Thème de recherche

SÉDIMENTOLOGIE, PALÉONTOLOGIE ET PALÉOENVIRONNEMENTS CÔTIERS DU CAMBRIEN

Pour l’ensemble de l’Amérique du Nord, lors de la période cambrienne, une mer d’eau peu profonde envahissait le plateau continental. En marge de cette mer s’amoncelaient des sables entraînés par les vents et arrachés des rivages par l’action des vagues. Avec le temps, les sables ainsi déposés se consolidèrent pour donner les grès connus maintenant sous le nom de Groupe Potsdam. Le Groupe Potsdam réfère à diverses unités géologiques  (formation Covey Hill, formation Cairnside, formation Nepean, membre Ausable, membre Keeseville et le membre de la Rivière aux Outardes) possédant des caractéristiques lithologiques similaires et déposées dans un contexte de paléoenvironnement côtier. 

A la base de la séquence sédimentaire locale, le grès du Potsdam repose en discordance d’érosion sur le socle précambrien de Grenville (bouclier canadien). La série débute à la base, par  des grès d'origine continental et fluviatile, qui prennent un caractère de plus en plus marin a littoral vers le sommet de la succession. Le Potsdam supérieur s'est déposé en eaux peu profondes, près du littoral, dans la zone supratidale à intertidale.  Cet environnement, bien énigmatique, favorisa la conservation de traces d'activités d'organismes animales (ichnofossiles) de même que quelques rares fossiles tridimensionnel; tel des méduses schyphozoaires et des brachiopodes inarticulés. La fossilisation dans  le sable de plage a grains moyennement grossier peu sembler un phénomène inhabituel, mais cela est pourtant en continuité avec le type de conservation lors de l'Édiacara.  Dernièrement les spécialistes suggèrent que, tout comme pour la période de l'Édiacara, l'absence de bioremaniement des sédiments et la présence de tapis microbiens auraient été impliqués dans la conservation exceptionnelle des traces fossiles.   Les tapis microbiens auraient créé un film couvrant les traces, tout en stabilisant le sable, protégeant ainsi la surface de l’érosion des marées (Donaldson, A. & Chiarenzelli, J. 2004) (Getty, P.R. et Hagadorn, J.W., 2005).   

 L'occupation animal de l’environnement extrême de l'estran (partie de la plage soumise aux marées) présuppose une très grande tolérance physiologique des animaux face aux variations drastiques de ce milieu hostile. Cet endroit alternativement recouvert par la mer puis exposé à l’air, est caractérisé par l’oscillation des marées, l'alternance d'émersion et d'immersion. Pour exploiter cette zone de transition entre le milieu marin aquatique et le milieu terrestre aérien, il y a trois stratégies dominantes; soit suivre le mouvement de l'eau et se retirer, soit s'enfouir dans le substrat meubles ou l'humidité reste importante, ou bien s'accommoder en passant une partie plus ou moins longue de son temps émergé. Le grès du Potsdam contient des traces fossiles qui témoignent des divers comportements proposés par les organismes marins. Quelques unes des premières tentatives de colonisation du milieu terrestre par les animaux marins eurent d’ailleurs lieu dans cet environnement spécifique.

La paléoichnologie est mon domaine de prédilection pour étudier les différentes solutions d'adaptation proposé par les animaux qui occupaient l’environnement côtier pendant le Cambrien.  La paléoichnologie est la branche de la paléontologie qui étudie les traces fossiles d’origine biologique; cependant l'ichnologie s'adresse plus particulièrement aux traces laissées au cours de l'activité des organismes.  Les traces offrent un aperçu exceptionnel et inestimable du comportement animal et son interaction avec l'environnement.  Dans des unités géologiques pratiquement dépourvues de fossiles, tel le Groupe Potsdam, les traces fossiles deviennent essentielles pour comprendre le milieu et ses organismes.  La fréquence des empreintes est également un outil important dans le recensement de la population animal tout en offrant un aperçu de leur écosystème.

Le grès quartzitique du Potsdam de l'Amérique du Nord offre l'opportunité d'observer et étudier des paléoenvironnements côtiers (plages et dunes côtières) de l'ère Paléozoïque inférieur. Des exemples de ces environnements sont visibles dans des affleurements au sud-ouest du Québec, dans le nord de l'État de New York et dans le sud-est de l'Ontario.  Les diverses structures sédimentaires en place indiquent que ces trois grandes régions correspondent à trois environnements de sédimentations distincts:

·        terrestre et fluviatile (grès entrecroisé) pour la région des Mille-Îles, près de Kingston en Ontario.

·        fluviatile à marin (grès entrecroisé et grès stratifié) pour la région d'Ottawa et le sud-est de l'Ontario ainsi que le nord de l'état de New York.

·        marin littoral (grès stratifié) pour le Québec et l'état de New York.

Les localités fossilifères situées dans ces régions constituent ma zone d’étude privilégiée pour étudier la paléontologie.  La zone couvre environ 65 025km² et est principalement composée de roches sédimentaires d’âge Cambro-Ordovicien.