mardi 10 décembre 2013

ammonites : stratigraphie et taux de croissance

Résumé

Ammonites liasiques : temps géologiques correspondant et calcul de taux de croissance de Pleuroceras spinatum

Cheminement des faits :

  • Carte géologique retrouvée
  • Ammonites retrouvées
  • Temps géologiques : variabilité de durée des genres
  • Quid de wikipedia ? de l'ivraie et du bon grain
  • Marqueur stratigraphique : confirmé ( depuis longtemps )
  • Echelle des temps géologiques made pour l'occasion
  • Modélisation de quelques ammonites, enfin, une ici : Pleuroceras spinatum
Tout a commencé ce week-end où j'ai retrouvé une vieille carte géologique Thionville-Waldwisse et sa notice explicative ( http://ficheinfoterre.brgm.fr/Notices/0114N.pdf ).
Ah, chère collection de fossiles, surtout des ammonites du Plienbaschien, Sinémurien et de l'Hettangien ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Pliensbachien ), après tout, c'est un peu normal pour Hettange, Thionville est à côté d'Hetange-Grande, lieu de référence du niveau, mais je m'avance un peu sur les conclusions.

Temps géologiques

Mais de quand datent tous ces fossiles issus de strates notées I3a-2 à I5d ? Et à quoi correspondent ces strates ?
On peut lire : l5 : Carixien l3-4 : Sinémurien (calcaires en dalles, calcaires à silex) l1-2 : Hettangien (roches carbonatées vacuolaires : dolomies, marnes et calcaires)
Quid de wikipedia ?
Bon, mais qu'en est-il des dates ?
Vu ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Pliensbachien le Plienbaschien dura de -190 à -182 millions d'années
Un petit tour sur tous les étages géologiques vous confortera qu'il y a un delta de quelques millions ( d'années ) entre les versions anglaises et françaises de Wikipedia, et ce n'est pas pour une question de taux de change.

Marqueur stratigraphique

Oui, oui, les ammonites sont de bons marqueurs stratigraphiques, mais qu'en est-il exactement ? Que dit la notice associée à la carte géologique ?
Le I, premier caractère des strates veut dire Lias ( jurassique inférieur ), les niveaux en 5 sont récents, ceux en 3 voire 2, plus anciens.
Du plus récent au plus ancien :

I5d

  • Grammoceras fallaciatum
  • Harpoceras insigne et dispansum
  • Lytoceras jurense

I5c

  • Harpoceras striatulum
  • Lytoceras jurense ( encore )
  • Hildoceras bifrons ( une grande classique )
  • Coeloceras crassum

I5b

  • Hildoceras bifrons ( encore ) et boreale
  • Coeloceras commune

I5a

  • Harpoceras falcifarum et serpentinum
  • Coeloceras commune ( encore )

I4c

  • Pleuroceras spinatum

I4b

  • Amaltheus margaritatus ( un grande classique )
  • Lytoceras fimbriatum

I4-3 ( veut dire que la strate contient du I4 et du I3 )

  • Echioceras raricostatum
  • Promicroceras planicosta
  • Lytoceras fimbriatum
  • Prodactylioceras davoei
  • Nautilus intermedius ( celui-là a survécu jusqu'à nos jours )
  • Uptonia jamesoni
  • Oxynaticeras oxynatum

I3b

  • Aegoceras dudressieri

I3a-2 ( de I3a à I2 : Sinémurien + Héttangien )

  • Arietites bisulcatus ( plutôt pauvre en diversification d'ammonites pour I3a-2 … )

Bref,
Cherchons des informations sur les étages ,niveaux et ammonites :
Si les informations sont fiables, c'est vraiment du bonheur.
Sur le dernier lien, on lit que Harpoceras falcifarum se situe dans la zone Serpentinum du toarcien moyen. La notice indique I5a et wikipedia « l5 : Carixien » ( donc Plienbaschien ) c'est pas gagné. Cependant, Hildoceras est bien du Toarcien moyen, c'est bon. La stratification est peut être imprécise à Thionville, mais c'est pas sûr du tout ...

Mais combien de temps ont vécu les Prodactylioceras ( voir I4-3 ) ?
Un bout de réponse ici : http://fossilworks.org/bridge.pl?a=taxonInfo&taxon_no=15454# soit de 186.7 à 184.1 Millions d'années.
Cela ne colle pas avec cette échelle géologique pour wikipedia FR ( Plienbaschien « moyen » ) et http://en.wikipedia.org/wiki/Jurassic ( bonne grosse partie du Plienbaschien )
De même, les ages géologiques différent tous. Après une recherche méticuleuse, afin de retrouver les ages effectifs de bon nombre d'ammonites, le site fossilworks et wikipedia GB sont coordonnées ensemble. Ce qui es quelque peu gênant quand on a un référentiel français.
Qu'à cela ne tienne, faisons avec.

Echelle des temps géologiques

Après avoir récupéré les ages géologiques ( temps GB et couleurs internationales associées ) et quelques fossiles, un petit programme java va permettre de construire une échelle à partir de quelques données dont celles-ci :

Temps géologiques :
Les bornes sont dues à une double incertitude, celle de la langue ( fr ou gb ) et celle des deltas associés aux incertitudes géologiques, Pour information, les ages et les zones ne sont pas les mêmes aux amériques et en Europe depuis la séparation de la Pangée vu qu'ils ont connu une spécialisation de la faune différentielle.
Moment mToarcien = new Moment( Moment.etage , "Toarcien" , mAalenien.ageMaxi , 183 , new Color(116,209,240)) ;
Moment mPlienbaschien = new Moment( Moment.etage , "Plienbaschien" , mToarcien.ageMaxi , 189.6f , new Color(60,201,239)) ;
Moment mDomerien = new Moment( Moment.sous_etage , "Domerien" , mToarcien.ageMaxi , 185.7f ) ;
Moment mCarixien = new Moment( Moment.sous_etage , "Carixien" , mDomerien.ageMaxi , mPlienbaschien.ageMaxi ) ;
Moment mSinemurien = new Moment( Moment.etage , "Sinemurien" , mPlienbaschien.ageMaxi , 196.5f , new Color(7,193,237)) ;
Moment mHettangien = new Moment( Moment.etage , "Hettangien" , mSinemurien.ageMaxi , 201.3f , new Color(0,187,235)) ;
Moment mJurassiqueInf = new Moment( Moment.serie , "JurassiqueInf" , mToarcien.ageMini , mHettangien.ageMaxi , new Color(0,183,234) ) ;
Moment mJurassique = new Moment( Moment.periode , "Jurassique" , mTithonian.ageMini , mHettangien.ageMaxi , new Color(0,187,231) ) ;

Ammonites :
On notera par exemple que les Pleuroceras n'auront vécu qu'au Plienbaschien
Famille fAcanthoceras = new Famille( "Acanthoceras" , mTuronian.ageMini , mAlbian.ageMaxi ) ;
//Aegoceras 186.7 to 185.7 Ma
Famille fAlsatites = new Famille( "Alsatites" , mHettangien.ageMini , mHettangien.ageMaxi ) ;
Famille fAmaltheus = new Famille( "Amaltheus" , mDomerien.ageMini , mDomerien.ageMaxi ) ;
//aegoceras sinemurien.0
Famille fArietites = new Famille( "Arietites" , mSinemurien.ageMini , mSinemurien.ageMaxi ) ;
// Arnioceras 205.6 to 183.0 Ma
// Ceratites 251.3 to 221.5 Ma
Famille fCoeloceras = new Famille( "Coeloceras" , mPlienbaschien.ageMini , mSinemurien.ageMaxi ) ;
Famille fDactylioceras = new Famille( "Dactylioceras" , mToarcien.ageMini , mPlienbaschien.ageMaxi ) ;
Famille fEchioceras = new Famille( "Echioceras" , mSinemurien.ageMini , mSinemurien.ageMaxi ) ;
// Goniatites 409.1 to 205.6 Ma
Famille fGrammoceras = new Famille( "Grammoceras" , mAalenien.ageMini , mToarcien.ageMaxi ) ;
Famille fGraphoceras = new Famille( "Graphoceras" , mBajocian.ageMini , mAalenien.ageMaxi ) ;
// Haploceras 155.7 to 130.0 Ma
Famille fHarpoceras = new Famille( "Harpoceras" , mTithonian.ageMini , mToarcien.ageMaxi ) ;
Famille fHildoceras = new Famille( "Hildoceras" , mToarcien.ageMini , mToarcien.ageMaxi ) ;
//Hoplites 155.7 to 99.7 Ma
//lytoceras 196.5 to 99.7 Ma
Famille fMacroscaphites = new Famille( "Macroscaphites" , mAptian.ageMini , mBarremian.ageMaxi ) ;
Famille fOxynaticeras = new Famille( "Oxynaticeras" , mPlienbaschien.ageMini , mSinemurien.ageMaxi ) ;
Famille fParkinsonia = new Famille( "Parkinsonia" , mCallovian.ageMini , mBajocian.ageMaxi ) ;
Famille fPerisphinctes = new Famille( "Perisphinctes" , mTithonian.ageMini , mBathonian.ageMaxi ) ;
// Phylloceras 235.0 to 66.043 Ma
Famille fPleuroceras = new Famille( "Pleuroceras" , mPlienbaschien.ageMini , mPlienbaschien.ageMaxi ) ;
Famille fProdactylioceras = new Famille( "Prodactylioceras" , mPlienbaschien.ageMini , mPlienbaschien.ageMaxi ) ;
Famille fPromicroceras = new Famille( "Promicroceras" , mPlienbaschien.ageMini , mSinemurien.ageMaxi ) ;
Famille fScaphites = new Famille( "Scaphites" , mMaastrichtian.ageMini , mCarnian.ageMaxi ) ;
Famille fSchlotheimia = new Famille( "Schlotheimia" , mSinemurien.ageMini , mHettangien.ageMaxi ) ;
Famille fUptonia = new Famille( "Uptonia" , mPlienbaschien.ageMini , mSinemurien.ageMaxi ) ;

La carte géologique adaptée à ces ammonites devient donc :

Modélisation de quelques ammonites

Vu sur le net, plusieurs familles d'Ammonites ont une structure « mathématique » en spirale logarithmique ( http://fr.wikipedia.org/wiki/Spirale_logarithmique , http://rouxjeanbernard.ch/AM/html/amch65.html , http://www.spirasolaris.ca/sbb4d2c.html ) ou basées sur d'autres modèles.
Sur le très intéressant site ammonites.fr, cette page est caractéristique : http://www.ammonites.fr/Articles/draw.htm
Certains sites donnent quelques informations statistiques sur les proportions et taux de croissance des ammonites comme par exemple http://paleopolis.rediris.es/cg/CG2008_M04/ et http://www.ville-ge.ch/mhng/paleo/paleo-pdf/27-1/pal-27-1-14.pdf
Et pour voir la variabilité morphologique des ammonites :http://members.home.nl/paflo/keysheets/Determination%20key%20ammonites.pdf
Après une étude de la page http://www.spirasolaris.ca/sbb4d2c.html,
Essayons de déterminer le taux de croissance ( rapport entre 2 tours successifs ) concernant Pleuroceras spinatum.

Procédé

avec repère
 avec calage de divers coefficients

calage final

Conclusions

  • Le taux de croissance entre 2 spires concentriques est très voisin de 2.
  • Les puissances de phi donnant phi^ratio = 2 donnent un ratio voisin 3/2,
  • Le taux de croissance de cette Pleuroceras spinatum est donc de k=phi^(3/2).
Dans les valeurs de k voisines de 2 :
5/4 1.82
9/7 1.86
4/3 1.9
7/5 1.96
10/7 1.99
3/2 2.06
8/5 2.16
Le ratio 3/2 est vraiment le plus simple, plus simple que 10/7 voire même 7/5, il lui sera préféré.

Plus d'informations



Publié par à

Aucun commentaire:

Enregistrer un commentaire

Inscription à : Publier les commentaires (Atom)