Une nummulite c’est quoi ?

Parmi les organismes étudiés par les paléontologues, certains sont énormes, comme les dinosaures, alors que d’autres sont minuscules comme les foraminifères (organisme unicellulaire aquatique, fossile et actuel, dont la coquille est favorable à la préservation). Les paléontologues appellent communément microfossiles, ceux qui mesurent entre 50 microns (0.05 mm) et quelques millimètres. Nous vous avions parlé dans un post précédent de la récente découvertes de microfossiles nouveaux vieux de près de 100 millions d’années à Oman. Ceux dont nous allons parler aujourd’hui sont connus depuis bien plus longtemps et datent des roches un peu plus « jeunes ».

Il s’agit de foraminifères marins fossiles nommés « nummulites » (du latin « nummulus ») en raison de leur aspect qui rappelle des pièces de monnaie.

Origine des nummulites

Les nummulites sont apparues peu après la célèbre extinction Crétacé / Paléogène qui a vu disparaître notamment les dinosaures. Si sur terre les mammifères ont colonisé l’espace libéré par la disparition des dinosaures, dans la mer un phénomène similaire s’est produit. Les nummulites ont colonisé l’espace libéré par la disparition de la plupart des grands foraminifères du Maastrichtien (dernier étage du Crétacé supérieur, entre -72 et -66 millions d’années).

Elles vivront par la suite une période de foisonnement tout à fait exceptionnel dans les mers tropicales, durant l’une des phases les plus chaudes du Cénozoïque. Leur développement extrêmement prolifique débutera il y a environ 60 millions d’années (Paléocène supérieur pour les spécialistes). Elles envahiront alors progressivement les marges de l’ancien océan Téthys durant une époque appelée Eocène (-56 à -34 millions d’années). L’activité la plus intense durera quelques 20 millions d’années, tout particulièrement durant l’Eocène inférieur et moyen, avant de s’achever l’Oligocène moyen (il y a environ 28 millions d’années).

Durant cette période, les courants sous-marins vont progressivement accumuler les coquilles des nummulites jusqu’à former de véritables amas sous-marins de coquilles imbriquées de manière plus ou moins chaotique en fonction des courants et de leur intensité.

Ces accumulations vont former des sédiments très remarquables sur les marges de la Téthys. Ils pourront atteindre plus de 200 mètres d’épaisseur dans certaines régions comme celle qui deviendra bien plus tard la Tunisie.

C’est ainsi que plusieurs dizaines de millions d’années plus tard, nous allons retrouver, dans des roches, les vestiges de ces étonnants microorganismes. Mais regardons-les d’un peu plus près :

Erosion spectaculaire due au vent et à la pluie, d’une petite falaise de calcaire nummulitique non loin de Duqm, Oman.

Caractéristique des nummulites

Une taille record

Les nummulites sont considérées comme des microfossiles, mais leur coquille peut parfois atteindre des dimensions exceptionnelles pour un unicellulaire. Elles figurent même dans le Guiness book des records, considérées comme les plus gros protistes connus. Si certaines mesurent à peine quelques millimètres, la plus grosse nummulite, reportée en Mésopotamie mesure 160mm. Afin de constituer sa gigantesque coquille, cette cellule vivait très certainement en symbiose avec des algues microscopiques, dans des eaux chaudes et claires, à des profondeurs de quelques mètres à quelques dizaines de mètres. Le gigantisme qui caractérise les nummulites de l’Eocène semble unique et n’a apparemment pas de contrepartie chez les protistes actuels.

Cette grande nummulite (N. gizehensis (Forskall 1775)) récoltée en 1973 en Italie près de Vérone par E. Lanterno, ancien conservateur du département de Géologie et Paléontologie des invertébrés du Muséum, mesure 8cm de diamètre.

Une longévité exceptionnelle

Certains scientifiques étudiant les nummulites ont remarqués des variations cycliques dans la composition isotopique des coquilles de certaines espèces. Ils les considèrent comme des alternances annuelles en lien avec des variations environnementales. Ainsi ils peuvent estimer la durée de vie de ces nummulites et l’extrapoler aux espèces les plus grandes. Il semble alors que ces organismes unicellulaires auraient pu vivre durant plusieurs années, et même plusieurs dizaines d’année pour les plus gros. Les nummulites seraient ainsi l’un des protistes à la durée de vie la plus élevée, jusqu’à un siècle selon certains scientifiques.

L’utilité des nummulites

Des réservoirs

Nous avons vu plus haut que d’importantes accumulations sous-marines des coquilles de nummulites se sont formées de par le passé. Elles forment aujourd’hui des roches qui sont extrêmement utiles à l’homme. Les calcaires à nummulite, bien connus sur les pourtours de l’ancien océan Téthys, sont maintenant de très importants réservoirs d’hydrocarbures, spécialement en Afrique du Nord, en Inde et au Moyen-Orient.

Mais elles ne sont « que » le réservoir. Le pétrole provient alors d’une autre couche sédimentaire appelée « roche mère ». Très riche en matière organique (souvent d’origine marine) elle est chauffée par le gradient géothermique (augmentation de la température avec la profondeur) ce qui permet, à certaines températures, la formation de pétrole ou de gaz. Souvent dispersé dans la roche mère, le pétrole va migrer, sous l’effet de la pression, pour venir s’accumuler dans des roches poreuses comme des calcaires à nummulites, pour autant qu’ils forment un « piège » (structure tectonique ou couche sédimentaire) qui empêche le pétrole de poursuivre sa migration vers la surface. Ce sont ces pièges qui sont très recherchées par les pétroliers.

La datation

Le terme nummulites, à ne pas confondre avec le genre Nummulites créé par Lamarck en 1801 dans son « Système des animaux sans vertèbres […] », regroupe une grande diversité de coquilles réparties en plusieurs familles, genres et nombreuses espèces, chacune ayant ses caractéristiques morphologiques et sa répartition stratigraphique propre. Leur évolution rapide au cours des temps géologiques en ont fait des marqueurs stratigraphiques remarquables pour les environnements peu profonds du Paléogène, permettant de subdiviser cette période en différentes zones d’une durée de quelques millions d’années. Les nummulites sont alors particulièrement utiles aux géologues et paléontologues pour pouvoir donner un âge aux roches qu’ils étudient et ainsi recréer chronologiquement l’histoire de la vie et de la Terre.

Des nummulites au patrimoine mondial

Incroyablement, les nummulites, sont très largement impliquées dans la construction de la plus ancienne des 7 merveilles du monde. En effet les blocs de roche qui forment les Pyramides d’Egypte sont des blocs de « calcaire nummulitique », c’est-à-dire essentiellement constitués de millions de coquilles de ces unicellulaires microscopiques.

Calcaire à nummulites provenant de Gizeh, Egypte. Collections du Muséum d’histoire naturelle de Genève. Numéro d’échantillon MHNG GEPI 81-141.

Et c’est ce qui leur a valu d’être le foraminifère le plus anciennement cité dans la littérature. Strabon (60 av. J.-C. – 20 ap. J.-C.), géographe et historien Grec rapporte en effet de sa visite des Pyramides (en 24 ou 25 av. J.-C.), sa grande surprise devant l’abondance de ces « petites pétrifications ayant la forme et la dimension d’une lentille ». Dans son ouvrage sur la géographie (en grec ancien – traduit par Amédée Tardieu et édité chez Hachette en 1867) de 17 livres et dont le dernier est consacré à l’Egypte et la Lybie, il rapporte (livre XVII, chapitre 1, § 34) :

« En visitant les pyramides, nous avons observé un fait extraordinaire et qui nous a paru mériter de ne pas être passé sous silence. Il s’agit de gros tas d’éclats de pierre qui couvrent le sol en avant des pyramides et dans lesquels on n’a qu’à fouiller pour trouver de petites pétrifications ayant la forme et la dimension d’une lentille et reposant parfois sur un lit de débris [également pétrifiés] assez semblables à des épluchures de légumes à moitié écossés. On prétend que ces pétrifications sont les restes des repas des ouvriers qui ont élevé les pyramides, mais la chose n’est guère vraisemblable. Il existe en effet dans une des plaines de notre pays une colline allongée, remplie, comme celle-ci, de fragments de tuf siliceux qui ont aussi cette configuration lenticulaire. La formation des cailloux de la mer et des rivières qui soulève à peu près les mêmes difficultés s’explique à la rigueur par la nature du mouvement qu’imprime aux corps tout courant d’eau, mais ici la question est plus embarrassante. Un autre fait curieux [que nous n’avons pas observé nous-même,] mais dont nous devons la connaissance à autrui, c’est qu’aux environs de la carrière d’où furent extraites les pierres des pyramides (cette carrière est située en vue des pyramides mêmes, de l’autre côté du Nil, sur la rive Arabique) […]. »

Les pyramides de Gizeh vues depuis le Sud. Fin 19ème – début 20ème siècle. Tirage au collodium sur papier albuminé (9×11.9cm). Collection du Musée d’Art et d’Histoire, Genève, N° inventaire A2006-0029-098.

La minuscule coquille observée par Strabon sera bien plus tard baptisée Nautilus gizehensis par le naturaliste suédois Petrus Forskål en 1775. Il s’est basé sur du matériel provenant des Pyramides de Gizeh et de la colline de la citadelle du Caire (Egypte) pour décrire cette espèce. L’espèce gizehensis sera ensuite déplacée dans le genre Nummulites Lamarck 1801.

Dès 1830, des naturalistes de plus en plus nombreux reconnaissent puis étudient plus en détails les coquilles des nummulites. En 1881, le vaudois Philippe de la Harpe qui étudie les nummulites de Suisse (elles sont extrêmement abondante dans certaines roches des alpes) et révise les espèces connues ailleurs dans le monde, décrit différentes sous-espèces de Nummulites gizehensis, dont l’une qu’il nomme Nummulites gizehensis ehrenbergi. Un type (spécimen de référence) de cette sous-espèce, basé sur du matériel provenant de la colline de Mokattam (le Caire, Egypte), a été déposé dans les collections micropaléontologiques du Muséum d’histoire naturelle. On l’y retrouve aux côtés d’un morceau de roche contenant des nummulites et provenant de Gizeh (Egypte).

Nummulites gizehensis (Forskål) ehrenbergi de la Harpe 1881. Collections du Muséum d’histoire naturelle de Genève. Numéro d’échantillon MHNG GEPI 81-146. Spécimen figuré par De la Harpe (1880) Planche I figure 12-13.

Les nummulites aujourd’hui

Les nummulites sont encore présentes aujourd’hui dans les mers tropicales et subtropicales peu profondes, et sont particulièrement diversifiées dans le Pacifique ouest. Elles vivent de préférence dans des environnements calmes le plus souvent à quelques dizaines de mètres de profondeur. Mais il n’existe plus aujourd’hui d’environnement marin comparable à celui qui a vu se développer les nummulites à l’Eocène. Il n’y a pas non plus d’équivalent récent aux accumulations prolifiques de ces coquilles minuscules. Il existe bien des environnements riches en grands foraminifères, mais aucun ne permet les énormes accumulations de coquilles connues dans ces roches de l’Eocène.

Des vestiges de ces nummulites fossiles qui foisonnaient sur les marges de la Téthys sont par contre visibles dans les Alpes. Alors cet été, lors de vos balades, ayez l’œil vif ! Vous verrez peut être des cousines des nummulites qui constituent les pyramides d’Egypte.

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