupart. Quant aux jaspes, ils ne sont pas tou¬ jours d’origine sédimentaire. Il en est dont l’origine ignée est incontes¬ table ; d’autres, enfin, qui proviennent de roches transformées. Or il serait inutile de chercher des fossiles dans ces deux dernières roches.
§70. Les substances minérales métalliques, quelquefois abondantes dans la nature, y sont rarement straliformes. On les rencontre plus sou¬ vent en grandes masses» en dûtes» veines ou filons, etc. Les métaux en dûtes ou en filons ont une origine non équivoque» qui exclut toute idée de dépôt par les eaux ; ils ne contiennent pas de fossiles. On a bien voulu opposer à cette loi générale quelques faits exceptionnels : ainsi des tronçons de pins furent trouvés jadis dans une veine de plomb au pays de Galles. Le bois ne présentait pas de changement, sauf qu’il était fortement imprégné de galène. On ajoute qu’on a trouvé» dans un autre filon» du plomb sulfuré accompagné de barytine et de quartz, près de Frémoy et de Corcelles; mais ce ne sont là que des exceptions qui n’ont peut-être pas toute l’authenticité désirable.
Il est des cas où la forme de filons, ou de dikes, n’est absolument qu’apparente, et peut tromper facilement l’observateur peu expérimenté. Nous en avons acquis la preuve près de Fontaine-Étoupe-Four (Calva-
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PREMIÈRE PARTIE. - ÉLÉMENTS DIVERS.
dos). On voit, en effet, sur ce point, et dans les communes voisines, des masses considérables de grès siluriens où s’observent des filons obliques ou plus ou moins verticaux, remplis d’argile ou delimonite, en¬ veloppant un nombre considérable de coquilles bien conservées, tout à fait distinctes des coquilles fossiles contenues dans les grès. Lorsqu’on étudie la géologie des environs, on reconnaît que ces filons ne sont que des fentes déterminées par la dislocation des grès, qu’ont remplies, lors de la mer liasienne, des détritus marins et des coquilles marines qui vivaient à cette époque, probablement sur ces rochers siluriens, formant alors des écueils voisins du rivage.
§ 71. Les Limonites (fer peroxydé hydraté) sont peut-être, de tou¬ tes les roches métalliques, les seules qui forment des couches véritables ; aussi contiennent-elles plus de fossiles qu’aucune autre. On en distingue plusieurs variétés : les seules qui aient pour nous de l’intérêt sont les va¬ riétés compacte , terreuse et oolitique.
Les limonites compactes sont exploitées, comme minerai de fer, à la Youlte (Ardèche), dans les couches calloviennes ; à la Verpillère (Isère), dans les couches toarciennes, où elles contiennent un nombre con¬ sidérable de coquilles fossiles.
Les limonites terreuses sont peu communes; néanmoins nous les trou¬ vons entièrement composées de coquilles fossiles passées à l’état de fer oligiste, dans les couches de l’étage sinémurien, aux mines de Beaure- gard, non loin de Semur (Côte-d’Or).
Les limonites ooliliquesf faciles à distinguer par les petits grains ronds dont elles se composent, sont toujours les plus communes. Elles ren¬ ferment une grande quantité de restes de corps organisés. Des couches de limonite oolitique, souvent exploitées pour le fer qu’elles contiennent, se voient dans l’étage toarcien, à Lyon (Rhône); dans l’étage bajociende Bayeux (Calvados) ; dans l’étage callovien, aux environs de Chau¬ mont, de Chàteau-Villain, de Langres (Haute-Marne), de Lifol (Vosges), de Mamers (Sarthe) ; dans l’étage oxfordien des environs de Saint-Mi- hiel (Meuse), de Launoy (Ardennes), d’Is-sur-Tille (Côte-d’Or), d’Ëtivey (Yonne); dans l’étage néocomien de Bellancourt-îa-Ferrée (Haute-Marne) , de Brillon (Meuse); dans l’étage aptien de Vassy (Haute-Marne), etc., etc.
Les corps organisés qu’on rencontre dans ces couches sont des co¬ quilles, des polypiers, et rarement des ossements d’animaux vertébrés. Tantôt ces fossiles sont convertis eux-mêmes en limonite, tantôt ils ont conservé leur enveloppe crétacée; dans l’un et l’autre cas, ils présentent une assez bonne conservation.
Nous ne connaissons pas de roches métalliques fossilifères autres que les limonites. On cite toutefois, en Bretagne et dans quelques autres parties de la France, notamment près de Fresnay (Sarthe), dans les cou-
CHAP. 11. — DE LA FOSSILISATION.
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ches siluriennes, un fer aluminaté oolitique contenant des fossiles, en¬ tre autres des calymènes et des asaphus . Quelquefois le fer oligïste rem¬ place le minerai aluminaté.
§ 72. Nous mettrons au nombre des substances combustibles fossili¬ fères , ces sortes de masses plus ou moins volumineuses, compactes, no¬ dulaires ou granuliformes, jaunâtres, à cassure vitreuse et conchoïde, qu’on a désignées sous le nom de succin , résine fossile , ambre jaune, etc. On rencontre le succin dans les lignites de l’étage cénoman- nien de File d’Aix (Charente-Inférieure), de l’étage turonien de Soulatge (Aude), dans l’argile plastique des terrains tertiaires ou dans des ter¬ rains plus modernes. Les eaux de la Baltique en apportent encore de nos jours sur les côtes, où il accompagne des cailloux roulés et diver¬ ses substances, surtout du bois fossile. Souvent le succin renferme des insectes entiers ; celui qu’on rencontre sur les bords de la Baltique est rempli de corps marins.
Enfin, après avoir énuméré jusqu’ici les diverses roches qui renferment des fossiles, nous ne passerons pas sous silence un gisement de fossiles bien singulier, mais qui ne rentre pas moins dans la question des divers milieux au sein desquels les corps organisés ont pu être conservés. Nous voulons parler des ossements enfouis dans les glaces vers les deux pô¬ les et qu’on a recueillis sur la côte nord-ouest de l’Amérique et sur les bords de la mer Glaciale, en Sibérie.
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DEUXIÈME PARTIE.
ÉLÉMENTS STRATIGRAPHIQUES.
CHAPITRE III.
CIRCONSTANCES NATURELLES PASSIVES QUI CONCOURENT A LA FORMATION DES COUCHES SÉDIMENTAIRES, ET AU DEPOT DES ANIMAUX DANS CES COUCHES.
§ 73. Si, comme nous l’avons vu, l’une des conditions essentielles pour qu’un corps organisé passe à l’état fossile, dérive de sa nature même, il en est d’autres indispensables, déterminées par les milieux qui l’ont environné à l’instant où il cessait d’exister , et par l’espace de temps qui s’est écoulé depuis sa mort.
Tous les corps organisés exposés à l’air libre se décomposent plus ou moins promptement, suivant leur composition chimique, et finissent toujours par disparaître entièrement, quels que soient d’ailleurs leur den¬ sité ou leur volume. Pour qu’un corps organisé se conserve, il faut donc qu’il soit soustrait à l’action immédiate de cet agent destructeur. On conçoit, dès lors, que cette conservation dépendra principalement du mi¬ lieu qui l’environne. Lorsqu’on étudie l’ensemble des faits, on reconnaît facilement que les eaux ont été le plus favorable, et pour ainsi dire l’unique agent de conservation des corps organisés fossiles : d’abord, comme moteur mécanique, en l’enveloppant de diverses molécules des¬ tinées à en couvrir toutes les parties et à le garantir des causes des¬ tructives extérieures, puis en servant de conducteur à l’électricité, et plus tard de véhicule aux molécules fossilisantes de substitution, entraînées par les forces électro-chimiques et électro-magnétiques.
Pour définir le mode de dépôt des fossiles dans les couches terrestres, nous avons, successivement et comparativement, étudié les couches fos¬ silifères de toutes les époques géologiques et la manière dont les corps
CHAP. 111- — FORMATION DES COUCHES SÉD1MENTAIRES. 71
organisés se déposent aujourd’hui dans les eaux marines et terrestres. Cette étude très-prolongée nous a donné, par la discussion de tous les faits scrupuleusement observés, la conviction intime que deux séries de circonstances alternatives ont agi dans la formation des couches sédi- mentaires, et sur le mode de dépôt des animaux fossiles qu’elles renfer¬ ment : les unes passives , incessantes, qui appartiennent exclusivement aux causes naturelles actuelles ; les autres fortuites , accidentelles , pu¬ rement géologiques , et qui tiennent aux révolutions, aux dislocations de l’écorce terrestre.
Nous allons d’abord chercher à définir les premières dans ce chapitre.
D’après Fétude des couches sédimentaires de foutes les époques géo¬ logiques, et la manière dont les fossiles y sont renfermés, on reconnaît, par le parallélisme de ces couches, et par celui des lits de fossiles qui y sont disséminés, qu’elles ont été déposées sous les eaux. Lorsqu’on veut comparer, ces couches terrestres à ce qui se passe maintenant dans la nature, au sein des mers et sur les continents, on acquiert bientôt la conviction que des circonstances analogues ont dû présider à leur mode de dépôt et ont donné, dans les mêmes conditions, des résultats identi¬ ques. 11 reste ainsi démontré, pour l’observateur, que les causes na¬ turelles encore en action ont toujours existé, et que, pour avoir l’expli¬ cation satisfaisante de tous les phénomènes passés, il devient indispen¬ sable d’étudier les phénomènes actuels.
L’heureuse pensée de recourir aux causes agissant maintenant, pour expliquer la formation des couches terrestres, appartient tout entière à M. Constant Prévost, qui, le premier, l’établit dans son système géologi¬ que. La science doit encore à M. Lyell le développement de ce système, appuyé de nombreuses recherches aussi savantes qu’ingénieuses; mais, comme il fallait un séjour très-prolongé sur les côtes de toutes les mers, pour obtenir des données certaines, et que ce mode d’observation n’est pas à la disposition de tout le monde, on s’est, le plus souvent, contenté, dans ces systèmes, d’interpréter, par Fétude des couches terrestres, la manière dont les choses doivent se passer aujourd’hui au sein des mers et sur les continents. Nous avons suivi une marche contraire. Dégagé de toute idée préconçue, nous avons voulu compléter la somme des faits acquis durant nos voyages, par des recherches spéciales, pro¬ longées, exécutées sur différents points de l’Océan, dans le seul but de scruter les faits actuels destinés à nous donner, sans hypothèse aucune, la valeur relative des divers agents qui concourent à la formation des couches sédimentaires.
L’époque actuelle offre des continents et des mers ; il s’y for¬ me donc simultanément, des sédiments marins et des sédiments fluvio- terrestres. Ces deux séries, bien qu’offrant le synchronisme le plus com-
72 DEUXIÈME PARTIE. - ÉLÉMENTS STRATIGRAPHIQUES.
plet et se confondant souvent , méritent néanmoins d’être étudiées chacune à part. Nous commencerons par les sédiments marins qui jouent un rôle immense à la surface du globe, et qui expliquent plus particu¬ lièrement la nature des étages géologiques les plus répandus.
f DES SÉDIMENTS MARINS .
§ 74. Nous appelons ainsi toutes les particules terrestres, minérales ou autres qui, abstraction faite de leur dimension, ou de leur provenance, se trouvent actuellement dans la mer et sur ses rivages. Si nous parcourons rapidement les côtes de France, par exemple, nous voyons, sans descendre au-dessous du balancement des marées, ces sédi¬ ments changer de nature suivant les lieux, et offrir à la fois toutes les modifications. Les côtes de la Normandie, depuis Abbeville jus¬ qu’au Havre, montrent des falaises au pied desquelles sont des cailloux siliceux, et parfois du sable. Les côtes du Calvados présentent, par inter¬ valles, depuis Honfleur jusqu’à Dives, un mélange de cailloux siliceux et calcaires, des sables et quelquefois de la boue. En marchant à l’ouest, des sables remplissent les baies ; et la côte, lorsqu’elle est bordée de fa¬ laises, se couvre de galets de diverses natures, suivant la composition de ces mêmes falaises. Presque toute la côte de Bretagne présente des cailloux granitiques, ou des anses sablonneuses; la Vendée offre, dans la baie de Bourgneuf, près de Beauvoir , des atterrissements vaseux consi¬ dérables, puis des dunes et quelques roches granitiques, jusqu’au golfe de Luçon,où de nouveaux dépôts vaseux couvrent une immense surface. Les côtes de la Charente-Inférieure sont couvertes par endroits, soit de galets calcaires, formant ces cordons littoraux si bien décrits parM. Elie de Beaumont (La Rochelle, Châtelaillon (&, fig. 37), etc.), soit d’anses vaseuses (les Trois-Canons, Marennes), soit de dunes comme à la Trem- blade; puis, au sud de l’embouchure de la Gironde, les sables recom¬ mencent jusqu’à Bayonne. C’en est assez, nous le croyons, pour démon¬ trer ce que nous avons avancé, et prouver le synchronisme de toutes ces matières sédimentaires différentes.
A. — Provenance des sédiments marins.
Les sédiments marins actuels se formentde trois manières différentes : par le transport des particules terrestres, par l’usure des côtes, par les corps organisés, leur usure et leur décomposition.
§ 75. Les sédiments apportés parles affluents terrestres ont été regardés comme étant, pour ainsi dire, les seuls dans les circonstances actuelles. Sans nier leur importance réelle, nous espérons prouver que des sédiments considérables se déposent aussi sur les côtes où il n’existe aucun affluent, comme celles du Chili, de la Bolivie et du Pérou ; mais
CHAP. III. — FORMATION DES COUCHES SÉDIMENTAIRES. 73
ayant l’intention de traiter séparément des phénomènes terrestres , nous renvoyons ceux-ci à leur chapitre spécial. Il nous suffira de con¬ stater, maintenant, la valeur des sédiments qu’ils apportent. Les ri¬ vières de France qui débouchent dans l’Océan, sont loin d’en fournir également, et même, la somme de leurs produits de ce genre n’est pas toujours en rapport avec leur importance et le volume de leurs eaux. Toutes les petites rivières, la Somme, la Dive, l’Orne, la Vilaine, laSèvre, la Charente, etc., charrient à peine, lors des grandes pluies, quelques sédiments fins en suspension dans leurs eaux. La Seine même donne aussi des sédiments fins et très-peu de sable. Il n’y a donc que la Gironde et la Loire, et surtout la dernière, qui fournissent à la fois des sédiments fins et du sable en abondance. Néanmoins, si nous considé¬ rons que les côtes françaises de l’Océan présentent une surface de plus de 1,800 kilomètres, en contact avec la force de la vague, tandis que deux fleuves seulement donnent, sur ce circuit, des sédiments terrestres, il sera facile de juger qu’en évaluant au quart de l’ensemble la valeur de leur apport annuel dans les océans du monde entier, on sera peut-être encore bien au-dessus de la vérité. On en est surtout persuadé, lorsqu’on voit que, sur 1 15 degrés, ou 11,500 kilomètres de côtes battues par la va¬ gue, l’Amérique méridionale, sur l’océan Atlantique, n’offre que trois fleuves, la Plata, l’Amazone et l’Orénoque, qui donnent des sédiments ; et que, sur la côte opposée du Grand Océan, 80 degrés ou 8,000 kilomètres d’extension n’ont que deux rivières, le Rio de Guayaquil et le Rio Biobio, qui, réunis, ne donnent pas annuellement autant de sédiments que la Seine. On en sera d’autant plus persuadé, que sur ces côtes, depuis Co- quimbo jusqu’à Guayaquil, il ne pleut jamais, et que cependant il s’y trouve des sédiments considérables.
§ 76. Les sédiments formés par l’usure des côtes sont, dans l’état actuel, suivant nos observations, les plus considérables, et peuvent être représentés par les dix-seizièmes de l’ensemble fourni à l’Océan dans le cours d-’une année. Lorsqu’on a vécu sur les côtes de quelque partie du monde que ce soit, on peut se convaincre de l’action incessante de la vague, augmentée dans les gros temps, sur le littoral maritime, bordé de falaises sablonneuses, calcaires, crayeuses ou argileuses. Les efforts impuissants du génie de l’homme pour s’en garantir à Bayonne, à Noir- moutiers, en sont une preuve; d’ailleurs, il suffit de voiries côtes avant et après une tempête, pour se faire une juste idée de cette action et des immenses changements qu’elle opère, en enlevant une surface considé¬ rable de sédiments soit au-dessus, soit au-dessous du niveau moyen du balancement des marées.
Si, pour nous éclairer à cet égard, nous parcourons encore les bords de l’Océan, sur le littoral de la France, nous verrons par exemple, qu’à
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U DEUXIÈME PARTIE. - ÉLÉMENTS STRATIGRAPHIQUES.
l'exception de quelques golfes profonds très-restreints dans leur exten¬ sion, où se forment actuellement des atterrissements, comme aux envi¬ rons de Beauvoir (Loire-Inférieure), dans le golfe de Luçon (Vendée), à Brouage (Charente-Inférieure), etc., presque toutes les côtes subissent, au contraire, Faction destructive de la houle.
Fig. 37. Pointe de Châtelaillon (Charente-Inférieure;.
«, niveau des basses marées ; fr, niveau de la haute mer.
Cette action s’exerce de diverses manières, suivant la disposition du littoral. Lorsqu’une côte à mer basse montre à découvert des bancs argileux, calcaires (a, fig. 37), ou sablonneux, la houle, à chaque marée, lave, délaye et enlève les sédiments, comme on le voit sur les côtes des départements du Pas-de-Calais, de la Somme, de la Seine-Inférieure, du Calvados, de la Vendée et de la Charente-Inférieure. Les bancs calcaires de Châtelaillon, de la pointe de la Baleine à File de Bé, de la pointe de Chassiron à File d’Oléron (Charente-Inférieure), du Calvados, depuis Ho n fleur jusqu’à Port-en-Bessin, qui montren à basse mer une étendue d’un à trois kilomètres, en présentent surtout des exemples remarquables.
Lorsque des falaises bordent la côte, la mer, en sappant incessam¬ ment le pied (m, e, fig. 31), ronge la roche, et les couches ne tardent pasà surplomber. Elles s’éboulent ensuite en parties fragmentaires (d, fig. 37), et la houle recommence à laver, à triturer et à enlever les particules les plus fines. Son action continuelle fait disparaître peu à peu le produit de l’éboulement, et elle vient de nouveau battre la côte en brèche. Les hautes falaises de craie et de calcaire argileux du cap Blanc-Nez, près de Boulogne (Pas-de-Calais), les côtes crayeuses de la Somme, de la Seine- Inférieure, depuis Abbeville jusqu’au Havre; les côtes crayeuses, argi¬ leuses et calcaires du Calvados ; les côtes de grès, de calcaire ou d’argile de la Charente-Inférieure en donnent partout des exemples.
On voit aussi les deux actions s’exercer en même temps sur beaucoup des mêmes côtes qui offrent à la fois des bancs prolongés sous la mer et des falaises perpendiculaires sur le rivage {fig. 37).
Un troisième mode d’action qui s’exerce en tous lieux est l’usure conti¬ nuelle de tout ce qui, sur un rivage, se trouve dans la zone du balancement des marées. Quiconque a pu entendre, sur ia côte de la Normandie, depuis
CHAP. 111. - FORMATION DES COUCHES SÉDIMENTA1RES. 75
Abbeville jusqu’au Havre, le bruit que font les galets de silex, lorsqu’ils sont remués par une forte houle, se rendra compte de cette action inces¬ sante. Les cailloux de silex, malgré leur dureté, s’usent encore assez promptement; ce qui donne la mesure pour des galets calcaires ou de toute autre nature d’une moindre densité. La mise en mouvement par les eaux de toutes les matières sédiment aires de ce niveau tend à en diminuer constamment le volume par le frottement. Si, en effet, nous reconnaissons cette action sur nos côtes, relativement très-tranquilles, on jugera de ce que la houle pourra produire sur certain littoral, comme celui des îles de tous les océans, du Chili, du Pérou, de la Patagonie, où la mer, incessamment en furie, déferle toujours avec force contre ses limites naturelles.
Les côtes granitiques ou de grès anciens des départements de la Manche, des côtes du Nord, du Finistère, du Morbihan, sont loin de donner des résultats aussi considérables que les côtes calcaires ; mais la décomposition de ces roches et l’action continuelle delà vague, ne laissent pas cependant de fournir une bonne part de détritus. Les côtes bordées de dunes de sable, paraissent souvent être à l’abri de l’action de la houle, mais il n’en est pas ainsi; car presque toujours, il existe, sous ces dunes, des roches ou des terres qui découvrent à basse mer et sont constamment en butte à la houle, comme sur la côte de Vendée, sur les côtes exté¬ rieures des îles de Noirmouliers, de Ré,|d’01éron, etc., etc.
On pourrait, pour quelques points des côtes, obtenir des données certai¬ nes relativement au cubage des matières enlevées annuellement par la va¬ gue, en mesurant, au delà d’un édifice, la distance qui le sépare du rivage, et prenant l’année suivante la différence. Les falaises argilo-calcaires de Châtelaillon (Charente-lnlerieure) nous en ont offert une preuve. La ville de ce nom ( Castellum allionis) y était bâtie; et, suivant les docu¬ ments historiques, y existait encore en 1780. Aujourd’hui on trouve, à plus de deux kilomètres en mer, lors des basses marées, des débris de constructions qui témoignent seuls de l’existence de la ville de Châte¬ laillon. Un fort bâti sur cette même falaise, sous le règne de Napoléon, et qui, en 1825, se trouvait encore à plus de deux cents mètres du rivage, était, en octobre 1846 (m, fig. 37), à moitié tombé avec la falaise qui le supportait. On voit qu’en calculant la hauteur moyenne de cette falaise longue d’un kilomètre, et dont les points les plus élevés ont de 15 à 18 mètres, il serait facile d’avoir la somme des sédiments fournis sur ce point. Les falaises de grès friable de la Patagonie qui, sur des degrés de longueur, s’élèvent à plus de 100 mètres, donnent encore une alté¬ ration plus rapide. Ces diverses preuves suffiront peut-être pour établir la somme réelle des sédiments enlevés par l’usure des côtes.
§ 77. Les sédiments que forment les corps organisés^ leur décom-
76 DEUXIÈME PARTIE. — ÉLÉMENTS STRATIGRAPH1QUES.
position et leur usure, bien qu’ils ne soient pas les plus considérables, puisque nous n’évaluons leur produit qu’à un huitième de l’ensemble, n’en méritent pas moins toute notre attention Les corps organisés for¬ ment à eux seuls quelques-unes des îles madréporiques de l’archipel des Amis dans le Grand Océan, les récifs des Antilles de la côte occidentale d’Afrique et même les récifs souvent ignorés des zoologistes, mais bien connus des ingénieurs hydrographes de la marine, qui, sur quelques points delà côte de Normandie (Calvados), en dehors de la pointe de la Baleine (île de Ré) et de la pointe de Ghassiron (île d’Oléron), offrent d’assez grandes étendues sous-marines. Les corps organisés en na¬ ture montrent encore, suivant les importants travaux de ces ingé¬ nieurs, que les fonds sous-marins les plus communs sur tous les at¬ terrages du monde, sont sans contredit formés de bancs de coquilles plus ou moins brisées. Du reste, lorsqu’on examine la composition du sable de certains mages, comme ceux des iles Gallopagos et de tout l’archipel des Amis, dans le Grand Océan, on reconnaît qu’il n’est abso¬ lument composé que de fragments de coquilles et de coraux. L’importance de cette nature de sédiment est donc bien constatée et non équivoque, à l’époque actuelle, comme elle l’a été aux époques passées.
Ainsi que nous le dirons, en traitant particulièrement de la manière d’étre des animaux, dans les couches sédimentaires, les parties solides de ces animaux, une fois séparées des parties charnues, forment des sé¬ diments et sont soumises aux mêmes altérations et à la même usure que les fragments de roches enlevés aux falaises. Elles se décomposent de même par l’action mécanique de la vague, et forment des sédiments qui se mêlent aux autres de même densité, de même nature.
En résumé, prenant approximativement le chiffre seize pour l’ensem¬ ble des sédiments marins, nous trouvons que ce nombre se compose des
provenances suivantes :
Sédiments fournis par les affluents terrestres . . . 4
Sédiments fournis par l’usure des côtes. . . . . 10
Sédiments fournis par les corps organisés . 2
Total . 16
D’après ce que nous venons de dire, les sédiments, selon leur prove¬ nance, sont de diverses compositions et de densité très-différentes. Ils se composent, en effet, à la fois, sur la côte de tous les continents : de cailloux, de galets siliceux et calcaires de toutes les dimensions, de gros sable, de sable fin, de sable vaseux et de vase. Nous allons maintenant nous occuper de leur répartition, suivant leur volume, leur densité et la force motrice qui les déplace.
CHAP. 111. — RÉPARTITION DES SÉDIMENTS.
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B. — De la répartition naturelle des sédiments
dans les mers.
§ 78. L’action passive et générale des sédiments, dès qu’ils sont soumis au moindre mouvement, est essentiellement de se tasser et de niveler. En effet, leur propre poids, aussitôt qu’ils se répandent dans l’élément aqueux, toujours d’une moindre densité, ou lorsqu’ils sont portés par l’a¬ gitation des milieux qui les environnent, les force à descendre sur une pente. Dès lors, selon leur nature et leur densité, les sédiments se dé¬ posent de differentes manières, suivant la configuration des côtes, la pente plus ou moins rapide de celles-ci, et l’action des courants sous-marins.
§ 79. Sur une côte en pente rapide vers une mer profonde, comme nous avons pu l’observer à Ténériffe, au Chili, au Pérou, et sur quelques points de la Méditerranée, ces sédiments se déposent en raison de leur den¬ sité. Quelquefois les anses présentent du sable, sous forme de dunes, au- dessus des marées ; mais les lieux battus de la vague offrent toujours, au niveau de ces marées, près des lieux où ils ont été enlevés au littoral, des cailloux plus ou moins gros, ou du gros sable qui se continuent jusqu’aux limites inférieures du balancement des eaux. Lorsqu’on sonde ou qu’on drague au-dessous de ce niveau, on voit la grosseur des sédiments di¬ minuer graduellement, à mesure qu’on descend, et les sables sont rem¬ placés, dans les grandes profondeurs de ces mers, par les parties les plus ténues et les restes organisés les plus légers. La drague et la sonde nous ont toujours donné de GO à 100 mètres, à Ténériffe, comme sur toutes les côtes profondes du Chili et du Pérou, des sédiments très-fins, remplis de foramin itères, et M. Duperrey nous a dit avoir toujours trouvé, de 50 à GO kilomètres au large, dans la Méditerranée, un fond de boue et de sédi¬ ments fins, ce qui prouverait la généralisation du fait. Alors les sédiments qui se déposent sur un plan incliné, forment toujours des couches pa¬ rallèles de moins en moins inclinées, jusqu’au fond des mers où elles de¬ viennent sans doute horizontales.
Les courants qui exercent une action si puissante dans les atterrages peu profonds sur la répartition des sédiments, et partout sur la répartition des êtres à l’état de vie, n’en ont absolument aucune, quant aux sédiments des côtes abruptes, comme celles du Chili et du Pérou ; car, vu la pente rapide et le peu de largeur de la bande sédimentaire située dans la limite de l’ac¬ tion de ces courants, cette action ne saurait amener aucun changement important. Ils ne paraissent pas non plus atteindre les grandes profon¬ deurs de l’Océan, et en aucune manière ils ne sauraient transporter des sédiments d’un continent à l’autre, lorsque ceux-ci sont séparés par de grandes profondeurs. On le conçoit, il faudrait qu’avant de passer d’un côté à l’autre ils comblassent l’intervalle en le nivelant.
78 DEUXIÈME PARTIE. — ÉLÉMENTS STRAT1GRAPH1QUES.
§ 80. Sur une côte très-plate et très-prolongée sous les eaux de la mer, s’il n’y a pas de courants, les choses se passent comme sur une côte abrupte ; seulement, chaque nature de sédiment prend une bien plus grande extension. On trouve également toujours les parties les plus légères au-dessous du balancement des eaux, et dans les grandes pro¬ fondeurs. Nous l’avons observé sur les côtes de France et de Patagonie.
§ 81. L’action des courants côtiers et sous-marins est immense sur les côtes plates ou en pente très-faible, ainsi que dans les détroits dont on connaît le fond, comme dans la Manche, sur les côtes de la Bretagne et sur celles du golfe de Gascogne.
On peut comparer, quant à leurs résultats identiques, l’action méca¬ nique des courants sur la distribution des sédiments, à la même action produite par la vague et par le balancement des marées, sur les côtes tranquilles. De même elle sert à séparer les sédiments suivant leur nature, et à les transporter dans des lieux différents.
§ 82. Par la seule action des courants sous-marins, les cailloux, vu leur densité, restent toujours près du lieu où ils ont été enlevés, ou sont transportés à peu de distance. Lorsqu’on les suit, sur le littoral de la France, on arrive à cette conclusion. Dans tous les cas, restant près de la côte sur le lieu agité, ils ne sont presque jamais transportés au large. Sur toute la côte des départements de la Seine-Inférieure et de la Somme, les cailloux sont formés de silex enlevés à la craie des falaises; à Trouville (Calvados), ce sont des galets calcaires oolitiques ou non qui proviennent des falaises. En Bretagne, ce sont des cailloux de roches cristallines, etc., etc.
§ 83. Le gros sable qui, dans le balancement des marées, reste au- dessous des cailloux, n’est pas trop lourd pour être transporté par les courants, aussi le trouve-t-on partout où les courants ont une forte action. Des sondages opérés en dehors et près du cap Horn, à l’extrémité sud de l’Amérique méridionale, où se rencontre un des plus forts courants, ont donné du gros sable. Le banc de Terre-Neuve, où passe un courant sous- marin rapide, offre partout du sable de même nature; il en est de même du fond de la Manche et des côtes, jusqu’à 30 kilomètres au large, des îles de Noirmoutiers, de Ré et d’Oléron.
Presque tous les bancs de sable qu’on observe à basse mer, sur toutes les côtes où il y a des courants, sont formés de gros sable et de coquilles. Sont dans le même cas les bancs sous-marins que les courants forment sur certaines côtes ou près de l’embouchure des rivières. Lorsqu’on examine la manière dont les sédiments se déposent sur ces bancs, on voit qu’ils forment une partie horizontale, ou légèrement inclinée du côté d’amont, tandis que l’extrémité d’aval est ordinairement une pente rapide et ligure ce que les marins désignent sous le nom d’accoredu banc. C’est là
GHAP. III. - RÉPARTITION DES SÉDIMENTS.
79
que les sédiments sont déposés sur un plan incliné comme les sédiments des côtes fortement déclives. Ces couches inclinées, au milieu de cou¬ ches horizontales, qu'on trouve quelquefois dans les étages géologiques, se déposent toujours sur l'extrémité d'aval d’un banc {fig. 38). Le courant enlève de a les grains «s» —
de sable qui, lorsqu'ils arrivent en 5, tombent naturellement sur le
talus déjà existant, et /'’»#• 38. Banc formé sous l’influence des courants.
y composent des couches inclinées. Les bancs de sable des rivières, de la Loire, par exemple, offrent tous les ans, lors des basses eaux, des moyens de vérifier ce fait. Que postérieurement à ce dépôt, une action de nivellement ait lieu, comme dans la fig. 39, les parties su¬ périeures seront enle¬ vées , et il ne restera F'8' 39“
que les couches inclinées diversement, suivant les courants qui se son! succédé, ainsi que nous le verrons dans les couches géologiques.
§ 84. Le sable fin transporté avec plus de facilité par les courants, se dépose ordinairement dans les lieux où Faction de ceux-ci est moins vio¬ lente, et y forme des couches horizontales. C'est ce sable qui se prolonge si loin sous les eaux, sur les côtes plates de l'Océan et de la Méditerranée, et qui se dépose sur les points moins agités, comme en dedans des îles de Noirmoutiers, de Ré et d’Oléron, et dans une grande partie delà Man¬ che. On le trouve dans tout l’intervalle compris entre les îles Malouines et la côte de Patagonie, et en dehors de toutes les côtes du Brésil, jusqu'à une grande distance an large.
§ 85. Dunes. Une partie de ces sables, jetés par la vague sur les côtes droites, peu inclinées et non bordées de falaises, est ensuite, lorsqu’ils sèchent, dans l'intervalle des marées, transportée par les vents vers la terre et forme ces amas considérables de sable qu'on nomme dunes. Ges dunes couvrent quelquefois de grandes surfaces de côtes, comme on peut le voir sur quelques points du littoral de la France, notamment sur les côtes de la Vendée, en dehors des lies de Noirmoutiers, de Ré et d'Oléron, sur la côte de la Tremblade (Charente-Inférieure), et sur toute la côte des départements de la Gironde et des Landes, depuis la Teste jusqu'à Rayonne. On les voit aussi sur la côte du désert de Sahara en Afrique, sur les côtes de la Patagonie septentrionale, de la Plate, etc. Les dunes ont quelquefois une grande importance et envahissent tellement les côtes, qu'elles forcent d’abandonner des villages, comme on Fa vu aux Zéloux , Ile de Noirmoutiers, à Saint-Palais, près de Royan (Charente-Inférieure)
80 DEUXIÈME PARTIE. — ÉLÉMENTS STRATIGRAPHIQUES.
Nous avons pu nous assurer qu’il ne se forme de dunes que sur les points où le mouvement des eaux est assez violent, qu’il soit déterminé parles courants ou parla vague. Jamais, par exemple, il n’existe de dunes ni de cordon littoral sur les côtes tranquilles, quelle que soit leur nature. Les îles d’Oléron, de Ré et de Noirmoutiers en sont une preuve. Bordées de dunes du côté exposé à la lame du large, elles n’en ont point du côté opposé. Il faut toujours, pour qu’il existe des dunes sur une côte, d’abord qu’elle soit agitée, puis, que sa pente soit très- faible et prolongée au loin sous les eaux. Sans ces conditions, le sable n’en forme pas.
§ 86. Les sédiments vaseux les plus fins, les plus légers, comme nous l’avons vu pour la Méditerranée, sont déposés au sein des mers tran¬ quilles, dans les grandes profondeurs. Lorsque les courants agissent, il n’en est pas toujours ainsi. Une partie des sédiments fins sont sans doute encore transportés au-dessous des limites de leur action ; mais une grande portion se dépose en même temps sur la côte, lorsque le permettent la tranquillité des eaux et la configuration du littoral. Par¬ tout où la côte est constamment battue de la vague ou soumise à l’action immédiate des courants, elle n’offre jamais que des sédiments sablon¬ neux, débarrassés de toutes les particules vaseuses, comme on peut le voir sur la côte extérieure des îles de Noirmoutiers, de Ré et d’Oléron, et sur toutes les autres côtes du monde. Pour que les sédiments vaseux se déposent sur une côte maritime, au niveau des hautes marées, il est néces¬ saire qu’ils se trouvent garantis soit constamment, soit momentanément, de l’action immédiate des courants et des vents, tout en étant dans le voi¬ sinage même de ceux-ci. En effet, dans les circonstances actuelles, il faut des courants pour apporter ces sédiments vaseux en suspension dans les eaux, où ils ne pourraient se former, et d’un autre côté, pour qu’ils restent sur le littoral, il faut des golfes profonds, abrités, des côtes garanties par des îles, où le manque d’agitation des eaux leur permette de se déposer.
La vérité de cette assertion est démontrée par l’étude des lieux. Tandis que les côtes extérieures de File de Noirmoutiers, de l’ile de Ré, de l’ile d’Oléron, constamment en butte à l’action de la vague et des courants, sont couvertes de sables bien lavés dans toutes leurs parties , les côtes intérieures de ces mêmes des, garanties en même temps de la houle et des courants, forment annuellement des atterrissements considérables de sédiments vaseux, où sont établis des marais salants, les principaux revenus industriels de la contrée. Si nous avons les deux genres de dé¬ pôts sur le littoral des îles séparées à peine par une langue de terre, nous les retrouvons encore sur une multitude de points du continent, cha¬ que fois que la côte forme un golfe profond. On en voit des exemples
CHAP. 111. — RÉPARTITION DES SÉDIMENTS.
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sur quelques parties de la Bretagne, à Beauvoir, dans la baie de Bourg¬ neuf (Loire-Inférieure), sur la côte de Brouage (Charente-Inférieure); mais le point le plus remarquable que nous ayons étudié sous ce rapport, est le golfe de Luçon ou de T Aiguillon, aux confins des départements de la Vendée et de la Charente-Inférieure.
Dans ce golfe tranquille, les dépôts vaseux sont si considérables, que, tous les ans, le continent s'accroît d’au moins une dizaine de mètres sur toute la circonférence du golfe. 11 en résulte que Pile de la Dive, jadis isolée, est maintenant à une grande distance dans les terres, et que le golfe tend à se combler entièrement. La seule rivière qui y débouche est la Sèvre. Lorsqu'on l’étudie, on voit que, par son peu de pente, elle apporte à peine des sédiments à la mer ; d’ailleurs l’analyse de ces dépôts vaseux du golfe (appelés terre de Brie), qu’a fait faire M. Fleuriau de Bellevue, a donné une proportion considérable de silice, tandis que le cours delà Sèvre et les côtes voisines du golfe ne sont bor¬ dés que de terrains calcaires. 11 est, dès lors , démontré que ces dépôts vaseux ont été apportés par les courants et proviennent très-probable¬ ment de l’usure des côtes de Bretagne, que les courants apportent sur la côte de la Vendée.
Chaque fois que, sur les autres points du monde, nous avons vu une disposition de côtes identique, nous avons remarqué des dépôts de même nature. La baie de San-Blas,et la Bahia-Blanea, sur les côtes de la Pata¬ gonie septentrionale, le golfe de Rio de Janeiro (Brésil), la baie de Mexillones sur la côte de Bolivia, le fond du port d’Alexandrie, de Brest, de Toulon, nous en offrent encore des exemples.
§ 87. En résumé, nous voyons actuellement se former en même temps.-
1° Au-dessus du niveau des marées, des dunes de sable non stratifiées sur les côtes plates, agitées ou en butte aux courants;
2° Au niveau supérieur des marées, des couches horizontales de vase dans les golfes, sur les points abrités de la vague ou des courants ; des sables ou des cordons littoraux de galets, sur les côtes agitées ;
3° Au niveau du balancement des marées, des dépôts de vase en couches horizontales, sur les points très-tranquilles ; des dépôts de sable fin, sur d’autres lieux légèrement agités ; du gros sable, des cail¬ loux, partout où la vague et les courants se font sentir avec force ;
4° Enfin, au-dessous du balancement des marées, les sédiments for¬ ment des bancs de gros sable, dans les lits de courants, et des dépôts d’autant plus fins que la tranquillité est plus grande , en descendant dans les profondeurs de l’Océan. Les bancs formés sous l’influence des courants offrent quelquefois des couches inclinées; les sédiments fins for¬ ment des couches horizontales.
82 DEUXIÈME PARTIE. — ÉLÉMENTS STRATIGRAPHIQUES.
C. — Des perturbations naturelles dans les dépôts de sédiBiients»
§ 88. Nous appelons perturbations naturelles, tout ce qui, dans les causes physiques actuelles, peut interrompre momentanément l’ordre na¬ turel des dépôts sédimentaires, comme les marées, les changements de vent, de courants, les tempêtes, les raz de marées, etc.
S’il n’y avait pas de perturbations, les dépôts sous-marins seraient toujours de même nature sur le même point; leur épaisseur deviendrait considérable, sans qu’ils présentassent de couches distinctes, et alors, on ne pourrait définir la formation des couches alternes si communes dans tous les étages géologiques ; mais la nature actuelle vient encore nous expliquer comment, au milieu de dépôts de même âge, il peut y avoir des couches, des lits de differentes compositions et renfermant sou¬ vent des animaux distincts, comme on le voit dans les couches terrestres.
§ 89. Lorsque les marées ordinaires amènent des courants contrai¬ res, comme sur la côte de Dieppe, dans la Manche, où les cou¬ rants du flux vont au sud-est, tandis que les courants du reflux vont au nord-ouest; entre l’ile d’Oléron et la terre ferme, où ils sont dirigés au sud à la mer montante, et au nord à la mer descendante, on conçoit déjà que les molécules transportées subissent une perturbation périodique suscep¬ tible d’influence sur la nature des bancs qu’elles forment, en les divisant par petits lits distincts et d’égale épaisseur. En effet, si les molécules sont charriées six heures de suite dans une direction, et six heures dans une autre, il peut arriver, de ces deux côtés opposés, des matières de nature différente qui concourent à former de petites couches distinctes uni¬ formes. A l’instant où, périodiquement, le courant change de direction, il doit encore, entre ces couches apportées par des courants opposés, se marquer un instant de repos, ou une plus grande perturbation sensible sur la nature de ces mêmes couches.
§ 90. Les marées de syzygies seules qui, périodiquement, tous les quinze jours, descendent et montent beaucoup plus que les autres, re¬ muent plus profondément les sédiments déposés dans la mer et sur le rivage. Leur action doit encore apporter une certaine différence dans la nature et l’épaisseur des couches, de manière à les diviser par lits plus puissants ou plus minces, mais également distants les uns des autres.
§ 91. Les changements de vent ont encore une puissante action sur les dépôts sédimentaires, lors même qu’il fait beau temps. En 1846, les vents de l’est, du sud-est et du nord-est ont eu une plus longue durée que d’habitude. Le littoral de La Rochelle, qui en était abrité et se trouvait alors plus tranquille, a été couvert partout, sur les galets de la côte, sur les sables et même sur tous les parcs à huîtres des communes
CHAP. 111. — PERTURBATIONS NATURELLES.
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de Nieul, de Marsilly, etc., d'une épaisse couche de sédiments vaseux. Ces dépôts sont restés tout l'été et n’ont été enlevés qu’au mois d'octohre, lorsque les premiers coups de vent du sud-ouest sont venus laver la côte. Comme la houle suit la direction des vents, on conçoit combien elle doit remuer le sable et le transporter tantôt d'un côté, tantôt de l’autre. Si nous avons vu des vases se répandre partout sur les galets, sur les sables des côtes de la Charente-Inférieure, nous avons vu aussi, bien souvent, sur les mêmes côtes et partout ailleurs, une couche de sable recouvrir de la vase. O11 la reconnaissait facilement à ce qu’on en¬ fonçait quand on voulait y marcher. Il n’est pas un habitant du littoral qui ne sache que tel banc de roche est recouvert de sable, lorsque le vent vient d’une région déterminée, tandis qu’il en est libre par un vent con¬ traire Les couches argileuses de Villers, les bancs de calcaires de Luc (Cal¬ vados), de Châtelaillon (Charente-Inférieure), de Vissant (Pas-de-Calais), qui, suivant les vents, sont ou non cachées par le sable, prouvent l’in¬ fluence de cet agent sur le transport des sédiments. Les baigneurs pa¬ risiens en ont fait cette année à Trouville une expérience peu agréable, la plage, remarquable par son sable fin, ayant été dénudée par des vents d’est qui n’y ont laissé que des galets.
La côte de Valparaiso (Chili) nous a offert un exemple curieux de l’effet sous-marin des vents. Le port est formé par le cap de Coromillera , qui le garantit des vents et des courants régnant toujours dans la direc¬ tion du sud au nord. Alors, la rade de Valparaiso est tranquille ; son fond, par une assez grande profondeur, est formé de sédiments fins, et les eaux y sont pures et limpides. Lorsque, vers le mois de mars, presque tous les ans, le vent tourne à l’ouest ou au nord-ouest, le port n’est plus abrité ; la houle devient plus forte, remue le fond sur le mouillage, l’eau est char¬ gée de particules terreuses en mouvement qui ne se déposent que lorsque le retour du vent vers le sud ramène la tranquillité. Nécessairement pendant cette agitation, les coquilles et les sédiments les plus pesants restent au fond et se tassent ; les autres molécules en mouvement ne se déposent que lorsque la période de repos recommence, se séparant alors en raison