Le rôle des êtres vivants dans la formation des roches sédimentaires

LE ROLE DES ETRES VIVANTS DANS LA FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES

Bibliographie
Dictionnaire de géologie Foucault et Raoult
Eléments de géologie Pomerol et co
Sédimentologie Cojan et Renard
Bases de sédimentologie Chamley

Même s’il est parfois difficile de définir le « vivant », il est habituel de séparer le monde minéral du monde du vivant.
Le monde minéral regroupe toutes les roches (magmatiques, métamorphiques, sédimentaires) et le monde du vivant, bien entendu, tous les êtres vivants (Archées, Eubactéries et eucaryotes).
Les roches magmatiques sont formées à partir d’une masse en fusion des minéraux, les roches métamorphiques sont formés à partir de la
transformation des roches des trois groupes, les roches sédimentaires sont quant à elles de nature très variées, et peuvent être séparées en roche détritiques (d’origine minérale) et en roches biogène et/ou physicochimique. Cela sous entend donc une origine vivante.

Comment les EV interviennent-ils dans la formation des roches sédimentaires ? Quels sont ces EV et ces roches?

1. Action des EV de leur vivant
1.1. Les bioconstructions
a les calcaires construits = biolithites
Récifs frangeant / barrières /atoll schéma pomerol p575
Organismes constructeurs des récifs (structures constituées par des éléments coloniaux de gd taille >5cm, milieu de forte énergie) :
Actuellement : Coraux Hexacoralliaires (Sclératiniés)
Ordovicien à Permien : Tétracoralliaires Tabulés
+ algues calcaires, bactéries encroûtantes, cyanobactéries, éponges calcaires
Organismes constructeurs des monticules biogéniques (structures constituées par des éléments + petites et/ou solitaires, milieu + calme) :
Edifices coquilliers : mêmes organismes (+petit) + éponges solitaires, algues, bryozoaires, mollusques à gros test (Rudistes au Mésozoïque)

b. autres constructions
Edifices microbiens : stromatolithes (photo), trombolithes ( ???je ne sais pas ce que c’est…), calcimicrobes (bact. encroûtantes), boues
maërl : séd meuble, accumulation de débris de Mélobésiées (algues incrustantes) surtt
Autres organisme constructeurs (régions tempérées) : annélides (tubules calcaires)

1.2. La bioturbation
déf : Ens des pt dérangements ds 1 séd dus à des déplacements d’organismes vivants : terriers, galerie, traces de fouissement ou de reptation.
Schéma p 541 Pomerol ou p 152 du Cojan (répartition bathymétrique des principaux types de traces fossile (ichnofaciès))
Bioturbation et ZOM (zone à oxygène minimum respiration et oxydation>>photosynthèse))
Fonds baignés par la ZOM : peu de bioturbation : séd laminés (abs homogénéisation) et sombre (MO)
Fonds de part et d’autre de la ZOM : bioturbation : séd homogènes et clairs

2. Rôle des EV après leur mort
2.1. Matières minérales
a. Carbonates
minéraux carbonatés: calcite, aragonite (CaCO3) , dolomites (CaMg(CO3)2)
Quels EV possèdent ces minéraux ?
(tableau Chamley p17)

		aragonite	calcite	Calcite Mg
Mollusque	Céphalopodes	+
	gastéropodes	+
	Pélécypodes	+	+
Brachiopodes			+
Coraux	Scléractiniaires	+
	Rugueux et tabulés	+	+	+
Spongiaires			+	+
Bryozoaires				+
Echinoderme				+
Ostracodes			+	+
Foraminifères	benthique			+
	planctoniques		+
Algues s.l.	coccolithophoidés		+
	rhodophycées	+		+
	chlorophycées	+
	charophyte		+

Rq : dolomites : pas d’origine animale
Selon le mode de vie :
Domaine plate-forme (séd néritique) : mollusque, bryozoaire, échinoderme, coraux, algues / calcite, calcite Mg, aragonites
Sédimentation pélagique: foraminifères plantoniques, coccolithophoridés (calcite), Ptéropodes (aragonite)
Niveau de compensation de la calcite (aragonite) : CCD (ACD) : explication avec un schéma

Roches formées : Calcaires

b. Silice
Chez les EV la silice se trouve dans le test de certains organismes :
Radiolaire (Cambrien à actuel) (photos)
Diatomée (Trias à actuel) (photos)
Ce test est fabriqué par précipitation de l’opale A (silice hydratée amorphe SiO2, nH2O)
Après la mort : Sédimentation pélagique

Autres : spongiaires à spicule (benthique) Silicoflagellés (planctonique)

Roches formées : radiolarites, diatomites, gaizes (spicule d’éponge, radiolaire, diatomée), spongolites (spicule d’éponges)

Rq : Possibilité formation diatomites ds lacs (existe des diatomites d’eau douce)

c. Phosphates
Le phosphate des roches est d’origine organique (pas de précipitation de phosphate en eau de mer). Donc Bioprécipitation + reconcentration ds niveaux)
superficiels riche en MO
Ils proviennent du lessivage de cadavres et d’excréments ou il s’agit de débris de squelette de vertébrés + écailles de poissons + coprolithes

Formation en domaine marin néritique
Formation ds upwelling
Formation continentale : accumulation continentales de Guano (excréments d’oiseaux et de chauve-souris enrichis en phosphates par lessivage des autres composants orga)

Roches formées : Phosphorites
(+ de 37% de phosphate P2O5 apatites (Ca5(PO4)3))
Phosphorites bioclastiques : formés de débris (cf plus haut)

2.2. Matières organiques
a Domaine océanique
Production océanique : photosynthèse
Conservation Mo fct de :
taux de production (surface)
conditions réductrices (fond)
-> modèle Euxinique (prod moy/conditions réductrices)
-> modèle à couche d’oxygène minimum (prod moy/anoxie partielle)
-> modèle upwelling (prod impt/conditions oxydantes)
(schéma)

roches formées : pétrole

b. Domaine continental
Accumulation de débris végétx sur place (autochtone) ou après transport fluviatile (allochtone)
Milieux : marécage

roches formées : Anthracite, houille, lignite, tourbes


Les EV vivants peuvent donc avoir une action sur la formation des roches sédimentaires à la fois de leur vivant et après leur mort.
Cette action va de la simple trace dans un sédiment à la formation complète de la roche. D’autre part, une grande variété d’EV sont concernés : Eubactérie (cyanobactérie), eucaryotes unicellulaires, « algues », Cnidaire, Mollusque, Embryophytes…

Le monde du vivant et lemonde minéral sont donc étroitement imbriqués dans la formation des roches sédimentaires

salut
alors à 1ere lecture rapide je trouve qu'il manque une définition d'une roche sédimentaire
et pour moi il manque notament l'action des etres vivants sur l'érosion, processus conduisant à la formation des r. sedim.... non? ou est-ce hors-sujet?

OK avec Marie, je mettrais aussi l'érosion and co...

On avait eu une idée de plan au **** il y a "quelques" années, je le recherche... Je ferai un comm de ton plan quand même

Marie B. a écrit:
et pour moi il manque notamment l'action des êtres vivants sur l'érosion, processus conduisant à la formation des r. sedim....

Effectivement, pas pensé du tout...

ah.... j'attends une intervention de Francky (Péripatus) qui a fait ce sujet l'an passé qd on bossait ensemble!!!

sinon je trouve ton plan pas mal... à 1ère vue j'aurais essayé un truc du genre: I) Un apport de matière
II) une transformation des roches

ou qq chose comme ça... mais je trouve ton dvpt assez complet

bonsoir,

2 petites questions :
1) ne pourrait-on pas faire une 1° partie (avant ton I) sur la mise en évidence de la participation des EV à la formation de ces roches, style expérience à l'acide sur un calcaire, observation au ME de la craie ??? Remarque ça tiens peut-être pas une partie.

2) est ce que tu expliques ou pas comment font les EV pour fixer la calcite (réactions chimiques) et la silice ??

Je ne sais pas si c'est vraiment important, c'est juste une impression...

Suis au bahut là mais je regarde si j'ai des références de livres cet aprèm, promis !

mouais, pas évident en fait. J'avais pensé au Pomerol mais il n'y a presque rien à part la précipitation des carbonates. Faudrait peut-être voir dans le Cojan & Renard mais je ne l'ai pas sous la main!

J'avais ces 2 livres entre autres pour travailler ce plan.

désolée

Pas de souci!

Cattina a écrit:OK avec Marie, je mettrais aussi l'érosion and co...

On avait eu une idée de plan au **** il y a "quelques" années, je le recherche... Je ferai un comm de ton plan quand même

pas urgent, juste piqure de rappel

de toute façon, je ne pense pas retravailler ce plan plus profondément (il m'a pourri mon été, quand même,ce sujet, j'aimerais tirer une croix dessus

j'ai remis la main sur le plan du **** si vous voulez et si Cattina ne le met pas avant moi

veux bien

j'ai fait ce sujet je vais regarder aussi ce que j'ai
désolée pas regardé avant pas trop le temps ...

voilà ce qui avait été proposé (par cattina ou manoo ... je crois, en 2007)

Rôle de la vie dans la genèse des roches

Intro : on dissocie souvent géologie et biologie. Pourtant, certains phénomènes biologiques interviennent dans la géologie. En quoi la vie permet-elle la genèse des roches ?

I. des sédiments élaborés par les êtres vivants
La vie, matière première de roches sédimentaires
A. les restes minéraux
Montrer des roches avec fossiles en macro et en lames
Tests calcaires et siliceux, parler de ccd et lysocline donc de profondeur de formation
Parler d’association genre foramol et chlorozoanet importance des différents tests au cours des temps fossilifères

B. les restes organiques
Idem, montrer charbon, houille… en macro et micro pour montrer matière organique
Mécanismes de conservations de la MO
Influence du milieu (marin, lacustre…)
Montrer les gisements en France (bassins houillers dans Massif Central avec carte au millionième et dans le Nord avec écorché dans le Nord de la France, bassin minier, différence bassin paralique, bassin limnique)


II. des sédiments remaniés par des êtres vivants
A. érosion et pédogenèse

B. bioprécipitation
Récifs, mais limite avec le I.B. + actualisme
Films bactériens: stromatolithes, oolithes, oncolithes et films bactériens relèvent du même phénomène : dépôt de CaCO3 laminaire


III. des sédiments consolidés par des êtres vivants
A. la bioturbation
remobilisation des dépôts
pb ensuite pour « comprendre » les roches sédim car tout est homogénéisé,

B. la diagenèse
Avant que tout ne soit recouvert, encore action des êtres vivants
halmyrolyse

C. la consolidation
Dans les récifs, les algues encroutantes consolident l'édifice


Conclu : on a vu action bio sur géol, mais il y a aussi action géol sur bio avec origine de la vie, rôle de hydrothermalisme

voici une autre proposition qui a aussi était corrigée/validée mais reste critiquable !!!

Rôle de la vie dans la formation des roches

Introduction :

On retrouve les premières traces de vie dans des roches datées de 3,8 millards d’années. Ces preuves ou traces de vie se retrouvent le plus communément dans des roches sédimentaires.
Les premières roches sédimentaires retrouvées au Groenland datent elles-mêmes de 3,8 milliards d’années environ. Dans les paysages sédimentaires tels que les récifs actuels, ou encore des bancs de calcaires coquilliers mésozoïques, nous retrouvons de façon assez ubiquiste des restes d’êtres vivants divers. Force est de constater que les êtres vivants participent à la pétrogenèse sédimentaire.

Pb : quel est le rôle des êtres vivants dans la pétrogenèse ?

Ce rôle paraît être double : les êtres vivants participent à la transformation des roches ou éléments rocheux déjà en place en les affectant directement ou en modifiant le milieu de sédimentation... et ils participent directement à leur formation en les produisant.

I. Les êtres vivants produisent le matériau brut

A. Une matière première organique

1-formation des roches carbonées

a) gisements de roches carbonées
En fonction du temps et géographiquement

b) origine de la matière carbonée
C13 pour avoir l’origine

T : Matière organique dans tous les sédiments pratiquement, mais pas toujours conservée.

c) conservation de la matière carbonée
3 types de milieux euxinique, ZOM, up-weeling => Bassins limniques ou paraliques

2- formation de l’ambre

Cl : fossilisation de partie organique des EV.sous différentes formes et très différente de la forme initiale

T : Outre partie organique, parties minérales sont aussi fossilisables

B. Une matière première minérale

1. Une accumulation de tests minéraux
calcaires, siliceux + spicules
CCD/lysocline et compensation silice

Cl : Répartition chlorozoan foramol et des différentes composantes selon environnement. Les EV produisent de la matière minérale sous forme de calcite ou silice qui peut être sédimentée, en prélevant la matière dans le milieu.

2. une accumulation de déchets
phosphates: Accumulation dans les atolls coralliens A l’occasion on parle de bioconstruction qui a rôle de barrière.

Cl : les EV peuvent constituer une partie intégrante ou importante des roches sédimentaires. Ils peuvent être
intégrés directement ou après avoir été transformés au cours de la diagenèse.

T : Maintenant les EV façonnent, on peut le voir les paysages, et ce en transformant les roches déjà présentes ou
en intervenant dans leur diagenèse indirectement.

II. Les êtres vivants transforment le matériau brut

A. en la décomposant
Ex la diagenèse carbonée: rôle des bactéries (houillification: tourbification en milieu oxyque)

Cl: transformation par les être vivants qui sont importants dans la diagenèse mais leur présence peu aussi amener à faire disparaître le futur gisement.

T: outre le rôle dans la diagenèse carbonée il ont un rôle dans la cimentation des grains par des bioprécipitations

B. Par des bioprécipitations

1- cimentant les dépôts

2- permettant la genèse de concentrations métallo-minérales

Cl: précipitation de matière minérale liée à activité bactérienne

T: les EV peuvent aussi remanier le sédiment en formant des particules détritiques

C. en formant des sédiments détritiques

1. lors de la pédogenèse

a) Par la production de substances organiques :

T : les racines produisent aussi des substances organiques mais action mécanique également

b) action mécanique des racines

2. Après le dépôts du sédiment

Cl : les êtres vivants modifient donc les roches présentent directement de par leur activité.

T : Mais la composition des roches peut-être modifiée par une action indirecte. En effet les EV peuvent modifier
milieu

III. Les êtres vivants modifient les milieux de sédimentation

A. sur des temps courts

1. par la construction de récifs

2. par une production variable de sédiments


Cl : transformation et production des éléments minéraux constituant les roches dépend de activité biologique.

T : phénomène que l’on observe aujourd’hui, mais les EV agissent sur la pétrogenèse sédimentaire depuis 3,8 GA

B. sur des temps longs

Courbe évolution du type de sédiments en fonction du temps et taux de 02 et CO2 (PLS)

1- conséquence de l’évolution du taux de O2

T : si la quantité de O2 varie c’est enparallèle de CO2

2-conséquence de l’évolution du taux de CO2


Conclusion :
Les EV interviennent pour une part importante dans la diagenèse sédimentaire carbonatée, carbonée ou siliceuse ou encore phosphatée.
Ils entre directement dans la composition des roches car sont pour certains des producteurs d’éléments minéraux susceptibles d’être conservés +/- intacts.
De même, la matière organique elle-même peut-être transformée au cours d’une diagenèse et constituer des roches.
Une forte productivité biologique sera en faveur d’une importante pétrogenèse.
Par ailleurs, les EV peuvent par le biais de leur activité transformer les roches et ce par une action directe ou indirecte. Et de ce fait concourent à la formation de sols, aboutissement de l'altération de roches.
Ouverture: la vie apparue sur Terre il y a 3,8GA façonne donc la planète. Elle n’existe que sur Terre et retrouver des
traces similaires ailleurs dans le système solaire, permettrait de dire que la vie y était présente.