Les concrétions fascinent aussi bien les géologues que les amateurs de pierres. Dans le monde entier, des fossiles et des cristaux bien préservés sont fréquemment découverts à l’intérieur de ces roches grossièrement sphériques. Les lits fossilifères de Mazon Creek, dans l’Illinois, sont célèbres pour les concrétions qu’on y trouve, qui présentent des plantes fossiles bien conservées lorsqu’on les sépare. Le bassin du Paraná, en Amérique du Sud, possède des concrétions contenant des poissons fossiles préservés en trois dimensions, offrant ainsi des instantanés uniques du passé. Certains de ces fossiles montrent même des poissons plus gros avalant les plus petits.
Le poisson prédateur Calamopleurus du Crétacé du bassin de Paraná et sa dernière proie.
David Bressan
Les concrétions, bien que courantes dans les roches sédimentaires, restent une sorte de mystère géologique. Les animaux ou les plantes morts jouent-ils un rôle dans la formation des concrétions, ou les concrétions préservent-elles simplement mieux les fossiles que les roches environnantes ? Combien de temps mettent-elles à se développer ? Certaines concrétions documentées font plus de neuf pieds de diamètre. Si elles peuvent devenir si grandes, qu’est-ce qui contrôle exactement leur croissance et pourquoi s’arrêtent-elles soudainement de croître (comme le suggère le contact net entre une concrétion et les roches environnantes) ?
« Comicstone »- des concrétions d’Espagne.
David Bressan
Des chercheurs de l’Université de Nagoya ont analysé des dizaines de concrétions provenant de trois sites à travers le Japon, l’Angleterre et la Nouvelle-Zélande. En étudiant la composition chimique dans un transect allant des couches externes d’une concrétion vers les roches environnantes, les chercheurs ont pu résoudre certaines des questions en suspens. La composition chimique montre également que les fossiles jouent un rôle dans l’origine des concrétions. L’élément calcium, qui cimente les plus petites particules sédimentaires et forme la matière dure et compacte, provient des restes organiques en décomposition.
Plus surprenants ont été les résultats des taux de croissance. On pensait que les concrétions prenaient des centaines de milliers à des millions d’années pour se former. Au lieu de cela, elles se développent apparemment à un rythme très rapide sur seulement quelques mois à quelques années. Cette nouvelle observation pourrait également expliquer pourquoi les fossiles trouvés à l’intérieur des concrétions sont si bien conservés.
Lorsqu’un animal ou une plante meurt, ses restes s’incrustent dans les couches sédimentaires déposées au fond d’un lac ou de la mer. La matière organique en décomposition libère du calcium, qui réagit pour former le minéral calcite. La calcite cimente ensuite les particules de sable et d’argile. Cela se produit rapidement, avant que l’animal ou la plante ne se décompose complètement, ce qui contribue à préserver le fossile.
De plus en plus de sédiments sont cimentés au fil du temps, formant la concrétion dure et compacte autour du fossile. Dès que la formation de calcite s’arrête, car il n’y a plus assez de calcium présent dans le sédiment, également la croissance des concrétions s’arrête soudainement, formant un contact net entre les concrétions et le sédiment environnant. L’érosion élimine les sédiments les plus mous, laissant intactes les concrétions résistantes aux intempéries. Enfin, un géologue ou un collectionneur arrive et, espérant faire une découverte unique, va fendre la concrétion avec un marteau.
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YOSHIDA, H. et al.82018) : Conditions généralisées de la formation de concrétions carbonatées sphériques autour de la matière organique en décomposition au début de la diagenèse. Rapports scientifiques Vol. 8 : 1-10