Paysage de l'Arizona avec des troncs pétrifiés

 

FORETS PETRIFIEES : ARIZONA, MADAGASCAR, INDONESIE

 

Les origines

Les continents il y a 200 millions d'annéesLa vie dans les océans a deux milliards d'années, les Alpes en ont 100 millions, l'homme 4. Les arbres pétrifiés, ou silicifiés, d'Arizona ou de Madagascar datent du trias. Ils ont 225 millions d'années.

Au trias, le continent s'ouvre en deux. La partie supérieure, Laurasia, et la partie inférieure, Gondwana, se séparent autour d'un océan, Paléotéthys.

Le climat est chaud, les pôles n'existent pas.

Le Trias débute par la plus grande extinction d'espèces vivantes dans l'histoire de l'évolution et se termine par une autre grande extinction. Entre ces deux crises, le continent connaît des périodes de stabilité.

Les végétaux survivants du permien dominent encore au Trias inférieur avant de laisser leur place aux cycades et aux ginkgophytas (dont le Ginkgo biloba qui existe encore).

Cyclas revolutaCyclas revolutaAraucariaAraucariaGinko bilobaGinko biloba

Puis les plantes à graines vont dominer la flore et dans l'hémisphère Nord les conifères dont l'araucaria (Araucariaxylon arizonicum), vont se multiplier.

 

Faune et Flore du TriasDinausore

L'histoire des arbres pétrifiés commence il y a 225 millions d'années dans une immense forêt constituée principalement d'araucarias et, en moindre quantité, de schilderias, de ginko biloba et de woodworthia.

Les habitants de ces contrées sont des théropodes, dinosaures carnivores, les pro sauropodes, brouteurs de grande taille sont remplacés par les sauropodes, au cou encore plus long, des géants de 100 tonnes (le poids de 15 éléphants).

 

Les arbres pétrifiés de l'Arizona

Deux cataclysmes "salutaires"

Les arbres de cette forêt vont subir, en quelques temps, deux cataclysmes "salutaires".

C'est d'abord une inondation gigantesque qui va arracher de cette forêt des milliers d'arbres. Ils seront entraînés, par un fleuve puissant, sur 300 kms. Dans ce périple, l'écorce, les branches et les racines seront très souvent détruites. Déposés dans des lagunes ou des plaines fluviales, noyés, donc à l'abri de l'air, (environnement anaérobie) les arbres ne pourriront pas.

Le second cataclysme est une éruption volcanique qui va projeter non de la lave, mais de la cendre, les recouvrant d'un manteau allant jusqu'à une épaisseur de 800 mètres. Dissoute dans l'eau, avec d'autres sédiments, des composants minéraux, cette "soupe" va lentement pénétrer à l'intérieur des troncs.

  Arbre pétrifié : Badlands Arizona Arbre pétrifié : Badlands ArizonaArbres fossiles, Madagascar et Arizona, à l'atelierArbres fossiles, Madagascar et Arizona, à l'atelier

Selon sa porosité, ils ont pu pénétrer en plus ou moins grande quantité, à plus ou moins grande profondeur, utilisant le tissu vasculaire, formé de cellules creuses qui conduisent la sève. Chez les résineux ces vaisseaux sont des trachéides, ils sont associés à des parenchymes qui contribuent au transport des nutriments.

Les arbres fossiles ne contiennent donc plus de bois mais sont constitués de quartz micro cristallins hydratés. On parle de silicification, (calcédonisation ou opalisation). Certaines cavités ont été comblées d'agate, d'améthyste ou de citrine. Il s'agit d'une pseudomorphose.

Le gisement principal se trouve en Arizona, les Bad-Lands, les "mauvaises terres" à 1800 mètres d'altitude.

Il y a 225 millions d'années, les Montagnes Rocheuses n'existaient pas. Leur soulèvement a hissé les arbres en altitude. Les Tremblements de terre les ont brisés en "logs" de 1 mètre de long environ. En surface, les intempéries les craquellent, les eaux d'infiltration et les racines disloquent les troncs, l'air oxyde leurs couleurs. En surface, ils deviennent sable (arénisation) à plus ou moins long terme. Seuls ceux gisant en profondeur sont protégés. L'érosion (vent, pluie) a fait apparaître les arbres qui étaient enfouis, à l'époque du trias, à 800 mètres de profondeur.

Bois silicifié déformé par la pression

tronc ovaleBois silicifié déformé par la pression

 

 

C'est pour cette raison que la plupart des troncs que l'on trouve en Arizona ont une forme ovale. Ils n'ont pas été pétrifiés debout, mais allongés. Ceux dont la structure, à l'époque où ils étaient encore bois, a été affaiblie par un début de pourrissement ont cédé à la pression. Ils présentent une forme caractéristique en ballon de rugby.

 

 

 

Les couleurs

Le parcours de chaque arbre, l'état de chaque tronc, son histoire est unique, ce qui explique pourquoi les couleurs peuvent être si différentes entre deux individus très proches sur le gisement, individus appartenant cepandant à la même espèce : la coloration de l'arbre pétrifié n'a aucun lien avec son essence.

Les composant chimiques véhiculés par l'eau mêlée de cendre, les matières sédimentaires en solution, ont donné leur couleur en phases successives. L'arbre a d'abord été pénétré par le fer, par exemple, qui a donné le rouge (la rouille). Le manganèse (violet) et le cuivre (bleu) ont pénétré plus tardivement dans les parties plus denses.

Les troncs ont été imprégnés en phases successives. Les premières imprégnations ont eu lieu dans les zones les plus tendres du bois, les plus poreuses. Les zones les plus denses, le cœur, les nœuds de branches, présentent des colorations plus variées. On peut presque dire que c'est l'arbre qui a choisi ses couleurs, en fonction de sa porosité au moment ou circulaient les substances colorantes.

Les troncs qui proviennent de grande profondeur sont moins colorés que ceux qui viennent d'une zone plus proche de la surface. Ceux d'Arizona ont ce beau rouge caractéristique parce que le sol dans lequel ils se trouvent contient le fer, le minéral le plus présent dans le sous-sol des Bads Lands.

Principaux composants colorants

Fer : rouge, orange, jaune, violet, brun, noir en oxydation, vert en réduction
Uranium : jaune, vert, brun
Manganèse : bleu, violet, noir
Chrome, Cobalt, Cuivre :  bleu, vert
Nickel : vert
Carbone : noir
Dioxyde de silicium : blanc, gris

 

 

 

 

 

 

Les arbres pétrifiés de Madagascar

Troncs silicifiés de MadagascarTroncs silicifiés de Madagascar

 Les troncs silicifiés de Madagascar, comme les arbres d'Arizona, sont aussi des arbres "allochtones", c'est-à-dire ne provenant pas du lieu où ils ont été trouvés. Ils n'ont ni branches, ni racines. Ils se trouvent principalement dans la région de Mahajanga. Leur couleur a une dominante beige, semblable à des couleurs de vieux bois, avec des colorations plus rares de rouge, jaune, noir. Les sédiments étaient principalement composés de vases chargées de cendres, d'argile et de sable. Leur structure ligneuse est beaucoup mieux préservée que celle des arbres fossiles d'Arizona. Ils peuvent ne présenter aucune altération, leur structure étant restée homogène, sans fissures ni cavités. On retrouve, sur ce gisement, énormément de petits arbres, la plupart étant des résineux.

 

Les arbres pétrifiés d'Indonésie

Magnolia pétrifié (Dipterocarpus) poliMagnolia pétrifié (Dipterocarpus) poli

Stool ou tabouret, une autre présentation du bois fossileStool ou tabouret, une autre présentation du bois fossile

 A la fin du Tertiaire (Pliocène), une épaisse forêt tropicale, constituée de Dipterocarpus (famille du Magnolia), de palmiers, recouvre la chaîne de volcan d'Indonésie qui va de Sumatra à Bali, et jusqu'à l'ouest de Java. Périodiquement, les volcans sont entrés en activité. La force de l'éruption a été telle qu'elle a déraciné les forêts environnantes. La cendre éjectée les a recouvertes d'une épaisse couche brûlante.. Les arbres les plus proches ont été consumés, ceux qui étaient insuffisamment enfouis ont pourri. Mais ceux situés entre ces deux extrêmes ont bénéficié de conditions idéales. Ils ont été naturellement stérilisés par la chaleur, les microbes responsables du pourrissement étant détruits. La silice, contenue dans la cendre volcanique, s'est dissoute dans les eaux d'infiltration. Elle a lentement remplacé le bois, molécule par molécule, par des minéraux comme le quartz, la calcédoine ou le jaspe, préservant ainsi la forme de l'arbre et même celle de ses cellules Les arbres pétrifiés sont parfois trouvés dans les cours d'eau mais les plus belles pièces sont enfouies à plusieurs mètres de profondeur.

 

Pour les scientifiques

Troncs pétrifiés de Madagascar à l'atelierTroncs pétrifiés de Madagascar à l'atelierLa pseudomorphose (par substitution) est le phénomène par lequel un minéral se présente avec l'apparence d'un autre minéral (la forme de l’arbre est préservée). La substance originale est remplacée graduellement par une substance différente, sans réactions chimiques : la silice remplace la fibre du bois molécule par molécule en donnant le bois silicifié, dit aussi pétrifié. Les eaux d'infiltration des sédiments émergés dissolvent les composés solubles (calcite, pyrite ou silice) et les entraînent de la surface jusqu'à une certaine profondeur où ils reprécipitent. L'épigénisation est l'apparition d'un nouveau minéral ou la recristallisation d'un minéral existant, postérieurement au dépôt.

Ces remplacements se font sous conditions de températures et de pressions plus ou moins élevées, toujours sans modification de la forme du cristal, mais au profit de minéraux plus stables, par exemple : pyritisation, dolomitisation, silicification ou opalisation. C’est une métasomatose.

Une plaque, une page d'une histoire

Détail d'une plaque

Une plaque coupée dans un tronc révèle un dessin unique, des colorations, qui ressemblent à des coulées liquides figées. Les dessins et les couleurs évoluent entre la base du tronc et son sommet, mais souvent, un arbre présente un unité chromatique. Les couleurs sont fonctions de sa propre structure et de son propre parcours. Chaque coupe révèle son histoire, ses caractéristiques et l'observer permet d'en comprendre des phases.

Au microscope

Plaque translucide

Certaines zones de bois pétrifié sont translucides. On peut voir à l'intérieur de la matière (jusqu'à 5 mm de profondeur).

On peut distinguer, au microscope, les parois des cellules ligneuses. Elles ont souvent une couleur distincte de celle figée à l'intérieur de la cellule, en raison des phases successives de pétrification.

L'utilisation du microscope permet également un voyage extraordinaire dans un monde en trois dimensions où on peut reconnaître les cellules du bois caractéristique de l'espèce, des micro cristallisations, des détails esthétiques uniques.

 

Une alliance surprenante

La cendre, l'eau et le bois, par une incroyable alchimie, se sont alliés pour produire les arbres de silice, l'une des pierres les plus dure de notre planète.

Il fallait l'eau, il fallait l'arbre, il fallait la cendre pour ce prodige. Le sol qui entoure les arbres n'est pas de quartz, il est resté cendre.

Sur une échelle de 1(le talc) à 10 (le diamant) les arbres silicifiés, dureté 7, se situent entre le granit et les pierres précieuses.


 

Une plaque coupée dans un tronc révèle un dessin unique, des colorations, qui ressemblent à des coulées liquides figées. Les dessins et les couleurs évoluent entre la base du tronc et son sommet, mais souvent, un arbre présente un unité chromatique. Les couleurs sont fonctions de sa propre structure et de son propre parcours. Chaque coupe révèle son histoire, ses caractéristiques et l’observer permet d’en comprendre des phases.