Qu'est-ce que le bois pétrifié ?

Les arbres du désert de l’Arizona sont le résultat de l’association du bois, de cendre et d’eau. Cette liaison surprenante les a transformés en quartz, une des roches les plus dures de notre planète.

Au Trias :

Il y a 220 millions d’années, des forêts de conifères primitifs comme Araucarioxylon, Woodworthia et Childéria ont été englouties.

Les arbres ont été charriés par des fleuves en crue, déposés dans la plaine au cours d’ inondations, au fond de lacs et de marécages. La puissance du courant, leur enfouissement ont fait disparaître toutes les parties tendres du bois : l’écorce, les racines, les branches. Ensevelis sous plus de 100 mètres de sédiments par les rivières venant d’une chaîne de montagnes volcaniques, entrée en éruption à environ trois cents kilomètres du dépôt, ils ont subi une lente métamorphose.

La boue, enrichie de la cendre volcanique éjectée par le volcan, contient la silice indispensable pour la pétrification. Cette couche de sédiments est connue sous le nom de « Formation Chinle ».

Le sol autour des arbres pétrifiés n’est pas quartz alors que tous les ingrédients sont présents. Le processus de pétrification a été rendu possible grâce à l’acide humique généré par la décomposition du bois agissant comme catalyseur à la cristallisation.

Le processus a eu lieu en deux phases :

A l’abri de l’air, les arbres noyés ne pourrissent pas. L’eau, enrichie en silice a pénétré à l’intérieur de leur structure. Ce processus initial de pénétration, enfermant toutes les cellules du bois a pu se réaliser en quelques dizaines d’années.

Mais il a fallu des millions d’années pour que les molécules de silice se transforment en quartz polychrome.

La boue chargée de fer, de manganèse, de cuivre ou de carbone a donné à l’arbre ses couleurs. Chaque arbre les a absorbées selon sa porosité au moment de son enfouissement dans des flux chargés d’oxydes. D’autres nuances de couleurs sont apparues liées à l’oxydo-réduction du milieu, les températures au moment de la pénétration des oxydes.

De nombreuses formes de silice ont pu apparaître dans les cavités, dans les zones poreuses : Quartz blancs, fumés, laiteux, agate, opale, calcédoine ajoutant encore de la diversité à ces œuvres spectaculaires.

Vue au microscope

Au Crétacé :

Durant cette période, la plaine était couverte par un océan et une autre couche de sédiments de plusieurs centaines de mètres d’épaisseur à recouvert les forêts enfouies. C’est seulement depuis 60 millions d’années que l’océan s’est éloigné, que le processus d’érosion a commencé et mis à jour la couche supérieure de la formation Chinle.

Actuellement :

Les troncs que l’on découvre sont souvent brisés en plusieurs morceaux plus ou moins alignés.

Le « décantation » d’un arbre de quartz lourd sur un sol plus ou moins stable provoque des fissures et éventuellement le brise. Parce qu’il s’agit de la distance la plus courte pour que les fissures se développent, elles s’étendent perpendiculairement à sa longueur. Ces perpendiculaires répétitives rompent les arbres pétrifiés qui ressemblent, sur le gisement, à des grumes sciées. Les arbres pétrifiés de l’Arizona se trouvent à une altitude de 1.800 mètres. Ils sont été élevés par l’érection des montagnes Rocheuses.

Seuls les arbres enfouis à plusieurs mètres de profondeur peuvent être travaillés. Les températures hivernales très basses (jusqu’à -30°), les chaleurs du désert l’été (+45°) font fendre les arbres de surface. Les racines des arbustes du désert viennent y plonger leurs racines pour l’humidité qu’ils prodiguent.

Les couleurs :

Elles ne dépendent pas de l’espèce de l’arbre mais du bain chimique très particulier qui a prévalu pour chaque tronc, des sédiments contenus dans les strates sous lesquelles il était enfoui: cendres, argile, oxydes… Elles dépendent également de la porosité du bois. Deux arbres proches peuvent avoir des couleurs totalement différentes. L’un pouvait être un arbre mort depuis longtemps, et donc aux tissus altérés et donc plus perméable et l’autre récemment déraciné, imperméable dans un « premier » temps.

La région de provenance, les conditions d’ensevelissement, la qualité du sous-sol ont introduit des particularités qui ont laissé leur marques.

Les solutions riches en fer colorent les arbres en rouge et en jaune . Le manganèse donne le violet (comme dans l’améthyste) et le noir. Le cuivre s’oxyde en bleu et vert et le dioxyde de silicium, la plus grande pureté de quartz produit le blanc et le gris, qu’on retrouve dans les zones les plus dures, les noeuds de branche, le coeur de l’arbre… La température, un milieu en oxydation ou en réduction influent sur la variété et les nuances des couleurs.

Dans les coupes « dans le fil », on constate que les substances colorantes ont utilisé les canaux du bois pour pénétrer au plus profond de l’arbre ce qui signifie que cette pénétration a eu lieu quand l’arbre était encore « en bois » ou, en tout cas, quand les canaux permettait encore la circulation des fluides.

Plus rarement et très partiellement, la coloration a pu se faire depuis la périphérie du tronc, le flux utilisant la plus grande porosité de cette partie de l’arbre (plus altérée) ou utilisant des fissures apparues dans l’arbre-bois.

Dureté :

La dureté des arbres silicifiés varie de 5 à 7, (le diamant 10 sur l’échelle de Mohs) différences de dureté qu’on peut retrouver dans une même coupe d’arbre entre les zones aux tissus altérés, ou de bois plus tendre en périphérie (aubier) et les zones les plus dures (noeuds et coeur) d’où la difficulté du travail de polisseur. Ce qui veut dire qu’après des millions d’années, dans une coupe d’arbre pétrifié, les zones les plus tendres sont toujours les plus tendres et les plus dures… sont parfois terriblement difficiles à scier.

Les Altérations :

L’arbre a pu subir des altérations de deux types : quand il était « en bois », quand il est devenu pierre.

Les altérations subies quand il était bois provoquent des déformations aux formes courbes, ou en segments arrondis. Elles sont générées par une pression supérieure à ce que la texture du bois peut supporter.

C’est le cas des arbres aux tissus altérés, rendus poreux par une histoire de quelques années passée couchés sur le sol d’une forêt (avec un très fort taux d’hygrométrie favorable au pourrissement). Souvent, des zones périphériques encore saines ont agi comme des boucliers et ont néanmoins permis à un arbre altéré de résister à la pression.

Ces arbres présentent une forme ovalisée, avec parfois une base plus plate qui indique leur position lorsqu’ils ont été engloutis.

De nombreux arbres trop altérés n’ont pas « survécu», trop aplatis, trop perforés pour demeurer un support à la pétrification.

Ils peuvent également avoir été poinçonnés par un corps étranger, branche, autre tronc ou roche. Le résultat est un creux ou une échancrure naturellement comblée parfois par un mélange de grès et de sciure de bois qui a pétrifié et qui peut contenir des galets de la rivière.

Parfois le cœur de l’arbre encore bois s’est partagé en deux, un glissement en diagonale. Un demi cœur s’est éloigné de l’autre moitié. Ils peuvent également avoir été déchirés.

Les altérations quand l’arbre était « en pierre » sont caractérisées par des angles vifs, pointus, qui ont été maintenus en place par une cristallisation de remplissage : calcédoine, calcite, quartz, qui les a empêché de migrer. Des morceaux cassés importants ont pu bénéficier d’un « collage » par cristallisation. Il a fallu que la cassure sont maintenue en place pendant quelques millions d’années pour que les quartz qui ont grandi à partir des deux faces de la cassure se joignent et se scellent entre eux.

Certains arbres ont subi les deux « outrages », le résultat est une structure d’origine de l’arbre rendue peu lisible mais qui est l’occasion de détails insolites.

L’Araucaria : forme actuelle.

Texte : Jean-Christophe Guillon
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