La découverte de la plus ancienne forêt fossilisée du monde dans le sud-ouest de l’Angleterre, datant de 390 millions d’années, fournit des informations cruciales sur les premières formes de vie des arbres et leur impact sur les paysages terrestres au cours de la période dévonienne. Cette recherche révolutionnaire met l’accent sur le rôle important des premiers arbres dans la stabilisation des environnements et dans l’évolution des systèmes fluviaux. Une forêt d’arbres Calamophyton. Crédit : Peter Giesen/Chris Berry
La plus ancienne forêt fossilisée jamais découverte sur Terre, datant de 390 millions d’années, se trouve dans les imposantes falaises de grès de la côte du Devon et du Somerset, dans le sud-ouest de l’Angleterre.
Les fossiles, découverts et identifiés par des chercheurs des universités de Cambridge et de Cardiff, sont les plus anciens arbres fossilisés jamais découverts en Grande-Bretagne et la plus ancienne forêt fossile connue sur Terre. Cette forêt fossile a environ quatre millions d’années de plus que le précédent détenteur du record, découvert dans l’État de New York.
Les fossiles ont été découverts près de Minehead, sur la rive sud du canal de Bristol, près de ce qui est aujourd’hui le camp de vacances de Butlin. Les arbres fossilisés, connus sous le nom Calamophyton, à première vue, ressemblent à des palmiers, mais ils étaient un « prototype » des espèces d’arbres que nous connaissons aujourd’hui. Plutôt que du bois massif, leurs troncs étaient fins et creux au centre. Ils manquaient également de feuilles et leurs branches étaient couvertes de centaines de structures ressemblant à des brindilles.
Fossiles de rondins de Calamophyton tombés. Crédit : Neil Davies
Ces arbres étaient également beaucoup plus petits que leurs descendants : les plus grands mesuraient entre deux et quatre mètres de haut. À mesure que les arbres grandissaient, ils perdaient leurs branches, laissant tomber beaucoup de déchets végétaux qui soutenaient invertébrés sur le sol de la forêt.
Importance géologique
Les scientifiques pensaient auparavant que cette partie de la côte anglaise ne contenait pas de fossiles végétaux significatifs, mais cette découverte de fossile particulière, en plus de son âge, montre également comment les premiers arbres ont contribué à façonner les paysages et à stabiliser les berges des rivières et les côtes il y a des centaines de millions d’années. Les résultats sont rapportés dans le Journal de la Société Géologique.
La forêt date du Dévonien, il y a entre 419 et 358 millions d’années, lorsque la vie a commencé sa première grande expansion sur terre: à la fin de cette période, les premières plantes à graines sont apparues et les premiers animaux terrestres, principalement des arthropodes, étaient bien établis.
Détail d’un tronc d’arbre tombé. Crédit : Chris Berry
« La période du Dévonien a fondamentalement changé la vie sur Terre », a déclaré le professeur Neil Davies du Département des sciences de la Terre de Cambridge, premier auteur de l’étude. « Cela a également modifié la façon dont l’eau et la terre interagissaient les unes avec les autres, puisque les arbres et autres plantes contribuaient à stabiliser les sédiments grâce à leur système racinaire, mais on sait peu de choses sur les toutes premières forêts. »
Perspectives écologiques et méthodologie de recherche
La forêt fossile identifiée par les chercheurs a été trouvée dans la formation de grès Hangman, le long des côtes nord du Devon et ouest du Somerset. Au cours de la période dévonienne, cette région n’était pas rattachée au reste de l’Angleterre, mais se trouvait plus au sud, reliée à certaines parties de l’Allemagne et de la Belgique, où des fossiles dévoniens similaires ont été trouvés.
« Quand j’ai vu pour la première fois des photos de troncs d’arbres, j’ai immédiatement su de quoi il s’agissait, après 30 années d’études sur ce type d’arbre dans le monde entier », a déclaré le co-auteur, le Dr Christopher Berry, de l’École des sciences de la Terre et de l’environnement de Cardiff. « C’était incroyable de les voir si près de chez nous. Mais l’observation la plus révélatrice vient de l’observation, pour la première fois, de ces arbres à l’endroit où ils poussaient. C’est notre première opportunité d’examiner directement l’écologie de ce premier type de forêt, d’interpréter l’environnement dans lequel Calamophyton les arbres poussaient et d’évaluer leur impact sur le système sédimentaire.
La formation de grès Hangman, le long des côtes nord du Devon et ouest du Somerset, où ces fossiles ont été trouvés. Crédit : Neil Davies
Les travaux de terrain ont été entrepris le long des plus hautes falaises maritimes d’Angleterre, dont certaines ne sont accessibles que par bateau, et ont révélé que cette formation de grès est en fait riche en matières fossiles végétales de la période dévonienne. Les chercheurs ont identifié des plantes et débris végétaux fossilisés, des bûches d’arbres fossilisés, des traces de racines et des structures sédimentaires préservées dans le grès. Au Dévonien, le site était une plaine semi-aride, sillonnée par de petits canaux fluviaux jaillissant des montagnes au nord-ouest.
« C’était une forêt assez étrange – pas comme n’importe quelle forêt que vous verriez aujourd’hui », a déclaré Davies. «Il n’y avait pas vraiment de sous-bois et l’herbe n’était pas encore apparue, mais de nombreuses brindilles tombaient de ces arbres denses, ce qui avait un effet important sur le paysage.»
Cette période marquait la première fois que des plantes serrées poussaient sur terre, et l’abondance de débris rejetés par le Calamophyton arbres construits dans des couches de sédiments. Les sédiments ont affecté la façon dont les rivières coulaient à travers le paysage, c’est la première fois que le cours des rivières pouvait être affecté de cette manière.
« Les preuves contenues dans ces fossiles préservent une étape clé du développement de la Terre, lorsque les rivières ont commencé à fonctionner d’une manière fondamentalement différente de ce qu’elles étaient auparavant, devenant la grande force érosive qu’elles sont aujourd’hui », a déclaré Davies. « Les gens pensent parfois que les roches britanniques ont été suffisamment étudiées, mais cela montre que les revisiter peut donner lieu à de nouvelles découvertes importantes. »
La recherche a été financée en partie par le Natural Environment Research Council (NERC), qui fait partie du UK Research and Innovation (UKRI). Neil Davies est membre du Churchill College de Cambridge.
