Traces fossiles & Ichnofacies

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1 Traces fossiles & Ichnofacies

2 A - Introduction à l’ichnologie – intérêts des traces fossiles
B – Classification des traces C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, vertébrés, plantes, … E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques

3 Structures zoogénétiques Structures phytogénétiques
A - Introduction à l’ichnologie - 1 Généralités Structures zoogénétiques Structures phytogénétiques Structures biogénétiques Précambrien - Actuel Relations à l’auteur Traces de fin de vie Structures typiques Le plus souvent : auteur inconnu

4 Limule au bout de sa trace
A - Introduction à l’ichnologie - 1 Généralités Traces de fin de vie Limule au bout de sa trace 2. Structures typiques Traces de théoropodes Traces de sauropodes

5 Préservation des organismes dans leur terriers
A - Introduction à l’ichnologie – 1 Généralités Préservation des organismes dans leur terriers fréquent rare Organismes à squelettes Organismes à corps mous Pholades (lithophages) surface durcie & perforée Callovien, Meuse Polychète annélide (Trentonia shegiriana) Ordovicien moyen, Quebec

6 Cas de l’explosion cambrienne
A - Introduction à l’ichnologie - 1 Généralités Cas de l’explosion cambrienne Fallotaspidae Rusophycus Ediacara Margaritichnus

7 Principe d’uniformitarisme
A - Introduction à l’ichnologie – 2 Définitions Ichnologie : étude des traces d’animaux et de plantes Etude du comportement/adaptation au milieu Indicateur des environnements / paléoenvironnements Néoichnologie (étude des traces actuelles) Palichnologie (étude des traces fossiles) Principe d’uniformitarisme ou actualisme Biologistes Ecologues Océanologues Paléontologues Sédimentologues Géochimistes

8 A - Introduction à l’ichnologie – 2 Définitions
STRUCTURES BIOGENETIQUES (Frey & Pemberton 1984) : Traces indirectes post-mortem Structures biogénétiques Pseudo traces organiques TRACES FOSSILES Structures de bioérosion (perforations, grattage…) Autres traces d’activité (outils, coquilles d’œufs…) Structures sédimentaires biogénétiques s.s Bioturbation Biosédimentation Structures de biostratification (bioconstructions) Empreintes (tracks) Contre-empreintes (cast) Pistes (trails) Terriers (burrows) Trace de pacage (grazing) Perforations (borings traces) Pelotes fécales (fecal pellets) Traces fécales (fecal casting)

9 A - Introduction à l’ichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles
INTERETS : PALEONTOLOGIQUE / PALEOECOLOGIQUE - Compréhension des grandes étapes de la vie : ex : bioturbation précambrienne explosion cambrienne premières empreintes de vertébrés terrestres Préservation dans des contextes de fossilisation difficiles (marin profond) Préservation renforcée par l’action de la diagenèse Préservation de l’information in situ → PALEOBIOCENOSE

10 A - Introduction à l’ichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles
INTERETS : ETHOLOGIQUE Témoigne des comportements des organismes en réponse aux différentes sollicitations du milieu : Quête de nutriment/nourriture, Protection contre les prédateurs, Protection contre les courants, les sédiments, la chaleur, la dessiccation … T. recherche nourriture T. pacage T. migration T. repos T. habitation T. culture T. locomotion T. agonie T. prédation NOURRITURE (feeding) LOGEMENT (dwelling) REPOS (resting) LOCOMOTION (locomotion)

11 A - Introduction à l’ichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles
INTERETS : SEDIMENTOLOGIQUE Résultat de l’adaptation des organismes au milieu, l’étude des traces fossiles permet de préciser les environnements de dépôts : Bathymétrie Salinité Anoxie (eau ou substrat) Agitation du milieu Arrêt, ralentissement ou augmentation des taux de sédimentation Diagenèse, lithification du substrat, compaction …  Les ichnofaciès correspondent à des associations d’ichnofossiles qui témoignent de conditions particulières du milieu de dépôt de façon récurrente géographiquement et au cours du temps (9 grands types)

12 A - Introduction à l’ichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles
BIOSTRATIGRAPHIE Corrélations : - Arenicolites franconicus : Trias Moyen d’Allemagne (qq cm sur 26 kms) - Traces de la Green River Formation : Eocène de l’Utah (3 bancs sur 40 kms)

13 A - Introduction à l’ichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles
BIOSTRATIGRAPHIE - Problème des ichnogenres : longue durée d’existence Paleodictyon : Silurien - Tertiaire - Exceptions : Oldhamia : Cambrien Cruziana : Cambrien - Silurien

14 A - Introduction à l’ichnologie – 3 Intérêt des traces fossiles
BIOSTRATIGRAPHIE Exemple d’utilisation des ichnofossiles pour dater la base du Cambrien = 1ère apparition de terriers Phycodes pedum et formes associés (Benton & Harper 1997)

15 B – Classification des traces
CLASSIFICATION TAXINOMIQUE : ICHNOTAXINOMIE  Détermination d’ichnogenres et d’ichnoespèces en fonction de la morphologie des traces (principe binomial de la taxinomie linnéenne ex: Phycodes pedum )  Obéit aux même lois que les classifications zoologique et botanique classiques, mais s’arrête au rang de genre : ni classes, ni familles… → Difficulté de retrouver l’organisme à l’origine de la trace, donc d’associer organisme et traces Attention aux confusions ex: vers Arenicola ≠ ichnofossile Arenicolites (forme U) polychète Nereis ≠ ichnofossile Nereites 1 Une même espèce peut générer des traces différentes selon : le type de substrat (meuble ou induré) le type d’activité (comportement) 2 Plusieurs espèces peuvent produire la même trace !

16 B – Classification des traces
1 Une même espèce peut générer des traces différentes selon : le type de substrat le type d’activité Δ lithologique : Sable / argile Exemple actuel pour le crabe Uca sp. 1 : interne (Scalarituba) 2 : épirelief (Nereites) 3 : épirelief (Neonereites) 4 : hyporelief (Neonereites) 1 : terrier habitation avec boulettes de sable liées au creusement (Psilonichnus) 2 : piste (Diplichnites) 3 : trace de pacage à l’entrée du terrier 4 : pelotes fécales

17 Il existe des morphologies de type Cruziana en milieu continental !
B – Classification des traces Exemple pour les trilobites : 3 ichofossiles Cruziana ≠ Trilobite Il existe des morphologies de type Cruziana en milieu continental ! Cruziana Diplichnites

18 3 2 1 B – Classification des traces
2 Plusieurs espèces peuvent produire la même trace ! 3 2 1 Traces de Rusophycus= T. repos bilobées Terriers de même morphologie : 1 : homard (Nephrops) 2 : poisson (Lesueutigobius) 3 : crabe (Goneplex) 1 : ver polychète 2 : escargot 3 : crevette 4 : trilobite

19 B – Classification des traces
CLASSIFICATION BASEE SUR LA MORPHOLOGIE (Horowitz, 1971) 1 - Structures intrastrates : A - Forme : branchue/non branchue B - structuration du remplissage : structuré/homogène C - Taille D - Disposition : horizontale/verticale/inclinée/aléatoire 2 - Structures de surface : A, B, C et D CLASSIFICATION BASEE SUR LA PRESERVATION (stratonomique - descriptive) Au sein d’un dépôt : trace interne (endogenic) relief plein (full relief) → terriers A l’interface entre 2 lithologies : trace externe (exogenic) semi-relief : épirelief (toit), hyporelief (base) → pistes

20 B – Classification des traces
CLASSIFICATION ETHOLOGIQUE (comportement) 1. Cruziana; 2. Anomoepus; 3. Cosmorhaphe; 4. Paleodictyon; 5. Phycosiphon; 6. Zoophycos; 7. Thalassinoides; 8. Ophiomorpha; 9. Diplocraterion; 10. Gastrochaenolites; 11. Asteriacites 12. Rusophycus (after Benton & Harper, 1997) Cubichnia = trace de repos (type Asteriacites, Rusophycus) Repichnia = trace de locomotion (type Cruziana, Anomoepus) Pascichnia = trace de pacage (type Cosmorhaphe) Agrichnia = trace de culture (type Paleodictyon, Phycosiphon) Fodinichnia = trace de nutrition (type Zoophycos) Domichnia = trace d’habitation (type Ophiomorpha, Thalassinoides) Fugichnia = trace de migration (type Diplocraterion, Gastrochaenolites)

21 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE REPOS – CUBICHNIA (resting traces) Asteriacites Organismes épibenthiques, endobenthiques, nectobenthiques Face ventrale souvent nette avec préservation des détails Transition facile avec les traces d’échappement et de locomotion Morphologie : petites dépressions souvent isolées (arrêt temporaire) Type : Asteriacites (étoiles de mer) ou Rusophycus (trilobites)

22 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE REPOS – CUBICHNIA (resting traces) Rusophycus Organismes épibenthiques, endobenthiques, nectobenthiques et mobiles Face ventrale souvent nette avec préservation des détails Transition facile avec les traces d’échappement et de locomotion Morphologie : petites dépressions souvent isolées (arrêt temporaire) Type : Asteriocites (étoiles de mer) ou Rusophycus (trilobites)

23 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE LOCOMOTION – REPICHNIA (crawling traces) Aulichnites - Traces liées à la fuite, à la recherche ou à la récolte de nourriture Traces internes ou externes Traces conservées entières ou sous forme de « relief de clivage » (moulage de l’empreinte à la base du dépôt qui la recouvre) Morphologie : sillon rectiligne à sinueux, parfois ramifié, lisse ou orné Type : Cruziana, Diplichnites, Scolicia (oursins), Aulichnites (gastéropode)

24 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE PACAGE – PASCICHNIA (grazing traces) Neonereites Traces produites par des organismes brouteurs Organismes surtout épibenthiques Broutage du dépôt lui-même ou d’algues à la surface (détritivore ou herbivore) Morphologie : traces typiques de cette activité où l’espace est exploité au maximum pour la recherche de nourriture = traces en sillons, continues, planes, non ramifiées, courbes à enroulées, généralement sans recoupement Types : Helminthoïda, Nereites, Phycosiphon, Zoophycos, Cosmorhaphe Zoophycos

25 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE PACAGE – PASCICHNIA (grazing traces) Zoophycos : traces complexes sous forme de terriers horizontaux à obliques, à 2 ouvertures, à structure hélicoïdale, (synonyme (Fr.) Cancellophycus), laissées par des fouisseurs vermiformes Construction progressive de traces de zoophycos Spirale remontante ou descendante (plus fréquent) Lame ou spreite Tube marginal Olivero 1993

26 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE PACAGE – PASCICHNIA (grazing traces) Sirorcosmorhaphe Spirorcosmorhaphe Traces produites par des organismes brouteurs Organismes surtout épibenthiques Broutage du dépôt lui-même ou d’algues à la surface (détritivore ou herbivore) Morphologie : traces typiques de cette activité où l’espace est exploité au maximum pour la recherche de nourriture = traces en sillons, continues, planes, non ramifiées, courbes à enroulées, sans recoupement Types : Helminthoïda, Nereites, Phycosiphon, Zoophycos, Cosmorhaphe

27 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE CULTURE (récolte, piégeage) – AGRICHNIA Terriers ou systèmes de tunnels horizontaux sous forme de motifs géométriques réguliers  méandres: type Phycosiphon  réseau hexagonal: type Paleodictyon - Hypothèse de Seilacher (1977) : formes à la fois d’habitation permanente et de nutrition par « l’élevage » de bactéries ou piégeage de nourriture par le mucus des organismes Paleodictyon

28 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE NUTRITION – FODINICHNIA (feeding traces) Chondrites (Jurassique) Chondrites (Silurien) Traces de pacage = superficielles et programmées (exploration systématique de l’espace) Traces de nutrition = recherche extensive de nourriture en subsurface (organismes épibenthiques munies d’une trompe extensible : détritivores) ou en profondeur (organismes endobenthiques) Morphologie: souvent en 3D, terriers simples ou ramifiés (dichotomique), galeries rectilignes, sinueuses ou en U, non enduite, sans orientation / litage Parfois utilisées ultérieurement comme habitation Types : Chondrites, Gyrophyllites, Phycodes, Thalassinoïdes, Rhizocorallium

29 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE NUTRITION – FODINICHNIA (feeding traces) Phycodes Chondrites (Carb.) Traces de pacage = superficielles et programmées (exploration systématique de l’espace) Traces de nutrition = recherche extensive de nourriture en subsurface (organismes épibenthiques munies d’une trompe extensible : détritivores) ou en profondeur (organismes endobenthiques) Morphologie: souvent en 3D, terriers simples ou ramifiés (dichotomique), galeries rectilignes, sinueuses ou en U, non enduite, sans orientation / litage Parfois utilisées ultérieurement comme habitation Types : Chondrites, Gyrophyllites, Phycodes, Thalassinoïdes, Rhizocorallium

30 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
Ophiomorpha C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin TRACES D’ HABITATION – DOMICHNIA (dwelling traces) Trypanites Habitations  permanentes d’organismes endobenthiques suspensivores ou carnivores, charognard Taille variable allant de celle de l’organisme (ex: pholades) à des puits ou galeries  complexes, ramifiés ou non, en U, horizontaux à verticaux Selon la lithologie: perforations (fond dur) ou creusement de terriers (fond meuble) Parois généralement renforcé par un enduit (mucus et/ou sédiments agglutinés et fecal pellets, ou tubes organiques en chemisage) ≠ traces nutrition Structures remplies par du sédiment après le départ de l’organisme Types : Diplocraterion, Ophiomorpha, Skolithos, Trypanites, Arenicolites, Thalassinoïdes

31 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
INTERFACE TRACES D’ HABITATION – TRACES DE NUTRITION Ophiomorpha : terriers branchus verticaux, horizontaux, obliques, à texture noduleuse (fecal pellets), générés par des organismes de type crevettes (actuel)

32 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
INTERFACE TRACES D’ HABITATION – TRACES DE NUTRITION Thalassinoïdes : terriers branchus en Y ou T, horizontaux, obliques, verticaux, parois peu épaisses ≠ Ophiomorpha, probablement liés à des arthropodes

33 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
INTERFACE TRACES D’ HABITATION – TRACES DE NUTRITION Skolithos : terriers simples verticaux liés à des organismes suspensivores Arenicolites : terriers simples en U perpendiculaires à la stratification, différentes ichnoespèces selon la largeur du U

34 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE MIGRATION – FUGINICHNIA (escape traces) Rhizocoralium Rosselia Traces attribuables à des organismes endobenthiques vivant à des profondeurs déterminées du substrat Adaptation au taux de sédimentation / érosion → migration vers le haut ou le bas pour retrouver sa profondeur de vie Répétition des traces existantes, présence de traverses (spreite) Type : facilement observable chez Diplocraterion, Rhizocorallium, mais applicable à d’autres types (ex: Rosselia → anémones de mer)

35 C – Exemples de morphologie de traces en milieu marin
TRACES DE MIGRATION – FUGICHNIA (escape traces) Adaptation de terriers de Mya face à une augmentation (b) rapide du taux de sédimentation, (d) lente ou (c) face à une phase érosive Forme d’adaptation de Diplocrateion yoyo face à l’érosion (B, C) avec abandon des tubes, face à l’augmentation de la sédimentation (D, E) avec abandon de quelques tubes. F : abandon des tubes, surface érosive

36 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …
Traces peu à très peu abondantes en milieu subaérien (racines, insectes, vertébrés, gastéropodes) Traces très diversifiées en milieu aquatique (dès le Carbonifère) : proches des traces du milieu marin au niveau des ichnogenres Environnements fluvio-lacustres : Larves insectes & insectes (Spongeliomorpha) Vers oligochètes (Arenicolites, skolithos) Crustacés eau douce (Thalassinoides, Cruziana) Trace de poisson Trace de crabes (Psilonichnus) Empreintes d’oiseaux Pistes de vertébrés (dinosauriens) Traces de végétaux (racines)

37 Cônes alluviaux, dunes éoliennes:
D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Milieu continental Cônes alluviaux, dunes éoliennes: 1 2 Palaeohelcura (pistes de scorpions) 2. Mesichnium (pistes d’insectes) 3. Entradichnus (traces en surface d’insectes) 14. Racines 15. Beaconites 16. Terriers d’insectes 3 15 16

38 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …
Traces de racines : Actuel (Ambrosia hispida) Dunes Bahamas Fossiles Même espèce, Bahamas, holocène (cimentation précoce → manchons carbonatés)

39 Systèmes fluviatiles, plaines innondation
D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Milieu continental Systèmes fluviatiles, plaines innondation 4 5 4. Acripes (pistes de crustacés) 5. Cruziana problematica (terriers de crustacés branchiopodes) 6. Cochlichnus 7. Scoyenia gracilis 14. Racines 17. Spongeliomorpha carlsbergi (insectes) 6 7 17

40 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …
Milieux lacustres 11 12 8. Siskemia (pistes d’arthropodes) 10. Undichnus (traces poissons) 11. Traces de reptiles 12. Empreintes d’oiseaux 14. Racines 18. Lockeia siliquaria (terriers habitation gastéropodes) 10 8 14 18

41 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …
Traces de vertébrés : Une seule trace de pas = empreinte Deux modes d’enregistrement : Empreintes négatives Empreintes positives Déformation des couches sous-jacentes liées au poids de l’animal

42 Classification des traces de dinosaures:
D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Classification des traces de dinosaures: Différences possibles entre ornithopodes, cératopsidés, stégosauridés, prosauropodes, sauropodes, théoropodes → Etude des traces renseigne sur mode de vie Détails insuffisants pour retrouver le genre Traces de sauropodes Traces de théoropodes

43 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …
Si plusieurs traces de pas = pistes - Permet de différencier formes bipèdes / quadripèdes permanentes ou non

44 D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, …
Lagons - deltas 13 9. Kouphichnium (pistes limules) 13. Empreintes d’amphibiens 19. Fuerschichnus communis 20. Diplocraterion paralellum 9 20 19

45 Marais, lagunes, backshore
D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Milieu continental Marais, lagunes, backshore 12. Empreintes d’oiseaux 21. Skolithos 22. Psilonichnus (terriers de crabes) 12 21 22

46 Rivages: milieux supratidaux / intertidaux
D – Les autres ichnofossiles : milieu continental, plantes, vertébrés, … Milieu continental Psilonichnus : terriers verticaux bifurquant en Y au sommet. Terrier habitation arthropodes, notamment de crabes de plages type Ocypode Dunes, marais Rivages: milieux supratidaux / intertidaux Traces d’empreintes d’oiseaux : molasse miocène de Digne, fossilisées sur des ripples marks (marée basse)

47 Influence sur les communautés benthiques et donc de leur traces
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques On retrouve des traces fossiles dans la plupart des milieux, non aquatique, aquatique eau douce et milieu marin (littoral – abyssal) Milieu marin : importance de la PROFONDEUR (bathymétrie) T°C de l’eau Eclairement Hydrodynamisme Taux de sédimentation Type de substrat (granulométrie, induration) Apports trophiques Oxygénation Salinité Influence sur les communautés benthiques et donc de leur traces

48 D’un point de vue ETHOLOGIQUE :
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques D’un point de vue ETHOLOGIQUE : Littoral Sublittoral Bathyal Abyssal /hadal Domichnia Fugichnia Repichnia Cubichnia Fodinichnia herbivores détritivores Pascichnia Agrichnia

49 Zonation bathymétrique des ichnofossiles
Assemblages spécifiques de traces liés aux milieux de dépôts + Récurrence géographique de l’activité / milieu + Récurrence temporelle de l’activité / milieu + Régimes climatique, hydrographique et sédimentologique constants 9 ICHNOFACIES

50 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
ICHNOFACIES Modèle de base : Seilacher (1967) Regroupement des ichnogenres et ichnoespèces en 5 ichnofaciès Activité verticale (suspensivores) dans les milieux les plus agités (nutriments en suspension) Activité horizontale (détritivores) dans les milieux les plus calmes (nutriments dans le sédiment) Traces à éléments plus complexes dans les milieux plus profonds

51 Trypanites (zone rocheuse) Teredolites (bois)
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques Outre la profondeur, des regroupements peuvent être fait pour d’autres paramètres : Consistance du substrat : liquide (looseground), mou (softground), ferme (firmground), dur (hardground) Processus de sédimentation Apports trophiques Agitation du milieu (hydrodynamisme) → conduit à des classifications plus complètes Ekdale et al. (1984) Trypanites (zone rocheuse) Teredolites (bois) Glossifungites (semi-consolidé) Psilonichnus (backshore sableuse) Skolithos (shore sableuse) Cruziana (sublittoral) Zoophycos (bathyal) Nereites (abyssal)

52 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
Classification de Bromley (1996) selon le type de substrat/hydrodynamisme Woodground Rockground Firmground Loose and softground Sédimentologie / environnement Marine Freshwater Energie Bathymétrie Granulométrie Teredolites Trypanites Glossi- fungites Scoyenia - Psilonichnus Backshore Sand Rusophycos? Skolithos High Beach Arenicolites? Arenicolites Event Shelf Sand silt Fuersichnus? Cruziana Medium Lagoon / shelf Sand, silt Mermia Nereites Slope to abyssal Sand, mud Zoophycos Low Mud Position des principaux ichnofaciès en milieux marins et continentaux (Bentley & Harper 1997) Sc: Scoyenia Tr: Trypanites Ps: Psilonichnus Te: Teredolites G: Glossifungites Cr: Cruziana Z: Zoophycos Sk: Skolithos N: Nereites

53 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
1 – Ichnofaciès Scoyenia Faible diversité de traces fossiles, principalement simples traces horizontales de type fodinichnia (Scoyenia), plus rarement verticales de type domichnia (Skolithos) et aussi Repichnia (Cruziana) d’insectes et de crevettes d’au douce. Association possible avec des traces de dinosaures et autres tétrapodes Milieux continentaux fluvio-lacustres, de dunes éoliennes, associé à des paléosols, granulométrie: sables ou silts

54 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
2 – Ichnofaciès Psilonichnus Assemblage peu diversifié de petits terriers verticaux avec chambre d’habitation basale (Macanopsis), terriers étroits en T ou Y (Psilonichnus), traces de racines, et empreintes de pas de vertébrés Caractéristique des milieux de backshore, dunes éoliennes et de replats supratidaux

55 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
3 – Ichnofaciès Trypanites Caractérisé essentiellement par des perforations verticales de type domichnia ou fodinichnia de vers (Trypanites), de bivalves, de cirripèdes du type balane ou d’éponges. Indicateur de substrat dur à proximité de la ligne de rivage : côte rocheuse, récifs ou hardgrounds (fonds marins durcis). Zones intertidales à subtidales.

56 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
4 – Ichnofaciès Teredolites Perforations dans du bois (Teredolites) par des bivalves du type tarets (Teredo). Backshore à shoreface

57 5 – Ichnofaciès Skolithos
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 5 – Ichnofaciès Skolithos Faible diversité et grande abondance des terriers verticaux de type Domichnia (Skolithos, Diplocraterion, Arenicolites), Fodinichnia (Ophiomorpha) et Fugichnia. Endofaune suspensivore. Associé aux environnements agités : les organismes sont capables de réagir rapidement aux différents stress imposés par le milieu (variation rapide sédimentation/érosion). - Milieu intertidal (agitation constante), mais aussi environnements plus profonds, comme le sommet de tempestites ou de turbidites. - Substrat mou (softground), sables propres et bien triés

58 6 – Ichnofaciès Glossifungites
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 6 – Ichnofaciès Glossifungites Principalement traces verticales du type Domichnia (Glossifungites et Thalassinoïdes) et parfois des traces de racines. Sédiment légèrement consolidé mais non lithifié, comme des boues ou silts compactés Zone de faible énergie : marais salés, lagunes, vasières, replats vaseux et milieux marins peu profonds où l’érosion a décapé les sédiments superficiels Zone supratidale à subtidale.

59 7 – Ichnofaciès Cruziana
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 7 – Ichnofaciès Cruziana Grande diversité de traces : Repichnia (Cruziana, Aulichnites), Cubichnia (Asteriacites, Rusophycus) et terriers verticaux de type Fodinichnia (Chondrites). Substrat mou (softground) moyennement à peu agité : activité combinée de suspensivores, détritivores et carnivores. Domaine de plateau continental médian à distal (10-200m), généralement entre la limite d’action des vagues de beau temps (offshore supérieur) et celles de tempêtes.

60 8 – Ichnofaciès Zoophycos
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 8 – Ichnofaciès Zoophycos Terriers de type Fodinichnia complexes (Zoophycos), horizontaux à légèrement inclinés. Substrat boueux à fluide (thixotropique, looseground à softground), généralement riche en MO et pauvre en O2 (conditions se rapprochant de l’anoxie) Caractéristique de milieux calmes : entre plaine abyssale et bord de plateau continental (talus) en l’absence de turbidites (sinon ichnofacies Nereites). Conditions réduites d’oxygénation et hydrodynamisme faible sont déterminants.

61 9 – Ichnofaciès Nereites
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques 9 – Ichnofaciès Nereites Terriers de type Pascichnia méandriformes (Nereites, Neonereites et Helminthoida) et spirales (Spirorhaphe) et de type Agrichnia (Paleodictyon). Terriers verticaux presque absents. Organismes détritivores - Environnements marins profonds : plaines abyssales. Sédiments fins : boues de décantation et silts associés aux turbidites distales. Eaux  calmes et oxygénées.

62 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
IMPLICATIONS SEDIMENTOLOGIQUES : 1- Aide à la reconnaissance des paléoenvironnements : par une approche pluridisciplinaire intégrant les différentes informations biologique, sédimentologique et chimique. L’utilisation seule des ichnofaciès dans l’interprétation bathymétrique peut être dangereuse … 2- Permet de travailler sur la chronologie des événements : a) évènements brefs ou instantanés (turbidites, tempestites, lits de cendres) b) Mise en évidence de surface de lithification et d’érosion c) Compréhension des processus de colonisation/recolonisation du milieux 3- Estimation du taux de sédimentation : trop rapide = bioturbation réduite (ex: dépôts de plage ou turbidite), adaptation des terriers (fugichnia) 4- Variation du niveau marin relatif : ichnofossiles très sensibles aux changements environnementaux (ex: terriers d’insectes Ophiomorpha) ou permettent de définir des surfaces remarquables (ex: certaines espèces de Diplocraterion permettent d’identifier les surfaces d’inondation)

63 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
Reconnaissance de surfaces remarquables : A - MFS : boues d’offshore bioturbées recouvrant des sables de shoreface à Ophiomorpha B - Surface érosive et transgression rapide C - Changement de salinité avec incursion marine (colonisation par Rosselia) recoupant des sables fluviatiles à traces de plantes D - Hiatus et changement de consistance du substrat : colonisation par Skolithos (firmground), recoupant une ichnocénose de substrat mou (softground) E - Surface durcie et perforée : colonisation d’organismes perforants sur une ichnocénose à Thalassinoides (shoreface) recouvert par une ichnocénose à Chondrites et Zoophycos (offshore) F – Installation d’un sol avec traces de racines recoupant des sables de shoreface supérieur à Ophiomorpha et Skolithos, le tout recouvert par des sables fluviatiles (Bromley, 1996)

64 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
IMPLICATIONS SEDIMENTOLOGIQUES : 5- Corrélations :  hardgrounds avec assemblages de traces caractéristiques 6- Variation salinité : indique les émersions et les environnements subaériens / aériens (ex: traces de racines des paléosols) 7- Biosédimentation : importance des pellets dans la sédimentation 8 - Estimation de la compaction : sphéricité des terriers déformés par la compaction 9 – Condition d’oxygénation du milieu : diversité des traces & types de traces: définition de biofaciès

65 RELATIONS BIOTURBATION - OXYGENATION :
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques RELATIONS BIOTURBATION - OXYGENATION : [O2] importante à faible profondeur (zone photique) → photosynthèse + échanges atmosphère [O2] diminue avec la profondeur : compensation respiration-oxydation MO / photosyntèse Variation O2 : influence capitale sur l’activité de la faune et donc sur les traces (bioturbation) Définition de biofaciès : degré de bioturbation lié à l’activité des organismes

66 E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques
Biofaciès aérobique : turbulence suffisante - bioturbation profonde et diversifiée. - Biofaciès dysaérobique (zone supérieure: 2-1 ml/l O2 dissous) : faible turbulence, absence de suspensivores et réduction de l’endobenthos - faible diversité et profondeur de la bioturbation Biofaciès dysaérobique (zone inférieure: 1-0,5 ml/l O2 dissous) : microlamination est faiblement perturbée, avec principalement Chondrites. - Biofaciès exaérobique et anaérobique : aucune bioturbation, sédiment non affecté (lamines parfaitement préservées).

67 En terme de traces … (Bromley, 1996)
E – Les ichnofaciès : implications paléoenvironnementales / sédimentologiques En terme de traces … (Bromley, 1996) 1 - Aucune – lamination primaire préservée, environnement abiotique 2 - fodinichnia : traces d’organisme détritivores à faible déplacement : Chondrites – Zoophycos 3 - pascichnia : traces de détritivores se déplaçant et plus rarement Chondrites 4 - domichnia - traces produites en contexte aérobique dominées par Skolithos

68 vers une meilleure caractérisation des processus cognitifs …
Comparaison entre traces fossiles cambriennes et simulations par des robots dans le cadre d’ études sur l’évolution des systèmes nerveux et du comportement : vers une meilleure caractérisation des processus cognitifs … Tony, J. Prescott & Carl Ibbotson, Department of Psychology, University of Sheffield, UK.

69 PLUS D’INFO … Bibliographie utilisée :
Articles de la revue Ichnos (Pemberton & Pickerill) 1990, 1994, 1995 – An International journal for plant and animal traces Boucot A.J. (1981) Principles of benthic marine paleoecology, with contribution on bioturbation, biodeposition and nutrients by R.S. Carney Brenchley P.J. & Harper D.A.T. (1998) Palaeoecology : Ecosystems, environments and evolution Briggs E.G. & Crowther P.R. (2001) Palaeobiology II Crimes T.P. & Harper J.C (1970) Trace fossils Crimes T.P. & Harper J.C (1977) Trace fossils 2 Dodd J.R & Stanton R. J. (1990) Paleoecology – concepts and applications Donovan K. (1994) The palaeobiology of trace fossils Ekdale A.A., Bromley R.G., Pemberton S.G (1984) Ichnology – trace fossils in sedimentology and stratigraphy Frey R.W & Pemberton S.G. (1984) In Facies models (Walker R.G., 2nd ed.) Gall J.C (1998) Paléoécologie – Paysages et environnements disparus Gillette D.D. & Lockley M.G. (1989) Dinosaur tracks and traces Häntzschel W. (1975) Trace fossils and problematica, Part W, In Treatise on invertebrate paleontology (Moore R.C ed.) Reineck H.E. & Singh I.B. (1980) Depositional sedimentary environments Web : PLUS D’INFO …

70 Thèmes bibliographiques possibles :
Traces de dinosauriens – relations paléoenvironnements Traces de dinosauriens – paléoecologie Traces d’arthropodes – séries continentales Le genre Zoophycos – implications paléoenvironnementales Exemple d’utilisation biostratigraphique des traces Implications paléoenvironnementales – zonation des ichnofaciès Les traces fossiles du Précambrien/Cambrien Les traces de perforations Relations cycles sédimentaires/évènements brefs et traces fossiles Comparaison de traces fossiles et actuelles Traces fossiles en contexte turbiditique Traces fossiles en milieu océanique profond Condition oxygénation du milieu: le genre chondrites