Stratotype du Lutétien

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Le Lutétien (de Lutetia = Paris), dont le stratotype (la couche de référence) se situe en région parisienne, est un étage de l’échelle stratigraphique internationale reconnu et mondialement renommé. Il représente une tranche de temps de l’Eocène moyen entre 48,5 et 40,5 millions d’années environ avant notre ère. Les fossiles qu’on y trouve, les monuments fabriqués à partir des roches datant de cette époque et les personnages qui s’y sont intéressés justifient cette célébrité.

Bien documenté, richement illustré, agréable à parcourir, cet ouvrage contitue une véritable synthèse des connaissances acquises sur le Lutétien à l’aube du XXIe siècle, utile tant au profane, qu’à l’amateur, l’étudiant ou le professionnel.


Publié le : jeudi 27 novembre 2008
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Licence : Tous droits réservés
EAN13 : 9782366621082
Nombre de pages : 288
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Dépôt légal : novembre 2008
Impression : LITOSPLAI S.A. - Espagne (Catalogne)Rédacteurs en chef : Patrick De Wever et Annie Cornée
Secrétaire de rédaction : Gwénaëlle Chavassieu / Publications scientifiques du
Muséum
Suivi éditorial et partenariats : Olivier Larrey / Biotope
Réalisation : BIOTOPE
www.biotope.fr - Tél. : 04 67 18 46 20
Conception graphique : Michel Geniez et Nicolas Sourgens
Traitement des images : Frédéric Pruneau et Germain Tavan
ISBN BIOTOPE : 978-2-914817-29-5
ISBN MNHN : 978-2-85653-619-3
ISBN BRGM : 978-2-7159-2455-0
© Publications scientifiques du Muséum, BRGM éditions, Paris ; Biotope, Mèze
Cet ouvrage doit être référencé comme suit :
MERLE D. (coord.) 2008. - Stratotype Lutétien. Muséum national d’Histoire naturelle,
BRGM,
Paris ; Biotope, Mèze, 288 p.
PHOTOCOPIES :
Les Publications scientifiques du Muséum adhèrent au Centre français d’Exploitation
du Droit de Copie (CFC), 20, rue des Grands Augustins, 75006 Paris. Le CFC est
membre de l’International Federation of Reproduction Rights Organisations (IFRRO).
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USA, contact the Copyright Clearance Center, 27 Congress street, Salem,
Massachusetts, 01970.des matières
Table
LIVRE
Remerciements
Préface Patrick De Wever
Introduction Didier Merle
De l’échelle des temps géologiques au stratotype Patrick De Wever, Annie
Cornée
L’origine du nom, sa situation dans l’échelle des temps géologiques et les limites
de l’étage Patrick De Wever, Annie Cornée
UN PEU D’HISTOIRE
Les grands auteurs de la paléontologie du Lutétien Didier Merle
Quelques biographies Didier Merle, Patrick De Wever, Jean-Pierre Gély
LE CONTEXTE GÉOLOGIQUE
Le cadre géographique et géologique Patrick De Wever, Annie Cornée
Les sites stratotypiques Didier Merle
Les sites remarquables Didier Merle, Philippe Courville
La stratigraphie et la paléogéographie du Lutétien en France Jean-Pierre Gély
La paléogéographie du monde et du bassin méditerranéen au Lutétien Patrick
De Wever, Annie Cornée
LE CONTENU PALÉONTOLOGIQUE
Les collections associées Didier Merle
Les bases de données Web sur les colle Didier Merle
Une sélection de planches de fossiles caractéristiques Didier Merle
L’inventaire du contenu paléontologique Didier Merle
Le Lutétien du bassin de Paris : un exemple de point-chaud de la
paléobiodiversité Didier Merle
Les motifs colorés résiduels des coquilles lutétiennes du bassin de Paris Didier
Merle, Jean-Michel Pacaud, Aurélie Kriloff, Philippe Loubry
LE LUTÉTIEN ET L’HOMME
L’histoire de l’exploitation souterraine du Calcaire grossier Jean-Pierre Gély
Le calcaire des monuments Patrick De Wever, Annie Blanc, Annie Cornée,
François Fröhlich
LE PATRIMOINE GÉOLOGIQUE
Les stratotypes et le patrimoine géologique Patrick De Wever, Annie Cornée,
Yoann Le Néchet
L’état actuel du patrimoine géologique du Lutétien Didier Merle.
ANNEXES
Sites Web et adresses de musées Didier Merle
Bibliographie
Glossaire
Les adresses des auteursLE CONTENU PALÉONTOLOGIQUE DU LUTÉTIEN DU BASSIN DE PARIS
CDROM
PRÉSENTATION DE LA LISTE Didier Merle
Règne PROTISTA
Haptophyta Dario de Franceschi
Dinophyta Edwige Masure
Foraminifera (liste non révisée) Didier Merle
Règne ANIMALIA
Porifera (liste non révisée) Didier Merle
Cnidaria Christian Chaix
Clade Deuterostomia
Echinodermata Jean Roman
Hemichordata (liste non révisée) Didier Merle
Chordata (Urochordata) (liste non révisée) Didier Merle
Chordata (Chondrichthyes et Actinopterygii) Didier Dutheil, Hervé Lapierre, Jean
Gaudant
Chordata (Reptilia) France de Lapparent, Stéphane Jouve, Jean-Claude Rage
Chordata (Mammalia) Emmanuel Gheerbrandt
Clade Protostomia
Arthropoda (Thecostraca et Malacostraca) René-Pierre Carriol
Arthropoda (Ostracoda) Claude Guernet
Brachiopoda Jean-Michel Pacaud
Bryozoa Pierre Moissette
Mollusca Jean-Michel Pacaud
Annelida (liste non révisée) Didier Merle
Règne PLANTAE
Plantae Dario de Franceschi
LISTE ET ADRESSES DES AUTEURS DU CD-ROMR e m e r c i e m e n t s
ès que la rédaction de cet ouvrage sur le Lutétien fut décidée, nous nousDsommes entourés de collaborateurs d’horizons variés qui nous ont facilité
l’obtention de documents ou d’informations indispensables pour traiter les
différents thèmes abordés et qui nous ont fourni des clichés photographiques et
des conseils. Nous avons le plaisir de faire valoir ici leurs gracieux efforts, tout en
précisant que si une personne ne se retrouve pas ici, ce ne peut être qu’un oubli
bien involontaire de notre part.
En premier lieu, nous tenons à remercier tous les conservateurs, les chargés de
conservation et les spécialistes qui ont apporté une grande quantité d’informations
sur les collections de matériel lutétien déposées dans les institutions ou les
musées et tout spécialement : Christian Chaix (Muséum national d’Histoire
naturelle, coraux), Dario De Franceschi (Muséum national d’Histoire naturelle,
paléobotanique), France de Lapparent (Muséum national d’Histoire naturelle,
reptiles fossiles), Jean Roman (Muséum national d’Histoire naturelle,
échinodermes fossiles), Jean-Michel Pacaud (Muséum national d’Histoire
naturelle, invertébrés fossiles, typothèque), Jérôme Mainguy (Muséum national
d’Histoire naturelle, géologie), Marie- Thérèse Venec-Peyré (Muséum national
d’Histoire naturelle, micropaléontologie), Monette Veran (Muséum national
d’Histoire naturelle, poissons fossiles), Claire Sagne et Pascal Tassy (Muséum
national d’Histoire naturelle, mammifères fossiles), Daniel Goujet (Muséum
national d’Histoire naturelle, collection de paléontologie), Virginie Héros (Muséum
national d’Histoire naturelle, mollusques), Philippe Maestrati (Muséum national
d’Histoire naturelle, mollusques), Pierre Lozouet (Muséum national d’Histoire
naturelle, mollusques), Jean-Pierre Malfay (Société amicale des géologues
amateurs, Paris), Gérard Brusseaux (Université de Paris VI, Paléontologie),
Isabelle Rouget (Université de Paris VI, Paléontologie), Gilles Fronteau
(Université de Reims, Champagne-Ardennes), Francis Duranthon et Pierre
Dalous (Musée de Toulouse et Université Paul Sabatier, Toulouse), Abel Prieur
(Université de Lyon 1, PEPS, Villeurbanne), Claudie Durand (Université de
Grenoble), Jérôme Thomas (Université de Bourgogne, Biogéosciences, Dijon),
Pascal Barrier (Institut polytechnique LaSalle Beauvais, Beauvais), Daniel
Raynaud (Institut polytechnique LaSalle Beauvais, Beauvais), Cécile Vareon
(Musée municipal de Saint-Dizier), Jean-Jacques Cleyet-Merle (Musée national
de Préhistoire, Les Eyzies-de-Tayac) et Danielle Decrouez (Muséum d’Histoire
naturelle de Genève).
En second lieu, de nombreux clichés photographiques ont aussi été mis à notre
disposition. Nous tenons ainsi à exprimer notre gratitude à : Hervé Paitier et
Romain Pigeaud (INRAP), Michel Petzold, Franck Lartaud (Université de Paris
VI), Philippe Viette (In Situ), Lise Leroux (Laboratoire des Recherches des
Monuments Historiques), Francis Duranthon (Muséum de Toulouse), Abel Prieur
(Université de Lyon 1), Jérôme Thomas (Université de Bourgogne), Cécile Vareon
(Musée municipale de Saint-Dizier), Claude Guernet (Université de Paris VI),
Edwige Masure (Université de Paris VI), Didier Dutheil (Muséum national
d’Histoire naturelle), France de Lapparent (Muséum national d’Histoire naturelle),
Monette Veran (Muséum national d’Histoire naturelle) Hervé Lapierre, Marc
Fouchard, Stefano Dominici (Museo di Storia Naturale, Florence, Italie), le Musée
archéologique départemental du Val d’Oise, le service photothèque et audiovisueldu Muséum et la Bibliothèque centrale du Muséum. Dario De Franceschi
(Muséum national d’Histoire naturelle) nous a sélectionnés des végétaux
caractéris- tiques du Lutétien stratotypique pour les prises de vue. Les prises de
vue de fossiles ont été effectuées par Philippe Loubry (Muséum national
d’Histoire naturelle) et Christian Lemzaouda (Muséum national d’Histoire
naturelle), et Évelyne Cambreleng (Muséum national d’Histoire naturelle) a réalisé
de nombreuses figures.
Nous sommes aussi reconnaissants envers Marie-Thérèse Venec Peyré
(Muséum national d’Histoire naturelle) pour l’accès à la bibliothèque de
Micropaléontologie du Département Histoire de la Terre, à Pierre Lozouet pour
l’accès aux manuscrits anciens de la bibliothèque de Malacologie du Muséum,
ainsi qu’à M. et Mme Legrand-Latour pour l’accès au site de Fleury- la-Rivière.
Au cours de la réaction de certains articles, plusieurs spécialistes nous ont
gratifiés de commentaires avisés ou d’informations. Ainsi, Karoly Sztrakos (Institut
royal des Sciences naturelles de Belgique, Bruxelles) a apporté son aide
précieuse à la synthèse sur l’évolution stratigraphique et paléogéographique du
bassin de Paris et de la France au Lutétien. Jean-Paul Baut a relu la liste des
Chondrichthyens. Steve Tracey (Natural History Museum, London) a prodigué
ses conseils sur la systématique de certains gastéropodes et Jean-Michel Pacaud
a fait part de ses connaissances sur la faune danienne. Qu’ils soient vivement
remerciés ici.
Yoann Le Néchet a réalisé un important travail de médiation scientifique en
réalisant l’ensemble des textes. Nous tenons à lui exprimer notre profonde
gratitude.
Plusieurs articles de paléontologie sont une contribution au projet « Atelier de
terrain : biodiversité du gisement de la falunière de Grignon » (plan
pluriformations « État et structure phylogénétique de la biodiversité actuelle et
fossile », directeur Philippe Janvier). La réalisation de livre, a pu être entreprise
grâce à un soutien du ministère de la Recherche, dans le cadre d’un plan
pluriformations intitulé « Patrimoine géologique national ou la mémoire de la
géodiversité », directeur Patrick De Wever.
Enfin, l’ensemble de l’ouvrage a bénéficié de l’analyse de Francis Duranthon
(Muséum de Toulouse) et de judicieux conseils de Philippe Bouchet (Muséum
national d’Histoire naturelle). Nous leur exprimons toute notre gratitude.P r é f a c e
e développement durable est souvent évoqué dans lesL discours sur le patrimoine naturel, il importe alors de savoir
ce que cela signifie en terme de temporalité : ainsi, dans le
domaine de la géologie, le temps du géologue est le plus long de
toutes les disciplines étudiant les phénomènes terrestres. Par
ailleurs, lorsque ce vocable est utilisé pour évoquer la nature, il
convient de ne pas oublier que le monde minéral et celui du
vivant sont intimement liés : ainsi le taux du gaz carbonique
(CO ) terrestre, indispensable à la vie, est étroitement associé2
au volcanisme, que ce soit lors des éruptions, par émissions de
gaz, ou après, l’altération des basaltes consommant du gaz
carbonique. En un mot, les objets et événements géologiques ne
sont pas la partie inanimée de la nature : ils en font partie
intégrante puisqu’ils sont en interaction permanente avec
l’écosystème, à toutes les échelles de temps et d’espace.
La géologie est souvent ressentie comme une discipline austère
et elle l’est pour deux raisons. La première c’est qu’on ne voit pas la Terre bouger
à l’échelle humaine. Elle apparaît donc inerte alors que les continents s’écartent
ou se rapprochent à la même vitesse que poussent nos ongles ou nos cheveux !
La seconde raison, conséquence probable de la première, réside dans le fait que
l’on ne sait généralement pas la lire. Le « Livre de la Terre » peut donc apparaître
austère comme une page de livre semble grise à un analphabète.
Pourtant, notre pays est doté d’un patrimoine géologique d’une grande richesse et
d’une diversité remarquable (géodiversité) ; ce patrimoine mérite d’être connu et
conservé. Parmi les sites géologiques, qui doivent être préservés en priorité,
figurent ceux qui représentent des étalons internationaux. En effet, certaines
couches de terrain ont permis de découper l’échelle des temps géologiques en
intervalles reconnus à l’échelle internationale. De telles références, appelées
stratotypes, appartiennent au patrimoine géologique mondial. Leur importance est
d’autant plus grande que la France est le berceau de la géologie historique.
Pourtant, seul un petit nombre de ces étalons est aujourd’hui protégé, sans doute
par mécon- naissance.
Pour que le public puisse se réapproprier son patrimoine, encore faut-il qu’il le
connaisse. Ce constat nous a amené à proposer une collection destinée au grand
public, pour lui permettre de découvrir les richesses de son pays, lui instiller le
goût de les sauvegarder, voire de les valo- riser. Cette action a pu être entreprise
grâce à un soutien du ministère de la Recherche, dans le cadre d’un « plan
pluriformations », relayé par une volonté du Muséum national d’Histoire naturelle
d’afficher son intérêt pour le patrimoine naturel. Ce livre est le premier d’une
collection qui devrait en compter une quarantaine.
La tâche est certes ambitieuse, aussi nécessite-t-elle le concours de divers
acteurs professionnels ou amateurs. Chaque ouvrage est placé sous la
responsabilité d’un auteur, qui choisit les intervenants et coordonne leur travail,
mené avec un engagement de militant. Leur récompense sera de savoir qu’ils ont
contribué à ce que la géologie soit considérée comme une discipline de la natureaussi passionnante que les autres. L’émerveillement devant un paysage,
comparable à un tableau en trois dimensions, se révèle d’autant plus fort que la
géologie nous indique qu’il a mis plusieurs milliards d’années pour devenir ce qu’il
est, et qu’il est toujours animé car en perpétuel changement. Mieux connaître la
géologie, c’est mieux connaître la nature, notre environnement et donc mieux
participer aux débats actuels de notre société. En outre, c’est aussi mieux
comprendre ce que l’on voit, c’est-à-dire en jouir avec plus de force.
Patrick De WeverI n t r o d u c t i o n
vec l’île-de-France pour région stratotypique, le Lutétien est non seulementA un étage internationalement reconnu, mais aussi un étage mondialement
renommé. Les objets qu’on y trouve (les fossiles), ceux qui ont été fabriqués par
l’homme, à partir des roches datant de cette époque (les monuments) et les
personnages qui s’y sont intéressés justifient cette célébrité. En d’autres termes,
le campanile géant, un des plus gros gastéropodes que la Terre ait porté, les
pierres de construction de la cathédrale Notre-Dame de Paris et Messieurs
JeanBaptiste Lamarck et Georges Cuvier sont ici tous réunis pour promouvoir les
splendeurs et l’intérêt de l’étage Lutétien en région parisienne. Ce livre traite donc
d’un patrimoine géologique fabuleusement riche dont on ne peut développer tous
les aspects. Le souci majeur étant d’exposer l’ensemble des facettes associées à
la richesse patrimoniale du Lutétien, plutôt que d’en faire une présentation
exhaustive, des choix ont donc été effectués.
Le plan se veut simple. Après des rappels sur les notions d’échelle stratigraphique
et de stratotypes*, sur la position du Lutétien dans cette échelle, l’ouvrage
continue par un chapitre « Histoire », cet étage étant spécialement chargé d’un
long passé scientifique. Il est consacré aux grands auteurs de la paléontologie du
Lutétien. De courtes biographies sur ces personnages importants accompagnent
cette partie historique et replacent les avancées scientifiques dans leur contexte
culturel.
Le chapitre suivant a trait au « Contexte géologique ». Il commence à l’échelle
locale par la présentation des deux coupes types, servant de néostratotypes*, et
de quatre sites remarquables par leur contenu paléontologique. Ces sites
stratotypiques ou remarquables permettent de donner le cadre général de la
physionomie de la région au Lutétien, il y a environ 45 millions d’années. La partie
consacrée à l’évolution paléogéographique illustre, de manière détaillée, le bassin
de Paris, du début à la fin de l’étage. Le champ de vision s’élargit
progressivement, avec des cartes illustrant la paléogéographie de la France, de
l’Europe méridionale, et enfin du monde.
Le chapitre sur le « Contenu paléontologique » débute par l’inventaire du matériel
du Lutétien du bassin de Paris, déposé dans les collections des institutions ou
des musées. C’est, en effet, sur cette base que le discours sur la
paléobiodiversité est fondé. Il débouche sur une liste aussi réactualisée que
possible de la faune et de la flore, soit environ 3 000 espèces*. Cette liste,intéressant surtout les scientifiques et les passionnés, est présentée en annexe
sur un CD-Rom. Deux articles exposent ensuite des aspects particuliers des
peuplements du Lutétien. Le premier montre que le Lutétien du bassin de Paris,
avec un pic de richesse des plus élevés pour le Cénozoïque (env. 1 900 espèces
de mollusques), correspond à un exceptionnel « pointchaud » de la
paléobiodiversité marine. Quant au second article, il illustre la mise en évidence
des motifs de colorations chez 75 espèces de mollusques fossiles, seulement
visibles à la faveur d’un éclairage sous rayonnement UV. Ce chapitre est aussi
agrémenté de 17 planches, représentant des fossiles caractéristiques de l’étage,
allant des formes les plus petites (micro- organismes) aux plus grosses
(mammifères et végétaux).
Le « Lutétien et l’homme » constitue l’incontournable chapitre dédié à
l’exploitation de la pierre. La mer lutétienne a, en effet, déposé d’épaisses
couches d’un calcaire très prisé pour la construction. Son extraction a commencé
à Paris depuis l’Antiquité. Un premier article a trait aux carrières souterraines de
Paris, un aspect pittoresque et méconnu de cette ville. L’article suivant,
indissociable du précédent, est spécialement consacré à l’utilisation de cette
roche pour l’édification des monuments.
Le dernier chapitre traite du « Patrimoine géologique ». Un article en donne
d’abord une vision générale (définition, protection, conservation…), tant à
l’échelle nationale qu’internationale. Enfin, un bilan souligne la fragilité actuelle du
patrimoine du Lutétien. Depuis un demi siècle, il subit une forte pression due à
l’urbanisation de la grande couronne et aux pillages. Fait paradoxal de cette
fragilité, aucun site n’est réellement protégé. Ce patrimoine est donc extrêmement
menacé et risque de disparaître définitivement si des mesures de protection ne
sont pas prises rapidement.De l’échelle des temps géologiques
au stratotype
L’échelle stratigraphique
La Terre, telle qu’elle est aujourd’hui, représente la dernière image d’un film que
le géologue cherche à reconstituer. Pour cela, il utilise des données
essentiellement fragmentaires, d’autant plus incomplètes qu’elles sont anciennes.
La stratigraphie, signifiant étymologiquement la description des couches de
terrain, encore appelées strates*, est la première des sciences géologiques
historiques. Elle étudie l’agencement, dans le temps et l’espace, des terrains et
des événements enregistrés, afin d’aboutir à une reconstitution de l’histoire de la
Terre. Cette discipline est donc fondamentalement confrontée à la notion de
temps qui est généralement représentée par une échelle : l’échelle
stratigraphique.
La notion du temps en sciences de la Terre
Dans le domaine des sciences de la Terre, le temps n’est pas directement
accessible puisque c’est un temps passé. Il peut néanmoins être appréhendé au
travers de traces (structures ou restes d’organismes, par exemple) qui l’ont
« fossilisé ». La plupart de ces traces n’ont pas de signification temporelle en
elles-mêmes, mais elles peuvent en acquérir grâce à leur position par rapport à
d’autres. Au-delà de la trace conservée, l’objet fossilisé correspond à un
événement (remontée du niveau marin, par exemple), c’est-à-dire au déroulement d’un
processus qui a eu lieu à un certain moment (aspect chronologique) et avec une
certaine durée. Il convient donc d’essayer d’atteindre le temps à travers un
ensemble quadridimensionnel, ayant une forme structurée dans l’espace (x, y, et
z) et une histoire, la quatrième dimension étant celle du temps (t). Cet ensemble
est, en général, représenté par des couches de terrains, avec toutes les données
qu’elles renferment (géométriques, chimiques, biologiques…).
Pour aborder le temps en stratigraphie, il convient de considérer trois concepts
fondamentaux : le synchronisme, la succession et la durée. Dans le temps
géologique écoulé, il importe de déterminer si deux événements sont synchrones.
Pour cela, le géologue fait appel à la corréla- tion stratigraphique, qui consiste à
comparer les couches entre elles et à y établir des liens. On peut aller plus loin en
ordonnant les différents événements, afin de constituer une succession
chronologique : c’est l’échelle stratigraphique. Un aspect quantitatif s’ajoute à
cette notion, celui de la durée : elle ne peut être appréciée que si une évaluation
est possible, par exemple à par- tir de plusieurs événements. La connaissance de
la durée est indispensable pour une appro- che phénoménologique de la géologie
telle que la transformation de roches, la formation de plis ou de
chevauchements*, les transformations successives d’espèces*, etc.
Pendant longtemps, deux approches du temps, presque opposées, ont prévalu.
L’une tendait à sous-évaluer les durées, impliquant alors des phénomènes
catastrophiques. L’autre introduisait une sorte de mythique « facteur temps », qui
était censé résoudre tous les problèmes. Ce n’est qu’avec la radiochronologie*,
développée dans les années cinquante, que la notion de durée a pu être évaluée
et les âges chiffrés.La représentation du temps
La notion d’histoire de la Terre, c’est-à-dire d’enchaînements linéaires, apparaît
e vers la fin du XVIII siècle, après que G. Cuvier eut montré que les fossiles
étaient des organismes disparus qui s’étaient succédé et que les différents
e niveaux du sous-sol étaient « corrélables ». Plus tard, au XIX siècle, A.
d’Orbigny propose de retenir les associations* de fossiles comme moyen de
corréler et de superposer des couches de terrain dans un certain ordre. Ces
ensembles de couches représentent des tranches de temps et peuvent donc
servir d’étalon* (baptisées ulté- rieurement stratotypes*, parce que typiques de
certaines strates*), à une échelle qui peut être celle du globe.
Dès qu’une conception historique des transformations de la Terre a vraiment pris
corps, un modèle concret de représentation du temps devient nécessaire. Fondé
sur une succession chronologique déduite de l’observation, il est constitué par
une suite d’unités stratigraphiques : les étages, qui se regroupent en séries, puis
en systèmes pour former des ères. Par exemple, le Lutétien est un étage de
l’Éocène (la série), l’Éocène appartenant au Paléogène (le système) qui,
luimême, constitue une partie du Cénozoïque (l’ère).
Chaque unité stratigraphique (ère, système, série ou étage) est définie par un
certain nombre de caractères (paléontologiques, pétrographiques…), qui
permettent de l’identifier ailleurs que dans son lieu de définition initiale. L’échelle
stratigraphique n’est qu’une construction intellec- tuelle, une convention qui
exprime le temps d’une manière artificielle. La convention s’exprime aussi en
termes de couleurs : c’est ainsi par exemple que le Jurassique est habituellement
représenté en bleu, le Crétacé en vert, le Paléogène en orange, le Néogène en
jaune sur tou- tes les échelles stratigraphiques du monde, de même que sur
toutes les cartes géologiques, ces dernières étant fondées sur les âges plus que
sur les types de terrain. Et comme ce sont les fossiles qui ont servi à établir la
première échelle stratigraphique, les subdivisions de celle- ci correspondent à des
grandes modifications de la biodiversité : la plus grande crise du monde vivant,
qui se déroula il y a 250 millions d’années, correspond précisément à la limite
entre l’ère paléozoïque et l’ère mésozoïque. Une autre des crises majeures
sépare l’ère mésozoïque de l’ère cénozoïque, il y a 65 millions d’années. Les
étages sont généralement les unités fonda- mentales de la stratigraphie. Ils sont
décrits sur le terrain en un lieu donné et précis, c’est pour- quoi ils portent souvent
le nom de la région, ou de la localité, où ils ont été définis : le Lutétien a été défini
dans les environs de Paris, l’Aptien à Apt, le Givétien à Givet, etc. (Tab. 1).
Étages Origine Auteurs
(Pays de Penthièvre, baie de
SaintPENTEVRIEN Cogné, 1959
Brieuc)
(Brioveria, ancien nom celte de
SaintBRIOVERIEN Barrois, 1899
Lô, Manche)
GIVÉTIEN (Givet, Ardennes) Gosselet, 1879
STRUNlEN (Etroeungt, Nord) Barrois, 1913
Munier-Chalmas et de
STEPHANIEN (St-Etienne, Loire)
Lapparent, 1893
AUTUNIEN (Autun, Saône-et-Loire) Bergeron, 1889HETTANGlEN (Hettange-Grande, Moselle) Renevier, 1864
SINEMURIEN (Semur-en-Auxois, Côte-d’Or) d’Orbigny, 1849-1850
(Lorraine ; de Lotharingie, province
LOTHARINGIEN Haug, 1910
mérovingienne)
TOARCIEN (Thouars, Deux-Sèvres) d’Orbigny, 1849
BAJOCIEN (Bayeux, Calvados) d’Orbigny, 1849
VESULIEN (Vesoul, Haute-Saône) Marcou, 1848
(des Séquannes, tribu gauloise de
SÉQUANIEN Marcou, 1848
sources de la Seine)
CRUSSOLIEN (Crussol, Ardèche) Rollier, 1909
ARDESCIEN (Ardèche [Ardesca] ) Toucas, 1890
BERRIASIEN (Berrias, Ardèche) Coquand, 1871
BARRÉMIEN (Barrême, Alpes-de-Haute-Provence) Coquand, 1862,
APTIEN (Apt, Vaucluse) d’Orbigny, 1840
BÉDOULIEN (Bédoule, Bouches-du-Rhône) Toucas, 1888
GARGASIEN (Gargas, Vaucluse) Kilian W., 1887
CLANSAYÉSIEN (Clansayes, Drôme) Breitstoffer, 1947
ALBIEN (de Alba , rivière l’Aube, Aube) d’Orbigny, 1842
(Cenomanum,[n.lat. de Le Mans],
CÉNOMANIEN d’orbigny, 1847
Sarthe)
TURONIEN (Tours, Indre-et-Loire) d’Orbigny, 1842
(Sens, Yonne ; de la tribu gauloise
SENONIEN d’Orbigny, 1842
des Sénones)
CONIACIEN (Cognac, Charente) Coquand, 1857
SANTONIEN (Saintes, Charente-Maritime) Coquand, 1857
CAMPANIEN (pays de Champagne, Charente) Coquand, 1857
(Valdonne [lieu-dit],
Bouches-duVALDONNIEN Matheron, 1878
Rhône)
FUVÉLIEN (Fuveau, Bouches-du-Rhône) Matheron, 1878
(La Bégude [lieu-dit],
Bouches-duBÉGUDIEN Villot, 1883
Rhône)
ROGNACIEN (Rognac, Bouches-du-Rhône) Villot, 1883
VITROLLIEN (de Vitrolles, Bouches-du-Rhône) Matheron, 1878
(Garumna [n.lat. de Garonne],
HauteGARUMNIEN Leymerie, 1862
Garonne)
DANIEN De Danemark* Desor, 1846
SPARNACIEN (Sparnacum [n.lat. d’Epernay], Marne) Dollfus, 1880
CUISIEN (Cuise-la-Motte, Oise) Dollfus, 1880
LUTÉTIEN (Lutetia [n.lat. de Paris] ) de Lapparent, 1883
BIARRITZIEN (Biarritz, Pyrénées-Atlantiques) Hottinger et Schaub, 1960
AUVERSIEN (Auvers-sur-Oise, Val d’oise) Dollfus, 1880
MARINESIEN (Marines, Val d’oise) Dollfus, 1907
Munier-chalmas et de
LUDIEN (Ludes, Marne)
Lapparent, 1893
Munier-chalmas et de
SANNOISIEN (Sannois, Val d’Oise)
Lapparent, 1893(Stampae [n. lat. d’Étampes],
STAMPIEN D’Orbigny, 1852
Essonne)
AQUlTANlEN (Aquitaine) Mayer-Eymar, 1858
(Burdigala [ nom romain de
BURDIGALIEN Depéret, 1892
Bordeaux], Aquitaine)
(Condate Redonum – n. Lat. de
REDONIEN Dollfus, 1906
Rennes-, Ille-et-Vilaine)
Tableau 1 - Les stratotypes français, leur origine et leurs auteurs.
D’autres termes ont parfois été utilisés par les auteurs dans les études
géologiques, mais ils n’avaient qu’une signification très locale ou sont
aujourd’hui complètement abandonnés. C’est le cas, par exemple, de
termes tels que Suessonien (d’Orbigny, 1852), Parisien (d’Orbigny,
1852), Rauracien (Greppin, 1867)…
* L’étage Danien a été défini au Danemark, mais les sites de Vigny
(Val d’Oise) et de Laversines (Oise) ont aussi été désignés comme
costratotypes (Desor, 1846).
Divers types d’événements sont utilisables pour fonder une échelle
stratigraphique, les différentes branches de la géologie sont alors susceptibles de
construire leur propre échelle de façon indépendante (tectonique,
biostratigraphique, magnétique, climatique…) ou, au contraire, unir leurs efforts
pour élaborer des échelles dites intégrées. Ces dernières sont très recherchées,
car elles sont potentiellement plus puissantes. Les indicateurs, permettant la
construction de l’échelle, ne doivent pas être équivoques. Par exemple, le
stratigraphe recher- chera des fossiles ayant une évolution continue (pour éviter
les lacunes*) et irréversible (pour qu’un état morphologique ne puisse pas se
retrouver à plusieurs époques).
Si les principes de l’échelle stratigraphique sont relativement simples, il n’y a pas
d’approche facile et unique. Ce n’est pas sans raison que la commission de
stratigraphie est l’une des plus importantes de l’Union internationale des sciences
géologiques (IUGS).
La stratigraphie : le livre de l’histoire de la Terre
Les roches sédimentaires sont issues de la transformation de matériaux meubles
qui se sont déposés à la surface de la Terre. La Terre a 4,6 milliards d’années et
les plus anciennes roches sédimentaires connues ont près de 4 milliards
d’années. Ces roches représentent les archives les plus complètes de l’histoire
de la planète. Les roches sédimentaires racontent non seule- ment l’histoire de la
Terre (érosion des continents, évolution des climats passés, variations du niveau
de la mer, changements de la chimie des océans…), mais aussi l’histoire de la
Vie. Cette histoire est donc un puzzle en quatre dimensions, dont chaque pièce
raconte un épisode, à un endroit donné. Comme les sédiments se déposent
majoritairement sous l’eau, l’histoire des zones émergées (les continents) est très
lacunaire. Le plus vieil océan qui existe actuelle- ment étant daté de seulement
180 millions d’années, on peut aussi se demander comment sont enregistrés les
3,8 milliards d’années antérieurs. C’est que la tectonique des plaques n’arrête
pas de mélanger les roches issues d’océans disparus. Par ailleurs, la mer a
recouvert les continents à maintes reprises (phénomène de transgression*
marine) et a déposé des sédiments susceptibles d’être préservés.La surface de la Terre se modifiant sans cesse, seules ses parties subissant un
enfoncement sur plusieurs millions d’années permettent l’accumulation de
sédiments capables d’archiver son his- toire. On les appelle des bassins
sédimentaires. Certains bassins sédimentaires, au terme de leur comblement,
sont soulevés et leurs archives risquent alors d’être effacées par l’érosion. C’est
finalement une chance extraordinaire que, en mettant bout à bout tous les
lambeaux préservés du temps stratigraphique, une image de près de 4 milliards
d’années puisse être reconstituée.
L’apparition de la vie a accéléré la formation de roches sédimentaires, en
particulier celle des carbonates* qui résultent bien souvent de l’activité biologique.
Partout où la mer se trouvait, l’archive sédimentaire se constituait. En outre,
l’évolution des êtres vivants a permis la diversifi- cation des couches, diversité
reflétant les conditions d’état de la surface terrestre (température, chimisme…) et
signant le temps. Ceci s’accéléra (une véritable explosion !) à partir des temps
phanérozoïques (de phaneros : visible et zôon : animal) qui débutent il y a 540
millions d’années. Toute cette histoire est racontée par la stratigraphie.
L’une des premières difficultés à surmonter vient de ce que la chronologie des
différents phé- nomènes qui ont pu être enregistrés s’exprime à une échelle de
temps qui est généralement peu familière à l’homme. Pour y arriver, il faut
procéder par étapes successives : • reconnaître les roches constituant les
couches géologiques ;
• établir l’âge relatif des couches qui se rencontrent dans une même région ;
• établir d’une façon rationnelle les coupures de divers ordres de grandeur dans
l’ensemble des couches géologiques ;
• établir le synchronisme des couches, c’est-à-dire déterminer quelles sont celles
de même âge géologique ;
• établir les âges absolus, c’est-à-dire mettre des chiffres sur les coupures.
Les premières approches
Les premiers géologues à proposer une subdivision étaient des praticiens
intéressés par l’exploitation industrielle du terrain, généralement issus des écoles
des Mines. Ils ont retenu en priorité les caractères pétrographiques (de petra,
pierre en latin) des roches sédimentaires et beaucoup d’anciennes dénominations
témoignent de ce rôle essentiel de leur nature pétrogra- phique (Houiller [de la
houille], Corallien [du corail], Crétacé [de la craie]...). Néanmoins, pour avoir une
signification temporelle, ces appellations supposent implicitement que des
couches de même composition sont du même âge. Or, nous savons, par la simple
considération des phénomènes de sédimentation actuelle, que la réciproque de
ce postulat est continuellement mise en défaut. En 1793, A. Lavoisier [116]
opposait déjà « les bancs littoraux* formés à la côte, aux bancs pélagiens* formés
en pleine mer à une grande profondeur » (Fig.1), contemporains mais de nature
et de composition différente. Ceci correspond à la notion de passage latéral de
faciès*, phénomène fréquemment observé sur le terrain. C. Prévost [155]
proposa, en 1838, les premiers diagrammes chronostratigraphiques, avec
l’illustration, devenue célèbre, de l’équi- valence géologique entre les « formations
marines » de la partie septentrionale du bassin de Paris et les « formations d’eau
douce » qui leur correspondent plus au sud (Fig. 2).Figure 1 - Schéma de Lavoisier de 1789. Publié en 1793, il s’intitule
« Destruction des falaises de craie sur les bords de la mer, permettant
d’expli- quer la formation des bancs littoraux et pélagiens. » [116].
Figure 2 - « Coupe théorique des terrains parisiens » de Prévost [155].
e Cette figure du milieu du XIX siècle fait ressortir les variations
latérales, qui avaient été observées dans les formations des terrains
tertiaires du bassin de Paris.
Aujourd’hui, la preuve habituelle du synchronisme des couches géologiques,
surtout lorsqu’il s’agit de formations rencontrées à de grandes distances les unes
des autres, est la présence de fossiles communs à ces divers dépôts ou de
fossiles dont l’équivalence chronologique a été démontrée en un lieu donné
(biostratigraphie*). Par exemple, un grand foraminifère, Nummulites laevigatus
(voir chapitre « Le contenu paléontologique » Pl. 5.1) se trouve à la fois en
France, en Iran, dans le nord de l’Afrique et en Indonésie dans les couches du
Lutétien inférieur [22].
Établir l’âge relatif des couches superposées est a priori l’étape la plus aisée, par
la simple applica- tion du principe de superposition : une couche géologique est
plus récente que celle située en dessous d’elle. Mais, évidemment, ce principe
n’est applicable qu’à la condition essentielle que la superposition originelle soit
vérifiée, vérification parfois fort délicate dans les régions très déformées.
L’avènement des stratotypes
Les stratigraphes européens se sont attachés initialement à décrire des histoireslocales, illus- trées par des successions verticales de roches sédimentaires.
Parmi eux, W. Smith (1769-1839) est considéré comme le fondateur de la
stratigraphie. Il voit, en effet, dans la succession des dépôts sédimentaires, une
figuration de l’écoulement du temps et il reconnaît leur continuité dans l’espace. Il
recourt aux fossiles pour distinguer des couches semblables entre elles, en
apparence [161]. S’inspirant de cette démarche, F.-A. von Quenstedt [156] et L.
von Buch subdivisent les roches du Jura souabe en trois parties :
Figure 3 - Extrait de la « Coupe théorique des divers terrains, roches
et minéraux qui entrent dans la composition du sol du bassin de
Paris », par Cuvier & Brongniart [46]. Cette coupe théorique, aux
couleurs qui se veulent très naturalistes, décrit les strates* du bassin
de Paris, de la fin de l’ère secondaire (Crétacé) à l’ère quaternaire,
selon leur succession et leur épaisseur. On distingue, en fines
incrustations, les fossiles rencontrés dans chaque couche, notamment
la couche amygdaloïde avec des restes de vertébrés.Figure 4 - Liste des 27 étages publiés par d’Orbigny pour l’échelle des
temps géologiques, du Primaire à l’Actuel [142].
• un « groupe inférieur » ou « Jura noir » (Lias), formé de marnes et de calcaires
argi- leux de couleur sombre ;
• un « groupe moyen » ou « Jura brun », rassemblant des terrains comprenant
des assises ferrugineuses ;
• un « groupe supérieur » ou « Jura blanc », composé de calcaires clairs.
De même, trois étages super- posés de sables sont très tôt distingués dans les
environs de Paris : sables inférieurs, moyens et supérieurs, sépa- rés par des
formations argi- leuses ou calcaires. Cette stratigraphie, établie sur les faciès
sédimentaires, ou lithostratigraphie (de lithos, pierre en grec), constitue tou- jours
un fondement de la géologie sédimentaire des- criptive. Elle est à la base des
levers de coupes sur le ter- rain, de leur représentation sous forme de colonnes
stra- tigraphiques (Fig. 3) et des cartes géologiques.
L’établissement des divisions géologiques de divers ordres est l’un des problèmes
fondamentaux de la géologie. Si un large accord a été facilement acquis sur les
subdivisions en grands groupes (ères, périodes ou systèmes), il n’en est pas de
même des subdivisions d’ordre inférieur, en particulier les étages. Cette notion,introduite en 1842 par A. d’Orbigny [141], répondait au souci majeur de donner à
ces subdivisions une valeur générale. Jusque-là, en effet, les dénominations
étaient généralement basées sur des critères essentiellement
« pétrographiques », qui n’avaient sou- vent qu’une signification locale. A.
d’Orbigny définit les étages en fonction des espèces contenues : « un étage, pour
nous, est une époque en tout identique à l’époque actuelle. C’est un état de repos
de la nature passée, pendant lequel il existait, comme dans la nature actuelle, des
conti- nents et des mers, des plantes et des animaux terrestres, des plantes et
des animaux marins ; et, dans les mers, des animaux pélagiens et des animaux
côtiers à toutes les zones de profondeur. Pour qu’un étage soit complet, il doit
montrer un ensemble d’êtres terrestres ou marins, qui puisse représenter une
époque toute entière, analogue au développement que nous voyons
actuellement sur la terre. […] Successivement, vingt-sept fois des créations distinctes
sont venues repeu- pler toute la terre de ses plantes et de ses animaux, à la suite
de chaque perturbation géologique qui avait tout détruit dans la nature vivante »
[142]. Les étages sont donc séparés par des discon- tinuités* que A. d’Orbigny
définissait ainsi : « La ligne de séparation entre deux étages est, disons- nous,
marquée par une discordance* de stratification dans les couches, par des
dénudations, par le polissage, l’usure de la superficie de l’étage le plus ancien des
deux, par des dépôts ferrugineux, par des lits de galets, par des inégalités
extérieures du sol, enfin par la différence de couleur et de composition
minéralogique des roches qui se succèdent » [142]. A. d’Orbigny fut le premier à
décrire en détail le contenu de 27 étages, à travers leur expression remarquable
dans certaines localités. La plupart des noms de ces 27 étages (Fig. 4) ont une
origine géographique, soit une ville, soit une région, ou encore un département.
La notion de stratotype était introduite, et même si A. d’Orbigny ne l’avait pas
baptisée comme telle, elle est contenue dans la définition de ses éta- ges. Citons
l’exemple du Cénomanien : « … la ville du Mans (Cenomanum) étant fondée
immé- diatement sur le type le mieux caractérisé et le plus complet de l’étage qui
nous occupe, sans qu’on puisse le confondre avec les autres » [141].
Historiquement, l’Europe occidentale (dont la France) a été au départ de
l’élaboration, progres- sive et tâtonnante, de nos échelles stratigraphiques. La
nomenclature en porte la marque : Stéphanien, Autunien, Hettangien, Aptien,
Lutétien… (Tab. 1, Fig. 4) pour les stratotypes fran- çais ; Bathonien de Bath
(Angleterre), Westphalien de Westphalie (Allemagne), Yprésien (Belgique),
Valanginien (Suisse)… pour les stratotypes définis dans d’autres pays européens.
Ensuite, des noms américains (Pennsylvanien, Mississipien) et russes
(Sakmarien, Artinskien) sont apparus. Actuellement, l’Europe et la France, en
particulier, semblent se désintéresser de cette discipline à la différence de la
Chine. La conséquence directe est que les noms chinois se multiplient dans
l’échelle internationale (Wuchiapingien, Changhsingien…). Nul doute que les
générations futures tireront des conclusions de cette observation.
Les stratotypes en question
Stratotype d’unité
Selon le « Guide stratigraphique international » de l’Union internationale des
sciences géologi- ques, le stratotype d’une unité stratigraphique, par exemple un
étage, est une « coupe-type » qui sert d’étalon pour la définition et l’identification
de l’unité. Mais, bien souvent, il n’y a pas vraiment une coupe permanente et
stable, en particulier dans des formations meubles, ou une coupe complète (leLutétien en est un exemple remarquable et c’est pour cette raison que plu- sieurs
coupes sont présentées dans le chapitre « Le contexte géologique »). Dès
l’origine, A. d’Orbigny, en créant la notion d’étage, n’avait en vue aucune coupe
précise, mais plutôt quel- ques localités proches.
Ainsi, au sujet du Stampien, il écrivait : « … les environs d’Étampes seront le
point étalon pour la France. Nous avions pensé à le nommer étage Stampien, les
environs d’Étampes (Stampae) en montrant le plus beau type français ».
Le stratotype parfait n’existe pas. À ce...

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