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Recherches personnelles principales

Le Dévonien

Les Fossiles et la Fossilisation

Avant le Dévonien

Le Dévonien Inférieur

Le Dévonien Moyen

Le Dévonien Supérieur

L'Explosion des Végétaux

Echelles géologiques générale et régionale

La Faune du Dévonien : relevé systématique

Les végétaux, les coraux et les éponges

Les arthropodes, les crinoïdes et les échinodermes

Les brachiopodes

Les mollusques

Les vertébrés

Le Dévonien Supérieur...

avec le concours de Frédéric Boulvain (ULG), Léon Dejonghe (ULB), Johan Yans (UNamur) et Alain Préat (ULB)
Qu'ils soient remerciés pour leurs conseils éclairés, leurs suggestions de visites sur le terrain, les lieux de prospections intéressants et la mise à ma disposition de certaines publications spécifiques.

Plan de la page

Situation du Dévonien dans l'échelle géologique
Géologie du Dévonien

Introduction
Chronologie des formations et histoire de la région
Les tenants et les aboutissants : avant le Dévonien...
Les premières communautés terrestres : des écosystèmes dynamiques
Un passé mal connu
Conclusion
Les ancêtres des Embryophytes
La première communauté complexe et bien documentée : Rhynie
La grande extinction qui marque la fin de l'Ordovicien
Le Silurien
Le Dévonien...
Introduction à la Géologie
Le Dévonien Inférieur
Le Lochkovien
Le Praguien
L'Emsien

Le Dévonien Moyen
L'Eifelien
Le Givetien
Le Dévonien Supérieur
Le Frasnien
Le Famennien
L'avènement de la vie terrestre
La fin du Dévonien
L'explosion des végétaux
Une approche du monde végétal.
La photosynthèse.
La différenciation des végétaux.
Qu'est-ce qu'un arbre?
Les tendances évolutives des végétaux.
Le temps des bactéries et des algues.
La conquête des terres émergées.
Les conséquences de l'implantation des végétaux
Les plantes pionnières, cause de la glaciation ordovicienne ?
De l'arbre à la forêt : Influence d'une innovation végétale dévonienne sur les interactions biosphère / atmosphère / hydrosphère.
La diversification du monde végétal au Dévonien.
Les premiers arbres
Le développement des forêts modifie la planète.
Les forêts du Dévonien supérieur au Permien.
Le temps des fougères
L'apparition des herbivores et leur influence sur l'évolution des écosystèmes.
Quelques rappels sur le fonctionnement des écosystèmes.
Les arthropodes herbivores : apparition et impact sur la dynamique des écosystèmes
Les premiers vertébrés herbivores apparaissent dans différents groupes.
Bilan sur l’évolution des interactions animaux / végétaux.
Le temps des Gymnospermes.
Conclusion.

Situation du dévonien dans l'échelle géologique

Le Dévonien constitue une période de transition entre les deux grands cycles orogéniques calédonien et hercynien. Sur le plan paléontologique, rappelons que le Dévonien correspond à un tournant fondamental de l'évolution de la vie : la conquête du monde continental.

Voici ci-dessous la situation du dévonien dans l'échelle géologique. Avant de s'intéresser proprement dit au Dévonien, il serait intéressant de situer cette période dans l'échelle géologique afin d'en avoir une idée générale.

Pour avoir plus de renseignements, visitez les pages suivantes :
Le Frasnien
Le Famennien

Millions
d'années

Eonothème

Erathème    

Système

Epoque

Etage

Principaux évènements

0,0012

PHANEROZOIQUE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Quaternaire supérieur

Holocène supérieur

Néolithique

 

Début de l'âge du fer

12500

0,0015

 

Installation de civilisation proto-celtes en Gaule

12400

0,0016

 

Début de l'âge du bronze

12300

0,0018

 

Installation les Ligures en Europe Occidentale

12200

0,0025

 

Début de l'âge du cuivre

12100

0,0075

 

Sédentarisation

apparition de l'élevage, de l'agriculture, de la poterie, du tissage et des premiers mégalithes

12000

0,015

Mésolithique

 

 

11900

0,020

 

 

Holocène inférieur

 

 

Paléolithique

 

Fin de la glaciation de Würm

11800

0,025

 

Disparition de l'homme de Neandertal

11700

0,035

 

Début de la civilisation Moustérienne du Châtel

11600

0,04

 

Arrivée de l'Homo Sapiens en Europe

11500

0,05

 

Apparition des premières peintures rupestres

11400

0,07

 

Début de la civilisation Moustérienne

11300

0,08

 

Début de la glaciation de Würm

Premières sépultures

11200

0,13

 

Fin de la glaciation de Riss

11200

0,30

 

Début de la glaciation de Riss

11100

0,20

 

Apparition des premiers Homo Sapiens

11000

0,40

 

Début de la glaciation de Mindel, domestication du feu

10900

0,65

 

Début de la période interglaciaire Günz-Mindel

10800

0,80

Quaternaire inférieur

Pléistocène

Supérieur

 

Apparition des premiers Hommes de Neandertal en Espagne (Atapuerca)

10700

0,95

 

Début du pré-paléolithique

Début de la glaciation de Günz

10600

1,2

 

Apparition de l'Homo Erectus dans le Sud de la France

Disparition de l'Australopithecus Robustus

10500

1,3

 

Disparition de l'Homo Habilis

10400

1,6

Inférieur

 

Apparition de l'Homo Erectus

10300

1,8

 

Première présence d'outils (galets) en France en Haute-Loire

Apparition des premiers outils symétriques (bifaces) près du lac Turkana

10200

2

 

Première présence de l'Australopithecus Robustus

10100

2,5

 

 

 

 

 

 

 CENOZOIQUE

(Tertiaire)

Néogène

Pliocène

Gélacien

Apparition de l'Homo Habilis et des premiers outils

10000

 

3

 

Première présence de l'Australopithecus Africanus

3,18

Présence de l'Australopithecus Afarensis (Lucy) près de Hadar

3,5

Plaisancien

Empreintes de préhumains près de Laetoli

9900

3,7

Première présence de l'Australopithecus Afarensis près de Laetoli

4

Zancléen

Apparition de l'Australopithecus Anamensis

9800

4,4

 

 

Présence de l'Australipothecus Ramidus dans la vallée de Lawash

 

5,5

 Miocène

Messinien

Présence d'Australopithèques près du Lac Turkana

9700

6

 

Premiers Australopithèques près de Lothagam

Millenium Ancestor, ancêtre probable de l'homme moderne

8

Tortonien

Séparation de la lignée des Primates et de Hominidés, début de l'East Side Story

9600

15

Serravalien

Apparition du Kenyapithèque

9500

20

Langhien

Apparition du Proconsul

9400

22

Burdigalien

Séparation de l'Australie de l'Antarctique

9300

23

Aquitanien

 

9200

29

Paléogène

 Oligocène

Chattien

 

9100

35

Rupélien

Apparition des Rhinocéridés

9000

37

Eocène

Priabonien

 

8900
42 Bartonien   8800

49

Lutétien

Cerithium giganteum

8700

56

Yprésien

Apparition des premiers Primates

Explosion des Mammifères

8600

60

Paléocène

Thanétien

Epanouissement des Mammifères

Apparition des Insectivores

 

8500

64

Dano-Montien

Explosion des plantes à fleurs

8400

65

MESOZOIQUE

(Secondaire)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Crétacé

Supérieur

 Maastrichtien

Chute d'une météorite géante

Fin des
Dinosauriens
et
des Ammonites

Apparition des Primates

 

Formation de l'Atlantique Nord

Apparition des premières plantes à fleurs

8300

72

 Campanien

8200

83

 Santonien

8100

85

 Coniacien

8000

88

Turonien

7900

95

Cénomanien

7800

107

 Inférieur

Albien

Formation
de l'Atlantique Sud
 

Apparition des oiseaux et marsupiaux

7700

110

Aptien

7600

112

Barrémien

7500

114

Hauterivien

7400

119

Valanginien

7300

125

Berriasien

7200

130

Jurassique

 Malm

Portlandien

 

 

Explosion des ammonites

7100

140

Kimméridgien

7000

145

Oxfordien

6900

 

150

 

 

Dogger

Callovien

6800

 160

Bathonien

6700

 167

Bajocien

6600

 176

Aalénien

6500

181 

 Lias

Toarcien

Apparition de la famille des palmiers

Apparition des dinosaures aériens et marins

6400

188

Pliensbachien

6300

195

Sinémurien

6200

 204

Hettangien

6100

 

212

 

Trias

Réthien

Fin de la Pangée

Premiers Mammifères

6000
 

220

 

Norien

 

5900

 230

Carnien 5800

 235

Ladinien 5700

 

240

Anisien 5600
 

245

Scythien 5500

250

PALEOZOÏQUE

(Primaire) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Permien

 

Supérieur

Thuringien

Premiers Dinosaures

5400

 270

Inférieur

Saxonien

Glaciation 5ème extinction massive des végétaux et des animaux

5300

 290

Autunien

Conifères

5200

300

 

Carbonifère

 

 

 

 Silésien

(Houiller)

Stéphanien

 Reptiles

5100

310 

Westphalien

 Fougères arborescentes

5000

 320

Namurien

 Insectes

4900

 340

Dinantien

Viséen

 Amphibiens

4800

 360

Tournaisien

Fougères

Poissons
osseux
 

4700

 367

 

 

 Dévonien

 

 

 Supérieur

 Famennien

Plantes
terrestres

Premiers tétrapodes

4600

 375

 Frasnien

Glaciation

4ème extinction

Premières ammonites

4500

 378

Moyen

 Givetien

 Stringocephalus burtuni

4400

 382

 Eifelien

 Calceola sandalina

4300

 385

Inférieur

 Emsien

 

4200

 387

 Praguien

Paraspirifer cultrijugatus

4100

 390

 Lochkovien

Chlorodictum problematicyum

4000

 410

 Pridolien       

 Schistes Bigarrés d'Oignies et de Saint Hubert

3900

 415

Silurien Ludlowien

Ludfordien

Sortie de l'eau des plantes vasculaires

3800

 

 Gorstien

Actinoptérygiens

3700

 425

 

 

 Wenlockien

 

 

Homérien

 Ostéichtyens

Myriapodes

3600

 430

Scheinwoodien

Gnathostomes

3500

 

Llandovérien

 Telychien

 

3400

 435

 Aeronien

 Arachnides

3300

 440

 Rhuddanien

Sortie de l'eau des algues

3200

445 

 

 

 

 Ordovicien

 

 

 Supérieur

 

Ashgillien

 

3100

 

Caradocien

Apparition des premiers poissons et des mollusques céphalopodes

3000

455 

 

 Inférieur

 

 

Llandeilien

Trilobites

2900

 

Llanvirnien

 

2800

 470

Arénigien

 Premiers végétaux terrestres

2700

 485

Trémadocien

 

2600

 500

 Cambrien

 

Postdamien

 

 Trempoéaléouien

Apparition des éponges, des mollusques, des trilobites, des échinodermes

 

 

2500

 

 Franconien

2400
  Dresbachien 2300
  Acadien Mayaien 2200
  Amgaien 2100
  Lénien 2000
530 Géorgien Atdabatien 1900
  Tommotien 1800
540 Némakit-Daldynien 1700
630 PROTEROZOÏQUE

Néoprotérozoïque

Ediacarien Faune d'Ediacaria 1600
850 Cryogénien

Apparition des premiers vers

Glaciation de Sturtien

Glaciation de Varangien

1500
1000 Tonien Fragmentation de Rodinia

Début du règne des Acritarches (algues vertes)

1400
1200

Mésoprotérozoïque

Sténien Glaciation

Formation du super continent Rodinia

1300
1400 Ectasien Algues rouges Bangiomorpha pubescens 1200
1600 Calymnien Apparition des premiers métazoaires (êtres pluricellulaires)

Fragmentation de Columbia

1100
1800 Stathérien

2ème extinction

Formation de plateaux continentaux

Continent Columbia

1000
2050

Paléoprotérozoïque

Orosirien

Apparition des bactéries coccoïdes (ancêtres du phytoplancton)

Oxygénation de l'atmosphère

Orogenèse sur les terres émergées

900
2300 Rhyacien

Glaciation huronienne

Groupe fossile de Franceville

800
2500 Sidérien Formation de fer rubané 700
2800 ARCHEEN

 

Néoachéen Apparition des Eucaryotes (cellules présentant un noyau) 600
3200 Mésoarchéen Apparition des algues bleues et de la photosynthèse 500
3400 Paléoarchéen

Développement des stromatolites

Impact d'une météorite géante

(Fig Tree)

  1ère extinction

400
3800 Eoarchéen

Apparition des premières formes de vie (bactéries)

300
4500 HADEEN ETOILES ET PLANETES Naissance du système solaire 200
15000   BIG BANG Naissance de l'Univers 100

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Les couches du Dévonien

Détaillons l'échelle des temps géologiques ci-dessus et présentons les différentes couches observables avec positionnement dans le temps par rapport aux autres couches des autres étages, systèmes et groupes.

Sur mon échelle géologique personnelle, j'ai numéroté les différentes couches de 100 en 10 en partant du Big Bang (100) jusqu'à l'Actuel (12500).  Ce travail un rien fastidieux me permet et vous permettra de situer plus facilement les différents affleurements que nous rencontrerons. Voir Echelle géologique

Dans le Dévonien, nous observerons des roches depuis le Poudingue de Fépin jusqu'à l'Assise de Comblain au Pont.

Voir Echelle géologique

 -367Ma
 Dévonien
 Supérieur
 Famennien
 Formation de Comblain-au-Pont
 Calcaire à dominante détritique
 Formation d'Evieux
 Psammites du Condroz avec restes de poissons
 Formation de Comblain-la-Tour
 Grès sablo-calcaires
 Formation de Monfort
 Psammites du Condroz avec restes de végétaux
 Formation de Ciney
 Grès fins et de siltites avec des calcaires
 nodulaires à sa base et à son sommet
 Formation de Souverain-Pré -----
                                   -----Marbre de Baelen
 Schistes calcaires et calcaires crinoïdiques
 Formation de Aye ------- Formation d'Esneux
 Siltites argileuses et de grès argileux ou micacés
 avec plantes terrestres
 Formation des schistes de la Famenne
 Schistes avec Ptychomaletoechia dumonti,
 Ptychomaletoechia omaliusi et Tétrapodes
 -375Ma
 Frasnien
 Formation de Matagne
 Schistes très feuilletés verts ou noirs à goniatites
 ferrugineuses, Orthoceras sp. pyriteux, et brachiopodes
 Formation de Barvaux
 Schistes violets avec gros Cyrtospirifer verneuilli
 Formation des Valisettes
 Schistes gris foncés et verts noduleux avec
 Warrenella aquaealbae
 Formation de Neuville
 Récifs de marbre rouge à Phillipsastrea sp.
 Formation des Grands Breux
 Biohermes de calcaire gris avec Desquamatia subzonata
 Formation du Moulin Liénaux
 Biohermes de calcaire gris avec Leiorhynchus megistanus
 Formation de Nismes
 Calcaire et dolomie avec goniatites
 -378Ma
 Moyen
 Givetien
 Formation de Fromelennes
 Stringocephalus burtini

 Formation de Charlemont

 -382Ma
 Eifelien
 Formation X
 Calcaire argileux crinoïdique
 Formation de Hanonet
 Calcaires argileux, schisteux, gris-bleu avec
 Calceola sandalina, Trilobites, Atrypides, Spiriferidés
 Formation de la Lomme
 Grès psammitique avec calcaire et schistes gréseux
 Formation de Jemelle
 Brachiopodes, coraux solitaires et coloniaux
 Formation de Couvin
 Calceola sandalina, Spirifer speciosus,
 Spirifer ostiolatus, coraux
 -386Ma
 Inférieur
 Emsien
 Formation de Bure
 Calcaire à stromatopores et tabulés lamellaires, encrinites
 Formation de Hierges
 Grès quartzitiques localement fossilifères
 Formation de Chooz ou de Winenne
 Schistes gréseux et siltites lie-de-vin et verts
 Formation de Vireux
 Grès et grès quartzitiques pélitiques verdâtres
 Formation de Pesche
 Siltites et schistes verts
 -392Ma
 Praguien

 = anciennement
 Gedinnien et
 Siegenien

 Formation de Pernelle
 Grès et grès quartzitiques bleu-vert à brunâtres
 Formation de La Roche
 Schistes phylladeux bleu sombre à verts
 Formation de Villé
 Schistes et siltites
 Formation de Montigny-sur-Meuse
 Pleurodictium problematicum
 Formation de Mirwart
 Grès blanchâtre et schistes gris clairs d’Anor.
 Grès sombres et verdâtres à bleus, schistes, phyllades,
& quartzophyllades sombres de Bastogne
 -420Ma
 Lochkovien
 Formation de Saint Hubert
 Schistes et siltites de couleur vert avec des passées rouge
 lie-de-vin (Schistes bigarrés verts - rouges)
 Formation d'Oignies
 Schistes et siltites de couleur rouge lie-de-vin
 avec des passées vertes (Schistes bigarrés rouges - verts)
 Formation de Mondrepuis
 Schistes et siltites bleutés
 Formation de l'Arkose d'Haybes
 Arkose
 Formation de Fépin
 Poudingue

Le Frasnien

Au Frasnien, la phase transgressive entamée à l'Eifelien repousse ses rivages très loin vers le Nord. Elle couvre la totalité du Massif du Brabant et atteint la Campine. La sédimentation évolue vers des faciès mixtes calcaro-détritiques. En effet, nous pouvons observer une sédimentation argileuse de la base de l'étage, des épisodes bioconstruits et une généralisation de la sédimentation argileuse à la fin du Frasnien. Les roches du Frasnien sont très différentes selon les régions géographiques. Nous pouvons trouver des biostromes ou des dépôts de calcaire fin. Ces deux roches ont été formées en période stable, la première par la construction latérale de récifs de corail, la seconde par l'érosion de ces récifs quand ils affleurent suite à un soulèvement du fond marin. Nous pouvons aussi trouver des biohermes car, par endroit, le fond marin s'est affaissé (subsidence) et les animaux constructeurs se sont développés les uns sur les autres. Nous pouvons aussi trouver des schistes noduleux car, par endroit, la subsidence a été plus forte et les biohermes en sont morts et ont été recouverts par des boues. Enfin, par endroit, nous ne trouvons que des schistes très feuilletés, verts à violets car la subsidence a été trop forte pour permettre le développement de tout récif de corail. Il ne s'est déposé que des boues argileuses où vivaient une multitude de brachiopodes. N'oublions pas les Mud Mounds, ces masses de boues riches en brachiopodes, en coraux dans lesquelles les algues microscopiques ont synthétisé les sels de fer pour former les fameux récifs de marbre rouge de Rance, Philippeville, tandis que toutes les autres roches, peuvent être observées à divers endroits bien spécifiques comme près du lac de Virelles, à Rochefort. Sans oublier la fameuse couche des "monstres" là où se sont développés d'énormes brachiopodes de la famille des Spiriféridés et des Atrypidés que nous pouvons observer à Petigny mais aussi et surtout à Heyd et Barvaux.

Dessin Florianne Corradin 6ème primaire 1995-1996

Schéma paléogéographique du Nord-Ouest de l'Europe au Dévonien supérieur. D'après Ziegler (1982), simplifié. "RMG" signifie Ride médio-germanique.

L'étage frasnien est très connu en Wallonie en raison du développement important de monticules récifaux au bord Sud du Synclinorium de Dinant et dans l'Anticlinorium de Philippeville. Chacun des épisodes de croissance de "récifs" est interrompu par une période d'élévation du niveau marin, accompagnée d'un apport de sédiments terrigènes. Le Frasnien a fait l'objet d'une révision par la Commission nationale de Stratigraphie en 1999.

Les formations du Frasnien présentent des variations Nord-Sud / Est-Ouest de leur faciès, de la qualité de sédimentation, d'un changement de matériaux et donc de type de formations lithologiques.

Essayons d'envisager successivement les différentes phases de sédimentation et de construction biohermales qui ont formé le Frasnien.

Le Frasnien de la Calestienne est constitué de 8 formations :

La Formation de Nismes (Frasnien inférieur) suit la Formation de Fromelennes (Givetien supérieur).
Elle débute par un épais banc de calcaire bioclastique (50 à 150 cm), d'aspect noduleux, de couleur bleuâtre et riche en spiriféridés et atripidés (zone dite des monstres) suivi de schistes verdâtres avec des nodules calcaires alignés ou épars et plus généralement lenticulaires. Ce banc surmonte une série de bancs de calcaires biomicritiques bien stratifiés, appartenant à la Formation de Fromelennes. Cette formation contient donc la limite Givetien-Frasnien.

La Formation de Nismes est essentiellement composée de schistes verdâtres avec des alignements de nodules calcaires, quelques nodules calcaires épars et quelques rares lentilles calcaires.

La Formation de Nismes comprend trois membres : le Membres du Pont d'Avignon, le Membre du Sourd d'Ave et le Membre de La Prée.

Le Membre du Pont d'Avignon est ce fameux banc calcaire surmonté par le calcaire noduleux argileux, de la "zone des monstres" avec Uchtospirifer orbelianus, Atrypa reticularis, Cyrtospirifer sp..

Le Membre du Sourd d'Ave s'observe au croisement de la route N94 (Dinant-Neufchâteau) et de la route N835 vers Wellin. C'est un niveau composé de schistes verdâtres à nodules calcaires avec Eodmitria oblivialis et Geminisulcispirifer bisinus. Les nodules sont plus abondants à la base, plus minces dans la partie inférieure et plus épais au sommet.

Le Membre de La Prée est composé de schistes verdâtres à brunâtres ou grisâtres avec nodules calcaires argileux, avec quelques lentilles calcaires et Cyrtospirifer malaisei. Les Brachiopodes sont beaucoup plus rares que dans les deux autres membres mais partout dans cette formation, nous pouvons rencontrer des Atrypidés de genre Desquamatia.

La Formation de Nismes peut être reconnue tout au long du bord Sud du Synclinorium de Dinant, avec des épaisseurs différentes et des contacts entre formations différents.

La Formation du Moulin Liénaux correspond au faciès méridional. Cette formation du Frasnien inférieur débute par une alternance de schistes gris-brun en bancs plus ou moins épars (20 à 100 cm) et de bancs de calcaires argileux parfois gris-noir et d'épaisseur centimétrique (5 à 10 cm). Cette formation comprend trois membres avec de la base au sommet :

Au sein de la Formation du Moulin Liénaux, nous trouvons quelques mètres de calcaires argileux localement bioclastiques (Membre de Chalon) indiquant un milieu de faible profondeur situé non loin d'apports terrigènes charriés par les fleuves dans de larges estuaires ou des deltas. La macrofaune comprend des brachiopodes, des rugueux solitaires comme Macgeea rozkowskae, des tabulés comme Cladochonus maillieuxi et Cladochonus robustus. Dans la partie supérieure, les schistes sont calcaires et caractérisés par une abondance de colonies de rugueux branchus et de tabulés lamellaires.

Ce niveau est suivi par un niveau récifal (Membre de l'Arche) formé de lentilles d'épaisseur hectométrique de calcaire fin, massif, rouge à gris clair, renfermant une faune abondante de stromatopores, crinoïdes, brachiopodes, coraux, indiquant la présence d'un milieu de pleine eau, peu profond (max 15 mètres) bien éclairé, bien oxygéné laissant croître un récif de corail et toute la chaîne trophique des animaux qui y vivent.
Dans de Membre, Fredéric Boulvain a pu déterminer quatre faciès :

Latéralement, ces édifices coralliens sont envasés par des schistes gris parfois carbonatés du Membre de l'Ermitage.

La partie inférieure du Membre de l’Arche a fait l’objet d’exploitation comme marbre rouge. La carrière de l'Arche à Couvin a été exploitée à la fin du XIXème siècle pour son marbres rouge foncé ("griotte") et des marbres gris, dont des variétés appelées "zébré" et "léopard" sont devenues célèbres. L'exploitation a cessé peu de temps avant la seconde guerre mondiale.

Situés géologiquement au-dessus du Membre de l'Arche se développent des édifices moins épais mais présentant tous les faciès des grands monticules récifaux : c'est le Membre de la Boverie. Géographiquement, le Membre de l'Arche se situe dans la région de Couvin alors que le Membre de la Boverie se situe dans la région de Rochefort.

Latéralement, les formations du Pont de la Folle et du Moulin Lienaux, d'âge frasnien, sont des équivalents. Elles expriment les variations faciès Nord-Sud.  La base transgressive du Frasnien est caractérisée par une quarantaine de mètres de schistes, avec localement quelques faciès carbonatés dans sa partie inférieure (ainsi que la fameuse "Zone des Monstres", riche en Spiriferidés de grande taille). La Formation de Nismes s'observe tout au long du bord Sud du Synclinorium de Dinant et dans l'Anticlinorium de Philippeville. Au bord Nord du Synclinorium de Dinant, la Formation de Nismes est reconnue jusque dans la région d'Annevoie-Rouillon avec une épaisseur réduite.
Plus au Nord, par exemple à Tailfer, elle passe latéralement à la Formation de Presles qui est constituée de calcaires argileux et bioclastiques à brachiopodes et crinoïdes, suivis de schistes verts fins avec plusieurs niveaux d'hématite oolithique. On la retrouve dans les Ecailles Haine-Sambre-Meuse, mais elle disparaît à Huy où ne s'observent que quelques mètres de schistes et dolomies calcaires. Par contre, dans la Nappe de la Vesdre, on observe le passage latéral Presles-Nismes d'Ouest en est.
Dans le Parautochtone brabançon, s'individualise la Formation de Bovesse, constituée d'environ 80 m de schistes à lentilles récifales calcaro-dolomitiques ou dolomitiques (schistes de base : Membre de Bossières; lentilles récifales : Membre de Combreuil; schistes nodulaires latéraux et supérieurs aux lentilles récifales : Membre du Champ du Fau). Il faut remarquer que la Formation de Bovesse atteint des épaisseurs considérables aux sondages de Tournai (396 m) et de Leuze (318 m) où les schistes qui la constituent sont interrompus par deux barres calcaires.

Comme on le voit, la Formation de Nismes (tout comme les autres formations d'ailleurs) voit son épaisseur et sa composition lithologique se modifier du Nord au Sud et d'Ouest en Est d'où une dénomination de nouvelles formations d'âges plus ou moins identiques.

Colonnes lithologiques corrélées du Frasnien belge. D'après Boulvain et al. (1999).


Quelques vues de la carrière Beauchâteau de Senzeilles.

Au Sud du Synclinorium de Dinant (jusqu'aux environs de Durbuy, vers l'Est) et dans la partie est de l'Anticlinorium de Philippeville, la division du Frasnien repose sur la superposition des trois niveaux de monticules récifaux. Ces monticules sont particulièrement nombreux dans l'Anticlinorium de Philippeville et représentent des curiosités géologiques d'importance mondiale. L'exploitation marbrière de la plupart de ces édifices par la technique du fil hélicoïdal laisse d'admirables parois sciées de plusieurs dizaines de mètres carrés.

La Formation des Grands Breux est le début du Frasnien moyen. Elle commence au premier banc de calcaire argileux qui surmonte les schistes fins du Membre de l'Ermitage.
La Fromation des Grands Breux est formée de trois membres. Le premier présente un faciès de lentilles calcaires de grande dimension (leur puissance atteindrait 150 m pour un diamètre kilométrique), où dominent les calcaires gris à stromatactis. C'est encore l'image d'un milieu récifal dans lequel on retrouve des éponges, des stromatopores, et aussi des calcaires à Fenestella déposés dans un lagon central. On peut observer ces faciès observer dans la carrière du Lion, la carrière du Cimetière à Boussu-en-Fagne, les "récifs" de Blaimont à Virelles, Tienne du By à Dailly, de Mouriny, du Fourneau et du Tienne aux Pauquys à Nismes, ainsi que celui de la Roche à l'Homme à Dourbes et la Grande carrière du Nord, à Frasnes, qui forment le Membre du Lion. Dans la carrière du Lion, ce membre calcaire comprend deux unités distinctes : des calcaires gris massifs dans lesquels s'indentent, au Sud-Ouest de la paroi Est de la carrière et des calcaires argileux et stratifiés. Ce membre constitue, dans cette carrière, un bioherme de calcaires gris dont l'épaisseur maximale est de 120 m.

Le calcaire très pur des biohermes du Membre du Lion est apprécié pour la fabrication de la chaux et est actuellement exploité à la Carrière du Nord à Frasnes par la Société Carmeuse et à la Carrière de la Boverie à Rochefort par la Société Lhoist.

Latéralement et pratiquement du même âge, nous trouvons à Nismes le Tienne Bieumont, qui forme le Membre de Bieumont formé de calcaires fins de type wackestone, bioclastique et parfois noduleux. Les calcaires du Membre du Lion ont été utilisés dans le cadre de la fabrication de la chaux, et ceux de Bieumont pour la production de granulats.

La Formation des Grands Breux représentée par le Membre de Bieumont peut être suivie sur presque toute la longueur du bord Sud du Synclinorium de Dinant. En suivant les écrits de Coen, Boulvain et Coen-Aubert, j'ai pu la retrouver d'Ouest en est à Boussu en Fagne, Beauraing, Han-sur-Lesse, Rochefort, Biron et Barvaux sur Ourthe. D'après un agent de la DNF rencontré sur le terrain dans la région de Barvaux, des lentilles de calcaire construit ont été exploitées sous le nom de "Bleu belge", bien que ce ne soit pas du petit granit carbonifère que l'on trouve à Antoing, Soignies ou Sprimont.

Ces biohermes en forme de lentille de calcaire gris sont recouverts par les schistes argileux noirs à bruns à alignements de nodules calcaires avec de rares bancs de calcaire, du Membre de Boussu-en-Fagne. Nous pouvons les observer dans les trois tranchées d'accès à la Carrière du Lion. Au contact du bioherme, le Membre de Boussu-en- Fagne est habituellement riche en coraux : rugueux massifs, fasciculés et solitaires comme Scruttonia focantiensis, Scruttonia boloniensis minor, Peneckiella fascicularis, Hexagonaria mirabilis, Hexagonaria davidsoni, Macgeea gallica gallica, Macgeea gallica gigantea, Aristophyllum irenae, et Peneckiella szulczewskii; tabulés, massifs, lamellaires et branchus comme Alveolites suborbicularis, Alveolites subaequalis, Thamnopora boloniensis, Egosiella gracilis et Thecostegites bouchardi. Hors de ce contact, les schistes de couverture présentent une faune riche en crinoïdes et brachiopodes où j'ai pu reconnaître des Desquamatia, des Costatrypa, des Neatrypa, des Seratrypa, des Spinatrypa, des Iowatrypa, des Calvinaria megistana et des Warrenella aquaealbae.

Remarque géologique formulée par Frédéric Boulvain

Les relations stratigraphiques entre les unités définies au bord Sud du Synclinorium de Dinant et dans l'Anticlinorium de Philippeville et ses annexes sont relativement complexes. En particulier, on peut dire que le passage de la Formation des Grands Breux à la Formation de Philippeville correspond au passage plate-forme externe à plate-forme interne. Une éventuelle barrière récifale pourrait se localiser au niveau de la bordure méridionale de l'Anticlinorium de Philippeville, mais la présence en cet endroit de charriages et d'une dolomitisation intense gêne fortement les études sédimentologiques. Plus tard, la présence des monticules du Membre du Petit-Mont dans l'Anticlinorium de Philippeville témoigne d'un retrait général des ceintures de faciès, dû à une importante hausse du niveau marin.

La Formation de Philippeville (Frasnien moyen) présente uniquement dans la région de Philippeville, est essentiellement constituée de calcaires et présente deux unités distinctes :

Dans le détail, on observe : des calcaires clairs, suivis par des calcaires argileux à brachiopodes, ensuite des calcaires assez massifs (floatstones) clairs à Alveolites lamellaires et Fenestella. Selon Beugnies, ces deux niveaux de calcaire clair se rejoignent et n'en font plus qu'un à Neuville, et seraient l'équivalent du Marbre de Cousolre, décrit dans l'Entre-Sambre-et-Meuse occidental. Viennent ensuite des calcaires noirs en bancs décimétriques à petits bioclastes, brachiopodes, tabulés branchus et rugueux solitaires, localement assez abondants. Ce serait, toujours selon Beugnies, l'équivalent du calcaire noir lité de Reugnies. On observe ensuite des schistes noirs et de calcaires argilo-dolomitiques, ensuite des calcaires noirs à tabulés branchus, avec quelques rugueux massifs et de plus rares stromatopores lamellaires et enfin des calcaires gris à noirs formant un "complexe biostromal" décrit par Cornet et constitués d'une alternance de bancs métriques à stromatopores subsphériques, branchus ou bulbeux et de bancs décimétriques, souvent laminaires avec, au sommet de la formation l'apparition des rugueux massifs.

Une dolomitisation irrégulière affecte cette formation, elle n'atteint pas la base de la formation mais peut s'étendre à la Formation de Neuville susjacente. Les dolomies ont été exploitées comme matériaux d'amendement des champs et dans la production de graviers (exploitations de Villers-le-Gambon, Merlemont, Franchimont...). Autrefois, les calcaires non dolomitisés ont fait l'objet d'exploitation dans le cadre de la production de pierre de construction. L'épaisseur de cette formation est comprise entre 100 et 120 m.

La Formation de Neuville, (Frasnien moyen) Membre de Petit-Mont, est formée de calcaires argileux noduleux de type packstone à wackestone noirs avec des passées de schistes verts à nodules de calcaire fin, gris-vert, parfois rosé avec crinoïdes, brachiopodes, bioclastes, lamellibranches et coraux en bancs décimétriques alternant avec des schistes vert à brun. Ils sont relativement peu différenciés au bord Sud du Synclinorium de Dinant.

Localement, cette formation contient des lentilles de calcaires construits (récifs de marbre rouge) assimilés à des «mud mounds» ou des monticules micritiques à Frechastraea, Hexagonaria (H. davidsoni), Phillipsastrea et Acervularia. Ces édifices développent de fortes indentations dans les sédiments argilo-calcaires environnants. La puissance de cette formation varie du Nord au Sud (20 m à Philippeville à 40 m à Givet). Il s'agit typiquement de faciès latéraux au bioherme de marbre rouge exposé dans la carrière des Bulants ou de Beauchâteau et qui constituent le Membre du Petit-Mont . Les récifs de marbre rouge ont été exploités comme matériaux de construction (marbre rouge) dès l'époque romaine et ont fourni différentes variétés de marbre à fond rouge. Le marbre rouge a été apprécié comme matériau de décoration, dès l'époque romaine. Les principales variétés sont le marbre griotte, le marbre royal et le marbre byzantin. La plupart des gisements ont cessé d'être exploités vers la fin des années 1950. Seules quelques carrières sont encore en activité dans la région de Philippeville. En particulier, la scierie de la Carrière Rochefontaine à Franchimont qui s'efforce de diversifier les applications du marbre rouge en le débitant notamment en moellons clivés, pierres de taille (ponts sur le ring de Charleroi), pavés pour trottoirs et rues piétonnes (avenue de la Toison d'Or à Ixelles, chaussée de Wavre et place Jourdan à Etterbeek).

Trois lithofaciès se succèdent au sein du calcaire massif biohermal : d'abord des calcaires rouges à stromatactis, ensuite des calcaires roses à coraux, Receptaculites, crinoïdes, brachiopodes, bryozoaires, nébuloïdes (masses stratiformes de ciment fibreux) et enfin, des calcaires gris à coraux, brachiopodes, encroûtements algaires et cryptalgaires. Au niveau de la terrasse occupée par des installations sportives, ces calcaires gris sont surmontés, après un fond durci, par une récurrence des calcaires roses à coraux, crinoïdes, brachiopodes. Le sommet du monticule est en contact avec la Formation des Valisettes.

La Formation du Pont de la Folle qui surmonte la Formation de Nismes peut s'observer dans la partie Nord-Ouest de l'Anticlinorium de Philippeville, dans la partie orientale du Synclinorium de Dinant au-delà de Durbuy et dans l'Entre-Sambre-et-Meuse. Cette unité est constituée d'une trentaine de mètres de calcaire gris et localement massif formant le Membre de la Fontaine Samart et représenté par le Marbre noir et bien stratifié de Sainte-Anne et Cousolre.

Autel de la collégiale Sainte Waudru de Mons, en marbre Sainte-Anne

Dans l'Anticlinorium de Philippeville, la Formation de Neuville est très constante et toujours peu épaisse. Elle est visible notamment à Philippeville, à Sautour, à Merlemont ainsi qu'à Vodelée, latéralement au bioherme du Petit Mont. Dans cette dernière carrière, la lentille de marbre rouge démarre au niveau des premiers Frechastraea, comme c'est le cas aux Bulants à Neuville. Elle se place donc latéralement aux schistes de la Formation des Valisettes, en grande partie postérieurs. Il en est de même pour les biohermes du Hautmont à Vodelée, de Beauchâteau à Senzeilles et des Wayons à Merlemont. Aux bords Sud et est du Synclinorium de Dinant, la Formation de Neuville peut être suivie de Frasnes-lez- Couvin à Sy et se compose plutôt de schistes à nodules calcaires. Des lentilles de marbre rouge sont présentes à Boussu-en-Fagne, Givet, Rochefort et Humain.

La faune de la Formation de Neuville est très variée. Dans les niveaux à Hexagonaria, caractéristiques de la base de la formation, on rencontre surtout Hexagonaria davidsoni et Hexagonaria mae accompagnés éventuellement de Tabulophyllum conspectum, Aristophyllum irenae, Scruttonia bowerbanki et Frechastraea cf. phillipsastraeiformis. Les premiers Frechastraea carinata apparaissent en même temps qu'Ancyrognathus triangularis et sont parfois associés à Hankaxis insignis. Enfin, Frechastraea pentagona micrastraea et Phillipsastrea ananas ananas ont été observés au sommet du bioherme de marbre rouge des Bulants à Neuville et dans la partie supérieure de la Carrière du Petit Mont à Vodelée dès lors qu'apparaît Ancyrognathus asymmetricus. Par contre, Frechastraea carinata est très fréquent dans la partie inférieure de ces deux lentilles. On recueille aussi de nombreuses colonies lamellaires à massives d'Alvéolitides, appartenant pour la plupart au groupe d'Alveolites tenuissimus caractérisé par le profil transverse, très étiré des polypiérites. Ces colonies, ainsi que les rugueux massifs du même gisement, sont fréquemment encroûtées, aux côtés de spirorbes, par de très fins Auloporides, proches d'Aulopora parva. Dans les niveaux à Hexagonaria, on note aussi quelques colonies encroûtantes du genre Thecostegites. De très petites branches d'Egosiella gracilis et de Senceliaepora tenuiramosa sont présentes dans certains niveaux bioclastiques, associées à Alveolites tenuissimus, Alveolites suborbicularis et Thamnopora micropora. Thamnopora micropora et Senceliaepora tenuiramosa abondent encore dans les calcaires stratifiés à crinoïdes exposés dans la partie inférieure du flanc Nord-Ouest de la lentille de marbre rouge de Beauchâteau à Senzeilles.

En vacances dans le Sud de la France, au Cap d'Agde, pour être précis, j'apprends qu'une "Journée Portes Ouvertes" est organisée par les Offices de Tourisme de Sud Hérault à la Carrière de Coumiac.

Elle est située sur le territoire de la commune de Cessenon, au-dessus de la D 136, sous Puech Pus (273 m) la colline sur laquelle on a construit une tour de surveillance des incendies. Légèrement au Sud-Ouest de Puech Pus se trouve Pisse-Chèvres, vocable suffisamment explicite pour qu’il ne soit pas nécessaire de commenter. Plus bas, sous la D 136, le tènement a lui aussi un toponyme évocateur : Venta Farina.

L’exploitation de la carrière de marbre de Coumiac a été arrêtée au milieu des années 60. Jusque là on pouvait voir des blocs de marbre, un calcaire griotte qualifié de "Rouge Antique", qui transitaient par camion jusqu’à la gare de Cessenon. Le bruit courait que ces blocs partaient pour l’Amérique. Ce que les habitants de la région ne savaient pas alors c’est qu’ils étaient utilisés pour décorer la Chambre Rouge de la Maison Blanche. Belle consécration !!! Ce qu'ils apprirent aussi c’est que le marbre de Coumiac orne "La Maison de France" à Rio de Janeiro.

La carrière de Coumiac aurait été utilisée dès le VIème siècle pour réaliser les parements et les couvertures de tombes rudimentaires dont on a trouvé les vestiges dans la combe des Balcas que traverse le ruisseau du Castellas. Elle aurait été rouverte une première fois par Dom Tarrisse, curé-prieur de Cessenon, originaire de Pierrerue, qui deviendra plus tard Supérieur Général de la Congrégation de Saint Maur, pour la reconstruction de l’église paroissiale endommagée pendant les Guerres de religion. C’est d’ailleurs le capitaine Bacon, chef de guerre protestant, lui aussi natif de Pierrerue, et par ailleurs parent de Dom Tarrisse, qui avait ruiné l’église Saint Pierre de la Salle. On a également trace d’une commande de marbre pour la réalisation d’un autel réalisé dans la première moitié du XVIIème siècle par Monseigneur de Bonsi, évêque de Béziers. Mais c’est en 1890 qu’un marbrier du Jura, Nicolas Gauthier, rouvre la carrière une seconde fois et l’exploite d’une manière moderne.

Coumiac c’est aussi le nom de la campagne, aujourd’hui inoccupée, qui se trouve du côté de Venta Farina, sous la protection de la Crotz de la Gardia plantée au-dessus d’une butte en forme de cône presque parfait. Ce cône portait un château, "Le Castellas", qui faisait partie du système de défense de Cessenon. En cherchant bien on peut découvrir quelques vestiges de fortification perdus dins las garrolhas (dans les chênes kermès).

Le nom de Coumiac serait d’origine gauloise. Mais c’est en raison de ses caractéristiques géologiques que le site de la carrière de Coumiac, récemment classé en "Réserve Naturelle Volontaire", est connu des spécialistes du "Comité International de la stratigraphie". Pour comprendre ce qui s’est passé ici il faut savoir que l’histoire de la vie a été marquée sur Terre par des bouleversements qui ont eu les dimensions de cataclysmes. Le plus célèbre est sans doute la disparition brutale, il y a quelque 65 millions d’années, des dinosaures qui peuplaient d’abondance la planète. Une des hypothèses avancées par les scientifiques est l’impact d’une météorite qui aurait modifié le climat de manière grave et durable, provoquant par milliers la mort des individus de l’espèce dominante.

Mais d’autres cataclysmes, entraînant une régression de l’éventail des formes de vie, s’étaient déjà produits. C’est le cas il y a 350 millions d’années, au milieu de l’Ere Primaire donc. A cette époque la biodiversité est déjà fortement développée quand des phénomènes traumatisants vont la faire reculer. Ici ce serait la raréfaction de l’oxygène contenu dans l’eau de mer qui serait en cause. Quoi qu’il en soit l’étude des sédiments montre la disparition de 80% des espèces animales existantes. (Nous en reparlerons plus loin... voir ci-dessous

La crise biologique qui marqua la fin du Frasnien

Précisément à Coumiac on peut observer sur une dalle, dans l’immense tranchée qui avait été réalisée pour l’extraction du marbre, les restes fossilisés des goniatites qui foisonnaient alors dans la mer. Il s’agit de boursouflures qui correspondent aux céphalopodes massivement disparus au cours de cette période. Résultat des plissements hercyniens qui se sont produits depuis, la dalle en question n’est pas horizontale mais pratiquement verticale.

Détail du "Mur des Goniatites" de la carrière de Coumiac

Merci aux autorités scientifiques belges pour leur immobilisme!!

Est-ce les conséquences inattendues de la lasagne institutionnelle belge qui fait que les compétences sont morcelées à l'extrême au point que même les hommes politiques eux-mêmes ne savent plus qui est compétent pour telle ou telle matière avec des compétences croisées... Etat fédéral ? Gouvernement régional ? Pouvoir communal ? Qui est responsable de ceci ou de cela... plus personne ne le sait vraiment. C'est tout le monde et personne... en fait, le mille-feuilles institutionnel belge est un aubaine pour les fainéants qui ne veulent pas se bouger et qui perçoivent un salaire mirobolant pour ne rien faire... ou pour se rejeter la balle en disant : "C'est pas de ma responsabilité, c'est pas de ma compétence !"

Est-ce pareil en sciences... ou alors les scientifiques sont-ils trop préoccupés par la production de publications qu'ils en oublient leur patrimoine ? Je ne sais...

Toujours est-il que le site de la tranchée de Senzeilles avait, historiquement été choisi pour être le Point Stratotypique Mondial marquant le passage du Frasnien au Famennien.

 Malheureusement, l'immobilisme des autorités politiques, scientifiques, communales, régiomales ou fédérales ou que sais-je encore a fait que ce site mondialement connu n'a plus été entretenu depuis des décennies. La nature y a repris ses droits. Il n'est plus accessible sans de gros travaux de défrichage si bien que la Commission Internationale de Statigraphie et l'Union Internationale des Sciences Géologiques a sélectionné en 1989, le site de Coumiac pour servir de référence à cette transition entre la biodiversité riche qui précédait le bouleversement et l’état de pauvreté biologique qui l’a suivi.

Plan de l'ancienne carrière de Coumian et position du GSSP (Global Boundary Stratotype Section and Point)

Clou doré marquant officiellement le passage d'une couche à une autre

Suivent une soixantaine de mètres de shales nodulaires et de shales formant le Membre des Machenées parfois riches en organismes constructeurs. Ce sont des schistes plus ou moins noduleux, contenant localement des brachiopodes et crinoïdes et devenant fins dans le tiers supérieur. A signaler aussi une passée grossièrement crinoïdique à stromatopores et tabulés lamellaires, à une vingtaine de mètres de la base.

La Formation des Valisettes est constituée de schistes verts parfois violacés, de calcaires noduleux et de schistes à nodules calcaires gris-rouge et gris-vert. Des calcaires massifs biohermaux rouge et gris et de dimension pluri-décamétrique sont isolés dans la formation. Ils se caractérisent à leur base par des calcaires rouges à stromatactis, puis des calcaires rouges à coraux et crinoïdes, et enfin des calcaires gris à stromatolites et calcaires rouges à stromatactices, coraux et crinoïdes. L'épaisseur de cette formation atteint 100 m dans le Massif de Philippeville, et semble être absente sur la bordure Sud du Synclinorium de Dinant ainsi qu'au sein de la Famenne. Les récifs calcaires ont fait l'objet d'une exploitation dans le cadre de la réalisation de pierres d'ornementation.

Dans certains endroits, comme dans la région de Givet, par exemple, la Formation de Neuville, la Formation des Valisettes et la Formation de Matagne composées toutes trois de schistes calcaires, calcaires noduleux et schistes noirs (Frasnien supérieur) ont été regroupées du fait des conditions dans lesquelles les roches qui leur correspondent sont mises en contact avec nos sens et ne permettent pas de les distinguer les unes des autres.

Coupe méridienne dans le bassin de sédimentation frasnien, avant la phase de plissement varisque.

Modèles sédimentologiques des monticules récifaux frasniens belges; A: Membres du Lion et de l'Arche (Boulvain et al., 2004). B: Membre du Petit-Mont dans l'Anticlinorium de Philippeville (Boulvain, 2001).

Remarque géologique formulée par Frédéric Boulvain : Au Nord du Synclinorium de Dinant, les schistes du Membre des Machenées s'effacent progressivement et les calcaires construits et stratifiés des Formations du Pont de la Folle et de Philippeville ne forment plus qu'une seule formation appelée Formation de Lustin. On retrouve également la Formation de Lustin dans la partie orientale du Synclinorium de Dinant, dans la région d'Aywaille ainsi que dans la Nappe de la Vesdre et les Ecailles Haine-Sambre-Meuse. Dans ces régions, la Formation de Neuville passe latéralement à la partie inférieure de la Formation d'Aisemont, constituée d'une vingtaine de mètres de calcaires relativement argileux à coraux, schistes nodulaires et calcaires ou dolomies algaires.

Dans le Parautochtone brabançon, le Frasnien présente des faciès plus littoraux. Surmontant la Formation de Bovesse, la Formation de Rhisnes, épaisse d'une quarantaine de mètres, est constituée majoritairement de calcaires nodulaires riches en brachiopodes (Membres de Watiamont et de Falnuée) encadrant une partie intermédiaire formée de bancs calcaires à coraux et stromatopores (Membre de la Rocq). Dans la vallée de l'Orneau, la Formation de Rhisnes est réputée plus épaisse, mais se présente sous le même faciès nodulaire. Une différence essentielle concerne sa partie médiane où le Membre de Golzinne remplace le Membre de la Rocq. Il y débute par des calcaires en fines plaquettes qui surmontent sans transition le calcaire nodulaire et se poursuit par des calcaires stratifiés, très fins, noirs, exploités comme marbre (marbre noir de Golzinne).

Dans la région orientale du Parautochtone brabançon, la Formation de Rhisnes passe latéralement à la Formation de Huccorgne formée de calcaires fins et de calcaires coralliens.

La Formation de Matagne correspond à une généralisation de la sédimentation argileuse à la fin du Frasnien. En effet, à la fin du Frasnien, la sédimentation terrigène se généralise et on observe au bord Sud du Synclinorium de Dinant, la fameuse Formation de Matagne qui débute avec le premier banc calcaire à goniatites et buchioles. Le passage à la formation sus-jacente s'effectue de manière progressive et se caractérise par un passage à des lithologies légèrement plus arénacées. Généralement de couleur noire, cette formation se débite en petites plaquettes fines, débit qui contraste avec celui plus grossier de la Formation de Famenne. Cette transition entre les formations de Matagne et de Famenne s'effectue progressivement mais suffisamment rapidement pour être facilement cartographiable. Essentiellement formée de schistes, elle contient quelques nodules calcaires aplatis et allongés dans le plan de stratification. D'un point de vue faunistique, cette formation renferme de nombreux petits lamellibranches Buchiola palmata, de petits Cyrtospirifer verneuilli, de petits Cyrtospirifer orbelianus et des Rynchonellidés du genre Ptychomaletiechia. on y trouve aussu des Orthocères et des Goniatites du genre Manticoceras. Ameurant de manière discontinue, son épaisseur varie de 40 à 120 m (au sein de la dépression de la Famenne). Elle est datée du Frasnien terminal à l'extrême base du Famennien.

A Senzeilles, où les schistes de Matagne ne paraissent que tardivement, la limite supérieure de la Formation coïncide avec la limite Frasnien-Famennien. Il en est de même à Philippeville et à Neuville. Au bord Sud du Synclinorium de Dinant, les schistes de Matagne débutent sensiblement plus tôt et subsistent également plus tard.

Cette formation témoignerait d'un événement anoxique d'importance globale (au bord Sud du Synclinorium de Dinant, la Formation de Matagne est contemporaine du "Lower Kellwasser event". Dans l'Anticlinorium de Philippeville, la Formation de Matagne est très réduite et surmonte la Formation des Valisettes. Dans l'Est du Synclinorium de Dinant, dans la région de Barvaux et jusqu'à Aywaille, la Formation de Matagne passe latéralement à une centaine de mètres de schistes violacés à lumachelles de brachiopodes (grands Cyrtospirifer) constituant la Formation de Barvaux.

Nous pouvons remarquer que le faciès (l'aspect) "Barvaux" ne se manifeste que dans la région de Barvaux. Ailleurs, les schistes peuvent être plus verdâtres ou brunâtres avec cependant toujours des passages violacés et sa faune toujours remarquable (Sy, Aywaille, Louveigné, Biron, Erezée et Barvaux sont évidemment des spots bien connus des collectionneurs de Cyrtospirifers. A Aywaille, comme à Comblain, une modification de faciès induit une modification de nom de couche : on ne parlera donc plus de Formation de Barvaux mais de Formation de Lambermont. Les Formations de Barvaux et de Lambermont se correspondent par la base. La Formation de Lambermont fait suite en continuité à la Formation d'Aisemont dont le biostrome marque le sommet. A Sinsin, les schistes sont plus souvent brunâtres, ou même franchement verts, que violacés. Il convient d'être tolérant sur ce point. Il s'agit d'une coupe d'un seul tenant, facilement accessible et fort bien préservée, qui pourrait utilement prétendre au rang de stratotype ou de parastratotype.

Sartenaer, grand spécialiste des brachiopodes a discuté de ce qu'il appelle un aspect "Matagne" et un aspect "Barvaux". Le premier se caractérise, pour l'essentiel, par la finesse du clivage, le second par l'abondance des Cyrtospirifer. Il parait qu'il a existé (je parle bien au passé puisqu'il n'y a plus rien à voir), un affleurement à Houyet qui montrait la transition entre l'un et l'autre aspect. Cet affleurement avait, de ce point de vue, une importance particulière mais il n'existe plus.

Dans la Nappe de la Vesdre, la Formation de Lambermont, située en partie sur le Frasnien et sur le Famennien, surmonte la Formation d'Aisemont et se caractérise par la présence d'un niveau à débris coralliens et nodules calcaires au sein de schistes verdâtres. Dans le Parautochtone brabançon, on observe une formation schisteuse d'une dizaine de mètres de puissance appelée Formation de Franc-Waret.

Selon la littérature, il est écrit que les schistes de Matagne sont fins et noirs. Ils le sont à Lessive, près de Han sur Lesse et Frasnes, près de Couvin mais ailleurs ils sont bruns, gris ou verts, mais toujours (ou très généralement) de teinte sombre, fins, finement feuilletés, avec seulement de loin en loin quelques rares nodules plats et l'une ou l'autre petite lentille de grès, mais toujours avec cette faune caractéristique de Rhynchonellidés et de Spiriféridés.

Le Famennien

Nous quittons le Frasnien pour entrer dans le Famennien. A cette époque, la poussée des plaques formant le Gondwana fait se soulever le fond marin. La mer se retire du Brabant et un important mouvement régressif se fera sentir, avec le retour progressif de faciès littoraux terrigènes. L'érosion des rides situées au sein du bassin de sédimentation fournit également un important matériel détritique. Mais la mer continue à recouvrir la région Rochefort-Beauraing-Givet-Couvin. Cet important changement de régime sédimentaire est probablement induit par les premières manifestations de l'orogenèse varisque. Plus proche de la côte que durant le Frasnien, la Famenne reçoit les argiles et les sables qui donneront les schistes et les grès. Dans ces conditions d'intense sédimentation, les récifs ne savent plus se développer. Par contre, on trouve beaucoup de brachiopodes, des Spiriféridés et des Rhynchonellidés. Nous trouvons les roches des Assises de Senzeilles, de Mariembourg, d'Esneux, de Souverain-Pré, de Monfort, d'Evieux et de Comblain-au-Pont dans différentes régions de Belgique mais surtout dans la région de Marche-en-Famenne sans oublier la "tranchée de Senzeilles", lieu mondialement connu au niveau géologique où on a pu déterminer avec précision le passage du Frasnien au Famennien. Un refroidissement est possible dès le Frasnien supérieur.

Répartition des formations de la Famenne, d'après Bultynck et Dejonghe, 2001

Le Famennien inférieur enregistre donc une sédimentation essentiellement pélitique dans le Condroz et en Famenne. Il s'agit des schistes verdâtres de la Famenne. La Formation de la Famenne est composée de schistes et siltites (Famennien inférieur) gris-vert à vert, parfois bruns. Elle contient des coquilles de brachiopodes dissoutes et ferruginisées qui forment localement des lentilles carbonatées d'épaisseur centimétrique ou des lumachelles. Les rhynchonelles et les spirifers sont les plus abondants. La fraction silteuse croît de la base au sommet. La limite inférieure est marquée par un passage d'une sédimentation argileuse fine à une sédimentation plus silteuse et micacée qui se matérialise à l'affleurement par un débit schisteux plus grossier.

Cette unité est surmontée par la Formation d'Aye, d'âge famennien moyen, à caractère plus silteux. Ces deux formations reflètent des conditions infratidales. Dans la partie proximale de la plate-forme, vers le nord, la Formation d'Aye passe latéralement à la Formation d'Esneux (psammites stratoïdes des anciens auteurs). Cette unité, constituée d'une alternance de siltites argileuses verdâtres et de bancs de grès fin micacés traduit un milieu de dépôt subtidal, dans la zone d'action des vagues de tempête (les bancs de grès correspondent à des tempestites distales).

Au sein de la dépression de la Famenne, la limite avec la Formation d'Aye n'est pas franche, elle est marquée par une augmentation de la fraction silto-gréseuse au sein de la série, la limite étant fixée à 5% de bancs silto-gréseux. Elle est principalement constituée de schistes vert à gris clair et de siltites et de grès fins hétérogènes, argileux, gris-vert à gris-beige, bien stratifiés et laminaires d'épaisseur centimétrique à pluridécamétrique. Les produits d'altération de ces schistes ont localement servi pour la fabrication de briques (Wanlin, en Belgique).

Au sein de la Formation d'Aye, les bancs gréseux représentent entre 5 et 20% de l'épaisseur totale et leur épaisseur est toujours inférieure à 25 cm. De la base au sommet de la formation, la proportion en matériel gréseux s'accroît peu à peu pour atteindre 70% à son sommet. Cette évolution n'est pas régulière, elle est marquée par des récurrences de faciès plus pélitiques. Localement, on note la présence de bancs calcaires lenticulaires d'épaisseur centimétrique, à brachiopodes et à crinoïdes. Elle est datée du Famennien inférieur et ses limites sont diachrones.

En se dirigeant vers le Nord-Est, la Formation d'Aye passe progressivement à la Formation d'Esneux qui est composée de schistes, siltites et grès (Famennien moyen) La base de la Formation d'Esneux se caractérise généralement par des grès fins ou des siltites gris-vert, hétérogènes et micacés, faiblement schistosés, mal stratifiés, en bancs massifs décimétriques à métriques. Quelques bancs de grès d'épaisseur centimétrique, laminaires ou en lentilles étirées, soulignent la stratification.

La formation se caractérise par des ensembles plurimétriques à pluridécamétriques homogènes formés par des schistes et des grès très fins, légèrement argileux, gris à gris-beige, très finement laminés (lamines planes parallèles, obliques ou entrecroisées). Les bancs gréseux, souvent lenticulaires, sont entrecroisés de joints schisteux gris-vert. Les ensembles gréseux sont séparés des ensembles plus pélitiques constitués de schistes gris-vert, gris foncé à vert et de grès micacés très fins, gris-beige. Elle a été exploitée par le passé comme "concassé".

Formations et environnements du Famennien de la vallée de l'Ourthe. Fm. B: Formation de Beverire. Fm. C-L-T: Formation de Comblain-la-Tour. Noter les niveaux rouges (d'origine continentale) dans la Formation d'Evieux. D'après Thorez et al. (2006)

Au-dessus, la Formation de Souverain-Pré, fortement diachronique, (Famennien supérieur) se caractérise par des schistes calcaires, de gros bancs métriques de calcaires crinoïdiques et de grès fins à nodules calcaires (considérés comme des lithoclastes) à ciment silto-schisteux. Les calcaires sont essentiellement biodastiques (crinoïdes et brachiopodes) de type mudstone, wackestone à packstone. À la base, les calcaires forment de minces bancs qui alternent avec des grès. Les calcaires nodulaires sont interrompus par des grès calcaires divisés en bancs décimétriques. La limite supérieure de cette formation n'est pas franche, on passe progressivement d'un faciès "Souverain-Pré" à un faciès "Ciney". Cette limite est marquée par l'apparition de grès à fines structures lamellaires. La Formation de Souverain-Pré est facilement reconnaissable à son aspect carié, mettant en évidence les alignements de cavités issues de la dissolution des nodules calcaires. Il n'y a pas d'utilisation connue de cette roche, par contre elle constitue un bon aquifère pour les captages domestiques.

La petite carrière de Strud à Gesves en Province de Namur ouverte dans la Formation d'Evieux ou de Souverain-Pré, Famennien moyen, a fourni de nombreux fossiles. À la fin du XIXème siècle, puis à la fin du XXème siècle, des découvertes archéologiques importantes y ont été réalisées. Le paléontologue Gaël Clément de l'Université de Paris redécouvre les travaux de 1888 sur le site, du Belge Maximin Lohest (qui découvrit précédemment l'Homme de Spy), dont ce qu'il croyait être une mandibule de poisson. En 2003, elle s'avèrera être une mâchoire d'Ichthyostéga, un tétrapode considéré par les paléontologues comme un témoin du passage de la vie aquatique à la vie terrestre, un maillon important dans la progression des espèces sur terre.

Cette formation traduirait une faible pulsation transgressive. Dans l'est, près de Limbourg, un faciès calcaire particulier s'intercale dans la Formation de Souverain-Pré, connu et anciennement exploité sous le nom de "Marbre rouge de Baelen". Il s'agit de monticules récifaux, constitués d'accumulations de crinoïdes, éponges et algues disséminées dans une abondante matrice micritique. Vers le Nord-Est, plus près du rivage, la Formation de Souverain-Pré passe à la Formation de Ciney, plus sableuse.

La Formation de Ciney est composée de grès fins et siltites calcaires nodulaires à sa base et à son sommet, auxquels il faut ajouter des calcaires stratifiés à son sommet. La série débute au toit de la Formation de Souverain-Pré par des grès fins, finement lités à nodules aplatis de dolomies, en bancs métriques à pluri-métriques. Ces grès à ciment calcaire sont surmontés de grès à nodules calcaires alternant avec des grès et des siltites grises en bancs métriques. En montant dans la série les bancs à nodules calcaires deviennent de moins en moins nombreux et moins épais, ils laissent la place à des siltites et des grès de plus en plus stratifiés. Vers le haut, les passées schisteuses s'intercalent entre les bancs de grès qui restent carbonatés. Le dernier tiers de la formation (anciennement appelé "Strunien") est constitué de trois unités, l'unité de base renferme des schistes à passées calcaires, puis des schistes gris-vert. La seconde unité est gréseuse à lits de nodules calcaires. La dernière unité montre une alternance de calcaire et de calcaire gréseux avec des schistes et des siltites. Les grès de cette formation présentent fréquemment des stratifications planes parallèles ou entrecroisées en "auges" ou "en mamelons". Les micas sont parfois abondants. Les roches de cette formation ont autrefois fait l'objet d'exploitation comme pierre de construction, plus au Nord, on les exploite encore comme granulat.

Au Famennien moyen à supérieur, le comblement du bassin s'accentue et la nature des sédiments devient essentiellement gréseuse ("Psammites du Condroz"). La Formation de Montfort formée de grès en bancs à stratification plane et entrecroisée, comprend un complexe de barres sableuses (Membre de la Gombe), des faciès d'arrière-barrière (Membre de Barse) et des faciès d'avant-barrière (Membre de Bon-Mariage). Plus au large, la Formation de Comblain-la-Tour est caractérisée par des sédiments sablo-calcaires subtidaux.

Le sommet ultime du Dévonien est formé par la Formation d'Evieux qui s'est déposée dans un environnement à tendance plus continentale avec des fossiles de végétaux.

Moresnetia zalesskyi, Formation d'Evieux, abords du pont du chemin de fer, Moresnet
Photo et coll. L.V.B.

La progradation générale de la plate-forme est responsable d'un déplacement des ceintures de faciès vers le sud et sur une même verticale, on observe une évolution régressive vers des environnements marins de plus en plus retreints (sabkha évaporitique), puis continentaux (complexes fluvio-alluviaux, paléosols ). Le Membre de Fontin est nettement carbonaté, avec des faciès lagunaires.

Les Formations de Montfort et d’Evieux tirent leur nom des localités de Montfort et d'Evieux situées dans la vallée de l’Ourthe. Sous ce vocable sont regroupées les diverses unités de l’ensemble détritique terrigène compris entre la Formation de Souverain-Pré et les calcaires carbonifères de la Formation d'Hastière. Depuis les travaux de Mourlon en 1875, seuls les études de Thorez et ses collaborateurs en 1977 semblent avoir été menés sur ce secteur. Ces derniers travaux ont conduit à remarquer que les couches géologiques qui les composent s’organisent de manière complexe selon un modèle sédimentaire et paléogéographique de type littoral, caractérisé par de rapides variations de faciès. Leur reconnaissance nécessite une étude détaillée sur des affleurements relativement continus. La surface cartographiée n’offre pas de coupe continue et les affleurements sont très rares (2 anciennes carrières dans les environs de Moresnet). L’application stricte du canevas lithostratigraphique est donc très malaisée. Deux unités se dégagent sans qu’il soit possible d’en préciser les transitions :

Dans les Ecailles Haine-Sambre-Meuse, l'épaisseur du Famennien reste très faible. Des niveaux d'hématite oolithique présents au sommet de l'étage indiqueraient la proximité du littoral. Au bord nord, le Famennien n'est représenté que très localement, de la vallée de la Sennette à la Mehaigne via l'Orneau. Il s'agit de shales à oolithes ferrugineuses, surmontés de grès, calcaires gréseux et dolomies (Formation de la Samme, caractérisant aussi la base du Dinantien - Carbonifère !!). Dans la région de Marche-les-Dames, la partie supérieure de cette unité expose un niveau de dolcrete, surmonté de grès et schistes rougeâtres précédant les premiers dépôts carbonifères.

Dès la fin du Famennien, un premier mouvement transgressif repousse le littoral vers le nord. Cette pulsation, qualifiée de strunienne, fait succéder aux faciès à dominante détritique du Famennien, une unité de plus en plus carbonatée appelée Formation de Comblain-au-Pont dans l'est du Synclinorium de Dinant.

Le Dévonien se termine ici etles couches suivantes seront datées du Carbonifère.

L'avènement de la vie terrestre

Jetons un coup d'oeil sur le paysage de l'époque... Du coté géologie, la planète est toujours recouverte en grande partie par l’immense océan Panthalassa. Aussi, durant le Dévonien, le super continent Protogondwana qui autrefois englobait la majeure partie de l’hémisphère Sud, glisse lentement mais surement vers le Nord. Ce qui l’amènera inexorablement à percuter plus au Nord, le jeune continent Laurussia formé au cours du Silurien. Ainsi dès la fin du Dévonien, les deux continents s’apprêteront à s’unir pour former dès le début de la période suivante, le Carbonifère, un seul et unique supercontinent, la future Pangée.

En l’absence de calottes glaciaire au début du Dévonien, la planète, bénéficie d’une température relativement chaude oscillant aux alentour des 25/30degrés. Cependant, la prolifération de la végétation qui absorbe une grande quantité de CO2, gaz à effet de serre, ce qui entraine un rafraichissement. Aussi au cours du Dévonien moyen la température globale, bien que toujours clémente sera en baisse, puis s’élèvera de nouveau vers la fin de la période. En bref, il fait chaud !

Le Silurien n’ayant connu aucune extinction de grande ampleur, la dernière datant de la fin de l’Ordovicien, plus de 20Ma se sont écoulés en toute quiétude. Aussi, dans le vaste océan Panthalassa, et plus précisément dans les hauts fonds bordant les continents, la vie animale s'épanouit. La biodiversité est florissante.

Les récifs coralliens s'étendent sur des millions de mètres carrés, de véritables écosystèmes peuplés d'éponges, de brachiopodes, crinoïdes, trilobites, mollusques céphalopodes et bien d’autres encore. A quelques choses près, on retrouve plus ou moins les espèces du Silurien, trilobites, arthropodes marins, nautiloïdes et bien entendu les poissons. Cependant, on remarque certains changements morphologiques chez ces derniers : les poissons ont évolué. En effet, les Ostracodermes, premiers poissons sans mâchoires apparus au Silurien, vont devoir laisser le devant de la scène aux nouveaux venus, les Placodermes. Comme les Ostracodermes, les Placodermes ont un blindage de plaques osseuses recouvrant la partie antérieure de leur corps. De plus, désormais ils sont équipés de nageoires. A l’aide de ces nouvelles nageoires, ils découvrent une nouvelle dimension, la hauteur. Ils peuvent désormais évoluer dans la colonne d’eau, ce qui fait d’eux les premiers poissons pélagiques... fini de vivre sur le fond océanique.

Bien que les nageoires leurs ouvrent de nouvelles perspectives, ce qui va réellement changer, c’est un autre changement morphologique, la mâchoire articulée. Il s’agit d’une mâchoire osseuse dépourvue de dents, néanmoins, pour certains d’entre eux, elles sont munies d’excroissances osseuses aux arêtes tranchantes. Dorénavant, ils peuvent attraper, mordre, déchirer.

Elle est bien finie, l’époque où les poissons aspiraient leur nourriture sur les fonds marins. Désormais, armés et mobiles, les poissons placodermes deviennent rapidement des prédateurs de tout premier plan, chassant tout ce qui passe à leur portée. Ce qui est le cas des célèbres Dunkleosteus, Ils deviennent les super prédateurs du moment et ils le resteront jusqu’à la fin du dévonien... pour le plus grand malheur d’un autre groupe de poissons qui vient d’apparaitre, les chondrichtyens ou poissons cartilagineux, ancêtres des requins, raies, etc.. Eux auront aussi leur heure de gloire, mais bien plus tard.

Dunkleosteus : plaques osseuses antérieures et dessin de Karen Carr (avec l'aimable autorisation de l'artiste)
Karen Carr, artiste animalière, spécialisée dans les scènes d'histoire naturelle a déjà produit ses modèles dans des médias traditionnels et électroniques, en publications, dans les zoos, les musées et les parcs à travers les Etats-Unis, le Japon et l'Europe.

Au cours du Dévonien apparaissent deux classes de vertébrés aquatiques issus des Ostéichthyens :

Bien que massif, cet énorme poisson de 3-4 mètres pour pratiquement deux tonnes avait semble t-il la faculté et la force de se hisser sur les berges, grâce à ses "nageoires charnues" pour chasser des arthropodes et autres petites salamandres déjà présentes dans les milieux humides.

Pour se prémunir des prédateurs, certains poissons se réfugient dans les rivières, les mangroves, les lagunes ou les encore les marécages, dans une eau saumâtre peu profonde ou s’entremêlent un grand nombre de racines, des feuilles mortes et autres végétations en décomposition. Certes dans cet environnement exigü, l’animal est à l’abri du prédateur qui rôde non loin dans les eaux vives, mais ses nageoires ne sont pas de grandes utilités. C'est cependant en les utilisant différemment, qu'elles permettraient à l’animal de s’accrocher en cas de courant, de se frayer un chemin en écartant les racines ou en aplatissant les feuilles mortes sur la vase. Donc c’est avec le temps, que l’animal va s’adapter à l'environnement et en quelques millions d’années, ces poissons voient leur corps changer, leur morphologie s’adapter et leur nageoires muter en sortes de "proto-pates", bien plus efficaces dans cet environnement chaotique.

Enfin, vers la fin du Dévonien au cours du Frasnien, apparaissent les tous premiers "tétrapodes", à l’image de Tiktaalik découvert en 2004 dans l’arctique Canadien. Tiktaalic est une belle bestiole, pouvant mesurer jusqu’à deux mètres de long et puisqu’il évolue dans une faible quantité d’eau, pour garder son corps immergé, son corps et sa tête se sont aplaties. Les eaux saumâtres sont pauvres en oxygène, ce qui amène l’animal à venir respirer en surface, aussi les narines et les yeux se placent-ils au dessus de la tête, de façon à ce qu'il puisse respirer sans avoir à sortir la tête de l’eau. A l’image des crocodiles actuels.

Tiktaalik n’est plus un poisson, mais ce n’est pas non plus un véritable tétrapode, pour être exact, c’est un Trétrapodomorphe. Il a la morphologie d’un tétrapode sans en être un pour autant. Il se situe entre le poisson et le tétrapode. C'est une espèce aux caractéristiques anatomiques intermédiaires entre les poissons et les tétrapodes, il possède une mosaïque de caractères morphologique qui fait de lui un parent très proche des tétrapodes, un "Taxon-frère" des Tétrapodes.

Quoi qu’il en soit, Tiktaalik possède un cou qui semble mobile, des poignets et les rayons dermiques de ses nageoires s’apparentent à des doigts, ce qui lui permet tant bien que mal en cas de crise majeure de pouvoir passer d’une mare à une autre en rampant ou en se tortillant. Il ne marche pas à proprement parler, il ondule plus qu’autre chose. Cependant il peut respirer en surface aussi bien que dans l’eau.

Une trentaine de Ma passent, ce qui nous amène au Dévonien supérieur. C’est maintenant, qu'apparaissent les premiers tétrapodes stégocéphales.

Dans un premier temps les tétrapodes tout comme Tiktaalik, sont exclusivement aquatique, exceptionnellement il peuvent sortit de l’eau, mais ils reste tout de même majoritairement aquatique. C’est aussi le cas d’Ichtyostega.

Reconstitution de Tiktaalik, mi-poisson, mi-tétrapode

Squelette de l'Ichtyostega. Depuis le Tiktaalik, les nageoires ont évolué vers des pattes, mais cette grosse salamandre reste inféodée au milieu aquatique.

Reconstitution de l'Ichtyostega. Si les nageoires ont évolué vers des pattes, cette grosse salamandre devait plutôt se trainer sur le sol boueux des marécages que réellement marcher.

Ichtyostega, est une grosse salamandre maladroite sur la terre ferme mesurant environ 1,50m. Il est considéré comme un des liens de transition les plus importants entre les vertébrés marins et les vertébrés totalement terrestres. Mais pour voir réellement un tétrapode de déplacer sur la terre ferme, Il faut attendre encore un peu.

Evolution depuis l'Eusthenopteron, poissons sarcoptérigien, jusqu'àu premier vrai tétrapode, l'Acanthostega (ou Ichtyostega)

Parmi ces premiers tétrapodes, on en trouve certains, comme l'Icthyostega qui mesurent 1,5 m de long, d'autres, comme l'Acanthostega, sont plus petit que leur cousin, et bien plus svelte, car il ne mesure que 60 cm. Cela dit, tous les tétrapodes n’étaient pas petits : Pour preuve, dans le Sud de la France on a retrouvé des morceaux d'un crâne de tétrapode datant du tout début du Carbonifère, permettant d’évaluer la taille de l'animal à plus de cinq/six mètres. Aussi gros, voire plus gros qu’un crocodile.

Quoi qu'il en soit, Ichtyostega, Acanthostega et leurs cousins tétrapodes stégocéphales du Dévonien supérieur feront, pendant millers d'années, des aller retour de la mer à la terre jusqu'à devenir des vertébrés complètement terrestres.

Entre temps, les scorpions, eux aussi sont sortis de l'eau et sont rapidement rejoints par les araignées. Ils seront bientôt les maîtres sur terre.

La fin du Dévonien

Nous voici arrivés à la fin du Dévonien et bientôt le Carbonifère nous ouvrira ses portes. Plus 80 Ma se sont écoulés depuis la dernière crise biologique, depuis la dernière extinction.

L’extinction massive fixant le passage Frasnien-Famennien

Observations sur le terrain

Pour ceux qui, comme moi, ont l’habitude d’être le plus souvent possible sur le terrain, prospectant de-ci, de-là, tout en notant précisément l’emplacement géographique mais surtout la localisation stratigraphique de chaque affleurement, il est une observation que nous avons tous pu faire : la faune du Famennien est essentiellement différente de celle du Frasnien... je dirais même que le Famennien est un désert marin par rapport au Frasnien et aux autres étages du Dévonien.

Faisons le rapport de nos observations.

Après la crise ordovicienne, la diversification biologique a repris au Silurien et au Dévonien.  Au Dévonien, on constate l'apparition des requins, des poissons cartilagineux et des ammonoïdés. C'était une période faste pour les espèces construisant des récifs (comme les coraux).  Hors du domaine marin, en plus des amphibiens et des insectes, les premières véritables plantes terrestres se sont établies sur terre pour former les premières forêts.

Au cours de l'Emsien, de l’Eifelien, du Givetien et du Frasnien, on observe une vie grouillante composée de crinoïdes, brachiopodes, de trilobites, de bivalves, de gastéropodes, vivant aux abords des récifs de coraux en pleine expansion, composés de coraux solitaires et de coraux coloniaux. Cela nous permet aujourd’hui d’observer des couches de calcaires construits, des biohermes, avec aux alentours des couches de schistes aux teintes diverses.  Dans les calcaires et les schistes, on peut récolter coraux divers, bivalves, brachiopodes, crinoïdes et trilobites. Dès l’entrée dans le Famennien, le paysage change radicalement : le récifs de coraux disparaissent, laissant la place à de grandes étendues boueuses stériles qui donneront des schistes très feuilletés.  Les brachiopodes, s’ils sont toujours présents, voient le nombre d'espèces diminuer, tandis que les trilobites disparaissent presque complètement et nous ne parlons presque plus des crinoïdes.

Comme à la fin de l'Ordovicien et du Trias, une centaine de familles disparaissent à la limite du Frasnien et du Famennien. Les groupes les plus atteints sont, comme dans la plupart des extinctions, ceux de la communauté marine alors que la flore et la faune terrestres sont peu touchées. Les taxons les plus affectés sont les espèces des eaux chaudes et tropicales et, notamment, les principaux constructeurs de récifs : stromatoporoïdés, rugueux et coraux tabulés. Les espèces construisant des récifs furent si sévèrement touchées que l'on ne retrouve pratiquement plus de ces constructions avant l'apparition des coraux modernes au Mésozoïque. Les autres organismes gravement atteints sont les Algues flottantes, les Trilobites, les Brachiopodes, les Conodontes et Acritarches, les Poissons primitifs et les Ammonoïdés (Clyménidés). On estime que 70% des taxons chez les invertébrés marins ne survécurent pas au Carbonifère.

Tous ces groupes utilisent, plus ou moins, le calcium pour l'édification de leur exosquelette ou leur endosquelette.  Alors que les éponges à spicules calcaires périclitaient, les éponges à spicules siliceux prospéraient et se diversifiaient à la fin du Dévonien. Chez les Agnathes, alors que les Ostracodermes, "Lamproies cuirassées" à la formation osseuse dermique plus ou moins importante, par des boucliers ossifiés (Ostéostracés), des plaques (Anaspidés) ou des carapaces osseuses (Hétérostracés) disparaissent, les Lamproies, au corps cartilagineux, persistent. Chez les Gnathostomes, les Placodermes, poissons à squelette interne cartilagineux possèdent une cuirasse osseuse (Antiarches et Arthrodires).  Ils s'éteignent presque complètement au Dévonien terminal alors que les Acanthodiens, à squelette interne également cartilagineux, qui ne portaient qu'une épine à l'avant de chaque nageoire et étaient dénués de cuirasses osseuses comme les Placodermes persistent jusqu'au Permien.

Y aurait-il eu un déficit en calcium ?

Voyons quelques documents qui nous exposent la situation...

Ces 3 documents présentent la phylogénie des Poissons. On observe que parmi les 11 groupes présents au Dévonien, 5 groupes ont disparu définitivement à la fin de cette période. Il s’agit des hétérostracés, anaspides, ostéostracés, placodermes et ostéolépides. Les autres groupes de Poissons ont passé cette crise qui a donc été sélective.

Ce document présente l’importance d’un autre groupe d’animaux marins, les Brachiopodes qui vivent fixés et occupent donc des niches écologiques différentes de celles des Poissons. On constate que certains groupes ont régressé au Dévonien supérieur, pour ensuite se redéployer.  Seul le groupe 5 (Sieberella) a entièrement disparu mais qu’en outre les autres groupes ont vu leur diversité considérablement réduite à l’exception du groupe des Rhynchonelles (groupes 6, 8, 9).

La phylogénie des Trilobites, un groupe aujourd’hui disparu, apporte un argument supplémentaire. Malgré un mode de vie différent de celui des Brachiopodes et des Poissons puisque c’étaient des arthropodes, 7 des 9 lignées présentées ont disparu définitivement à la fin du Dévonien, une a perduré un peu au Carbonifère et le seul groupe survivant a disparu définitivement à la fin du Primaire.

Encore un document mais qui nous parle, celui-ci, de l'évolution des coraux rugueux et tabulés.  On voit nettement qu'ils sont en pleine expansion jusqu'au Dévonien moyen.  A partir du début du Frasnien, ils régressent fortement et perdent 75% des de leurs effectifs.  Ils se redéployent ensuite.  Il y a donc un ou plusieurs facteurs qui ont décimé les récifs de coraux et ils vont ensuite de nouveau pratiquement disparaître au Permien.

Ce dernier document est une synthèse des autres et montre que, depuis le Cambrien, le nombre de familles d’êtres vivants c’est à dire la biodiversité, a varié. Relativement stable pendant l’ère primaire, autour de 500 familles, il a été réduit de moitié à la fin du Primaire avant d’augmenter considérablement au Secondaire atteignant 750 familles à la fin du Tertiaire. En dehors de la fin du Permien, on observe lors de certaines périodes une chute temporaire du nombre de familles suivie d’une nouvelle augmentation de la biodiversité. C’est notamment le cas à la fin du Dévonien avec la disparition de 20 % des familles existantes mais aussi à la fin de l’Ordovicien, du Trias et du Crétacé notamment. Dès le début du Carbonifère cependant, l’essentiel de la biodiversité a été restauré. Ces disparitions massives sont interprétées comme la conséquence de crises écologiques majeures.

Tout ceci confirme qu’une crise écologique a dû se produire à cette période. À cette période, la planète est un immense océan. Un super continent est situé au pôle Sud et d'innombrables îles et archipels sont répartis sur l'équateur. Sur terre, la végétation est très luxuriante, la température est chaude et humide, les insectes prolifèrent, la faune est quasi inexistante. Mais, dans les mers, la vie foisonne, coraux, éponges, brachiopodes, trilobites, nautiloïdes et une multitude de poissons de toutes sortes cohabitent dans ces eaux chaudes et baignées de lumière. L'existence de récifs, de carbonates et d'évaporites au Dévonien inférieur et moyen suggère un climat chaud, tropical, équatorial.

Que nous racontent les roches de la fin du Frasnien et du Famennien?

Cela s'est produit au Dévonien supérieur, vers la fin de cette période, pour être exact entre les deux étages que sont le Frasnien (-385,3 Ma) et le Famennien (-374,5 Ma). Une crise écologique, c'est donc tout l'écosystème qui est fortement atteint : les récifs disparaissent... et bon nombres d'animaux qui y vivent (brachiopodes, coquillages, crinoïdes, éponges...) pour ne revenir que beaucoup plus tard, au Trias.  Les poissons marins sont affectés, alors que ceux d'eau douce le sont beaucoup moins. Peu de trilobites survivent.

La première extinction, celle de l'Ordovicien s'est produite une centaine de millions d'années auparavant. Si la catastrophe ordovicienne fut brutale, celle du Dévonien est plus étalée sur la durée. En effet, il ne s'agit pas d'un évènement unique, mais de plusieurs qui se déroulent sur une période d'environ 3 Ma.

Pour en savoir plus sur ce sujet, je vous invite à visiter la page : La crise biologique de la fin du Dévonien

Des micro-billes de verre disséminés dans les roches de la fin du Frasnien nous indiquent que de nombreux petits impacts de météorites sont intervenus. En corrélation avec cette hypothèse, nous trouvons la présence d’épaisses couches de coquilles broyées, traces de raz de marée mais aussi des pics d'iridium. Des événements violents qui affaiblissent la biosphère mais qui ne sont pas de taille à déclencher une extinction massive. Mais c'est un bon début...

Les plissements et l'érection des montagnes consécutifs aux gigantesques collisions des plaques rocheuses à la surface de la terre provoquent de gigantesques failles. Dans les entrailles de la Terre, sous la Sibérie actuelle, un océan de magma en effervescence est prêt à exploser. Un panache géant se forme, il se détache de la matière magmatique et remonte vers la surface. Il perce la croûte terrestre dans ces fameuses failles et déverse des millions de tonnes de roches en fusion avec une quantité incommensurable de poussières, de vapeur d'eau et une énorme quantité de gaz se répandant dans l'atmosphère, libérant du dioxyde de carbone (CO2), du dioxyde de soufre (SO2) et du sulfure d'hydrogène (H2S).

Ces gaz, mélangés à l'eau forment des acides qui neutralisent les carbonates. Les animaux l'utilisant pour leur coquille, leur carapace ou leurs os (poissons, trilobitres, bivalves, brachiopodes, gastéropodes, céphalopodes...) ne peuvent plus le synthétiser.  L'océan est contaminé, le plancton constituant la base de la chaîne alimentaire est éradiqué... beaucoup d'espèces vont disparaître.

L'atmosphère étant saturée de dioxyde de carbone, la végétation, grande consommatrice de ce gaz, explose et envahit la surface de la Terre.  Les feuilles tombent depuis plusieurs milliers d'années, elles pourrissent sur le sol et forment la première couche d'humus de la planète. Ce terreau riche matières organiques, permet l'édification des premières forêts.  Une partie de cet humus est charrié par les pluies et se déverse dans les mers où les algues absorbent les nutriments et se développent de façon incontrôlée le long des côtes et créent des environnements eutrophiques stimulant la prolifération d'algues toxiques. Ceci conduit à la formation de zones anoxiques quasi dépourvues de vie.

Les animaux vivant près des côtes ne peuvent s'adapter à ces changements. C'est la désolation, le milieu aquatique privé d'oxygène, se meurt. De nombreuses espèces marines ne survivent pas, tel les Trilobites ou autres Placodermes dans les océans ou encore le Bothriolepis en eau douce. Il faut s'adapter ou mourir.

Un autre facteur semble avoir joué un rôle dans cette extinction.  Une baisse importante des températures due à la position du Gondwana qui est toujours situé en périphérie du Pole Sud.  nous assistons à une glaciation de ce continent.  Il se couvre de glace et le niveau des mers chute de manière importante, éradiquant les animaux qui vivent sur les côtes.

Nous retrouvons les facteurs probabilistes perturbateurs climatiques et de la bio-minéralisation du calcium au Dévonien terminal :

Orogénie - Erosion intense et vastes dépôts de schistes - Plissements et failles
Eruptions volcaniques - Dégagement de gaz - Acidification des eaux - Neutralisation des carbonates
Explosion de la végétation - Formation d'humus - Erosion vers la mer - Prolifération d'algues - Anoxie des eaux = "Evénement Kellwasser" - Sédimentation de schistes noirs
Refroidissement global - Glaciation - Baisse importante du niveau marin (régression marine)

Pics d'iridium - Empilement de coquilles broyées (= raz de marée) - Chute de quelques météorites

La crise biologique enregistrée à la limite Frasnien-Famennien semble être associée à plusieurs facteurs qui, seuls, n'auraient pas pu aboutir à une telle hécatombe.  Elle est donc bien sélective et est la résultante de la réunion de ces divers facteurs.

Cette extinction a emporté entre 50% et 70% des espèces. Il semble donc que la crise biotique du Frasnien/Famennien ait surtout affecté le milieu marin et littoraux plutôt que les milieux continentaux.

Un autre élément nous pousse à conclure que le milieu marin devenait invivable. C’est vers la fin du Dévonien supérieur, il y a 370 millions d’années, que certains poissons sarcoptérygiens présenteront des spécialisations anatomiques très particulières. Leurs nageoires paires (pectorales et pelviennes) perdent alors leurs rayons, ne conservant que le lobe musculeux qui constitue leur base. Celui-ci s’élargit d’abord en une sorte de palette natatoire armée d’éléments squelettiques qui deviendront des phalanges et des doigts. L’apparition de doigts individualisés définit les tétrapodes. Il est probable que les premiers tétrapodes n’étaient guère plus "terrestres" que la plupart des poissons qui les entouraient. Leurs membres étaient simplement des organes natatoires, plus adaptés à la vie dans des environnements boueux et encombrés de débris végétaux. Tout au plus pouvaient-ils se hisser sur les berges, à la manière des phoques. Mais ils pouvaient respirer l'air avec des poumons primitifs.  Ce n’est que 10 ou 15 millions d’années plus tard, au Carbonifère, que les membres des tétrapodes présenteront les structures anatomiques nécessaires à la locomotion sur la terre ferme, telles celles permettant l’extension du coude ou la flexion du poignet et de la cheville.

 


 

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