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L’utilisation du terme
PÉTRIFIÉ EST IMPROPRE.
On peut employer les termes
(populaire)
SILICIFIÉ
(scientifique)
PERMINÉRALISÉ
Fleur de chardon
pétrifiée.
Bois fossile
perminéralisé.
Crinoïde fossile
perminéralisé.
La pétrification résulte du dépôt, rapide, d’une couche minérale, généralement calcaire, du carbonate de calcium (CaCO3), le travertin, à la surface d’un objet.
La perminéralisation se produit après l'enfouissement, quand les espaces vides situés à l'intérieur d’un objet organique se remplissent d'eaux souterraines riches en minéraux et que ces minéraux précipitent en comblant les espaces vides.
LE TRIAS en quelques mots
Les spécificités du TRIAS
L’ère triasique se caractérise par un climat stable et extrêmement chaud, ce qui a permis le développement de dépôts rocheux sédimentaires d’évaporation, une particularité propre à cette période.
Pendant le Trias, le vaste continent unifié, baptisé Pangée, se divise en deux masses distinctes : le Gondwana dans l’hémisphère sud et la Laurasie dans l’hémisphère nord. Ces deux supercontinents s'éloignent l'un de l'autre durant cette période. Le Gondwana commence également à se disloquer, donnant naissance à l'océan Atlantique.
Le Trias est considéré comme une importante période d'apparition et de radiations de différents groupes de Vertébrés, c'est à cette période qu'il y eut l’apparition des Reptiles marins, des Reptiles volants, des Thécodontes, les ancêtres des Dinosaures et des Mammifères primitifs.
Au cours du Trias, les plantes à graines, communément appelées Spermaphytes, ont connu une évolution majeure et ont dominé la végétation.
La fin du Trias a connu une importante extinction de masse, survenue à la limite entre le Trias et le Jurassique. Ce bouleversement majeur a entraîné la disparition d’un grand nombre d’espèces animales et végétales.
PALEOGEOGRAPHIQUE du bassin de Chinle au Trias
A l'époque ou la Pangée formait un continent unique, le future bassin de Chinle se trouvait entre l'Équateur et le Tropique du Cancer dans la région de la Laurasia future Amérique du nord.
Cliquez pour agrandir les cartes.
LA GEOLOGIE GENERALE AU TRIAS
Le Trias a été marqué par une activité volcanique très intense et gigantesque dans de nombreuses régions du monde. Les éruptions colossales ont engendré d'importantes plaines basaltiques, telles que le plateau du Deccan en Inde. Ces gigantesques explosions éruptives ont relâché des quantités colossales de gaz et de cendres qui ont perturbé le climat mondial.
A cette époque des bassins sédimentaires, qui se sont développés par l'accumulation de matériaux transportés par les cours d’eau, les fleuves et les mers intérieures, constituent un trésor inestimable pour la science. En effet, ils renferment des informations géologiques et paléontologiques cruciales permettant de reconstituer le climat et la biosphère de cette lointaine époque.
Au cours du Trias, l'activité tectonique a donné naissance à plusieurs chaînes de montagnes à travers le monde. Les montagnes de l'Oural en Eurasie, ainsi que celles des Appalaches en Amérique du Nord, font partie de ces formations. Leur apparition a affecté la circulation des vents et des précipitations, ce qui a changé les conditions climatiques locales.
La carte nous montre les nombreuses zones volcaniques, particulièrement à l'ouest, dues à l'arc volcanique en marge continentale de la subduction océanique, au Triasique supérieur. Les flèches nous indiquent les directions du déplacement des dépôts de sédiments clastiques dus aux reliefs et aux éléments météorologiques.
POINT DE SITUATION GEOLOGIQUE ACTUELLE du bassin de Chinle
A gauche vue en plan des différentes zones de la formation de Chinle actuelle . A droite les strates affleurant dans les différentes zones.
Cliquez pour agrandir les illustrations.
POINT DE SITUATION - DU CLIMAT au Trias
Au début du Trias les terres sont encore rassemblées en un supercontinent centré sur l'équateur. De plus, le niveau des terres est élevé par rapport au niveau des mers (ces deux points limitaient l'existence de mers peu profondes côtières, qui sont le lieu de prédilection du développement de la vie marine).
Cette situation empêchait l'océan de jouer un rôle tampon correct sur les températures continentales d'une part, et d'autre part, empêchait l'humidité en provenance des mers de pénétrer les terres (même si quelques régions côtières devaient bénéficier de saisons de moussons).
Le climat était alors généralement aride et sec, ponctué de zones humides autour de lacs et rivières. Le climat mondial est globalement chaud. Comme la Pangée occupe une position de plus en plus équatoriale, il devient de plus en plus chaud et aride, en particulier dans la partie centrale du continent. Lorsque la Pangée commence à se fragmenter, à la fin du trias, un climat moins chaud et plus humide s'installe.
.
Au Trias :
-
Il n'y avait pas de calottes glaciaires aux pôles ;
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le climat était très chaud, la température moyenne était de 19/20°C ;
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le gradient de température nord-sud était moins marqué que de nos jours ;
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l'air était très sec sur le continent ;
-
il y avait de nombreuses grandes zones désertiques arides ;
-
les extrémités nord et sud du globe demeuraient un peu plus humides.
De plus, aucun sédiment glaciaire n'est connu au Trias. Ce sont donc des signes d'un climat chaud qui perdurera pendant toute la période. La taille importante du supercontinent Pangée devait modérer l'influence de l'océan sur son climat.
On notera sur ce diagramme qu'alors que la moyenne des températures est supérieure de 5°C à celle d'aujourd'hui, la masse de CO2 était 5 fois plus importante, alors qu'il n'y avait pas d'activités industrielles ni humaines, cette masse de CO2 provenait vraisemblablement de l'activité volcanique.
POINT DE SITUATION - DE LA VIE au début du Trias
Juste avant le Trias, à la fin du Permien, entre 252 et 245 Ma, la plus importante extinction de masse se produit.
Ce phénomène a été qualifié par Douglas H. Erwin[*], paléobiologiste américain, de « mère de toutes les extinctions de masse ». Cette catastrophe naturelle est caractérisée par la perte de 95 % des espèces marines et de 70 % des vertébrés terrestres, ce qui en fait l’extinction la plus importante jamais survenue dans la sphère biologique.
Logiquement, retrouver un niveau de biodiversité équivalent a pris beaucoup plus de temps que pour les autres extinctions massives.
Les raisons de cette disparition font encore l’objet de controverses. On évoque notamment :
-
un événement cataclysmique, comme une ou des, éruptions de supervolcans, déchaînant ou entretenant des conditions climatiques extrêmes, avec un taux de dioxyde de carbone démesurément élevé ;
-
des impacts de météorites géantes, dont on trouve les traces d'impact (170 km de diamètre) dans le nord de l'Australie et (480 km de diamètre) Terre de Wilkes en Antarctique ;
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une détérioration progressive de l'environnement due à la formation de la Pangée ;
-
une bouffée de photons gamma extragalactiques, une onde électromagnétique de haute énergie (plus d’un milliard de milliards de soleils).
[*] Douglas Hamilton Erwin (né en 1958) est un paléobiologiste américain, conservateur des invertébrés du Paléozoïque au Smithsonian National Museum of Natural History et président de la faculté du Santa Fe Institute . Il est membre du comité de rédaction de Current Biology .
POINT DE SITUATION - DE LA VIE au Trias
LA FAUNE
Je reconnais que c'est hors sujet mais puisque l'on parle beaucoup du Trias autant en faire le tour.
Le Trias commence après l'extinction massive de la fin du Permien qui a provoqué la disparition de presque 90% d'espèces marines et terrestres. Les espèces animales survivantes de la catastrophe de la limite Permien-Trias vont engendrer les espèces qui représenteront par la suite la faune du Trias.
La faune du Trias a connu une radiation très importante des Vertébrés. Différents groupes de Vertébrés font leur apparition au Trias
:
Les reptiles synapsides, qui dominaient le permien, furent remplacés au trias par les archosaures, qui étaient des reptiles diapsides . Ces derniers donnent naissance aux Ptérosaures, aux Dinosaures et aux Crocodiliens ou Pseudosuchia.
Les Reptiles volants ou Ptérosaures sont apparus au Trias supérieur. Ce sont des Vertébrés volants, mais ils ne sont pas des oiseaux.
Les Thécodontes sont des Reptiles Archosauriens du Trias et du Permien. Ils ressemblent aux Crocodiles, ce sont les ancêtres des Dinosaures et des Oiseaux.
Les premiers Dinosaures sont apparus au Trias. Ils ont été représentés par des formes modestes contrairement aux formes géantes du Jurassique et du Crétacé.
Les reptiles marins, représentés par les Plésiosaures, les Ichthyosaures et les Placodontes, font leur apparition au Trias et se diversifient et se développent au fil de cette période. Ils atteignent leur taille maximale au Trias supérieur.
Des Reptiles mammaliens dominants au Permien, les Thérapsides, ont survécu à l'extinction permienne. Les Cynodontes qui sont un sous-groupe de ces Reptiles mammaliens ont donné naissance, au Trias, aux premiers Mammifères
Différents groupes d'Amphibiens sont présents au Trias. Aussi, les Tortues primitifs ou Chéloniens ont fait leur apparition au Trias. Les Squamates qui sont les ancêtres des Lepidosauria, lézards et serpents actuels, sont apparus également au Trias pendant l'étage Carnien.
Dans le milieu marin, au Trias, les Poissons sont nombreux et abondants. Les Mollusques marins, les Brachiopodes et les Bivalves ont connu une diversification et ils sont également abondants. La seule lignée d'Ammonites qui a survécu à la catastrophe de la limite Permien-Trias est à l'origine de la nouvelle diversification des Ammonites qui deviennent très abondants au Trias.
Le Trias moyen est marqué par l'apparition de nouveaux types de Coraux après l'extinction des Coraux du Paléozoïque à cause de l'extinction de la fin du Permien.
Les Conodontes qui sont des formes apparues au Précambrien ont été aussi présents au Trias, mais ils vont disparaître complètement pendant la crise biologique de la limite Trias-Jurassique.
POINT DE SITUATION - DE LA VIE au Trias
LA FLORE
Au Trias la flore terrestre est influencée par le climat très chaud et peu humide durant toute cette ère.
Une espèce végétale, les Lycophytes du Permien, qui a survécu à l’extinction, domine au Trias inférieur. Ils seront remplacés par de nouvelles espèces évoluées, tout au long du Trias.
Ce sont, les Cycadales, les Glossopteridales, les Ginkgophytes.
Puis viennent les Spermatophytes, des plantes à graines, qui vont dominer la flore terrestre qui comprenait des conifères primitifs, des fougères arborescentes et des cycas.
Ces plantes ont joué un rôle important dans les écosystèmes terrestres en fournissant de la nourriture et des abris à de nombreux animaux, elles étaient adaptées aux climats chauds et arides du Trias. Les conifères, en particulier, étaient des composantes importantes des forêts du Trias. Leur capacité à produire des graines résistantes et à économiser l'eau les a rendus bien adaptés aux conditions environnementales en constante évolution de cette époque.
Dans l’écosystème marin, une multitude d'algues ont prospéré durant cette période.
A
A
POINT DE SITUATION - DE LA VIE au Trias
LA FLORE
De nombreuses espèces d’arbres apparaissent au Trias, nous retiendrons les deux plus emblématiques les Araucarias et les Ginkgos que l’on retrouve le plus dans les bois fossiles.
Les spermatophytes, ou plantes à graines vont dominer la flore et dans l'hémisphère nord les conifères vont se multiplier.
Ginkgoites watsoniae.
Photo du haut feuilles de Ginkgo biloba espèce actuelle, cet arbre a planté dans le visitor center du Petrified Forest National Park, en souvenir de son lointain cousin du Trias, le Ginkgoites watsoniae.
On ne trouve pas de troncs au Trias mais de rares fossiles de feuilles.
La photo du bas est un fossile du ginkgo triasique appelé Ginkgoites watsoniae provenant de la formation de Chinle dans le Petrified Forest National Park.
Crédit Photo : Petrified Forest National Park
RAPPEL DE BIOLOGIE VEGETALE
LE BOIS
LA CIRCULATION DES NUTRIMENTS & STRUCTURE
LA PERMINERALISATION DE L'ARBRE
Après l'enfouissement profond de l'arbre mort, au cœur des dépôts sédimentaires il y a un flux constant d’eau qui se charge en silice au contact des sédiments qui se sont diagénéisées, cette eau silicifiée va, dans un premier temps, cristalliser dans l’espace entre les cellules formant un cloisonnement. Ensuite, d'autres atomes présents dans l’eau silicifiée se combinent au silicium pour colorer les cristaux à l’intérieur même des cellules.
ORIGINE DE LA COULEUR DES BOIS PERMINERALISES
La structure du bois fossiles est composée de quartz clair, SiO2, et de calcédoine, SiO2 + traces d’éléments chimiques divers qui lui donnent sa couleur), la calcite, CaCO3, est plus rarement présente.
Les éléments les plus courant :
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Silicium (Si)
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Oxygène (O)
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Fer (Fe)
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Manganèse (Mn)
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Cuivre (Cu)
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Chrome (Ch)
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Cobalt (Co)
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Calcite (Ca)
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Carbone (C)
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Nickel (Ni)
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Uranium (U)
LES TEMOINS D'UNE CATASTROPHE NATURELLE
Dans l’environnement de deux grands fleuves et de nombreux volcans dans cette région à la fin du Trias, des traces permettent de penser à des cataclysmes à la fois dus à d’importantes inondations et une forte activité volcanique :
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Des troncs pratiquement tous orientés dans une même direction générale dans divers secteurs qui font penser, vu la taille des troncs, à un fort courant qui les aurait déplacés et alignés.
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La présence de bulbes racineux érodés avec les racines à proximité qui font penser à un arrachage par une inondation massive.
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L’absence de l’écorce ou son déplacement et les traces de branches arrachées sans traces de guérison font penser à un charriage.
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Des troncs écrasés.
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Enfouissement dans des strates d’une argile sableuse et d’un ciment de cendres et tufs volcaniques riches en silicium, diagénéisés avec un pH acide sur la surface des troncs.
Ces caractéristiques font donc penser à de catastrophiques et brutales inondations durant une forte activité volcanique. On note par endroits la présence de strates de lave au-dessus du niveau stratigraphique des troncs.
Cette saillie est constituée de couches cendres argileuses du Chinle, séparées en deux par de la lave volcanique, témoignant ainsi d’une formation catastrophique. Les bords de la strate sont arrondis, ce qui pourrait indiquer que celle-ci n'était pas encore entièrement solidifiée (durcie) au moment où la lave a envahi le site. Cette observation est cohérente si les couches de strates se sont déposées sur une période assez courte.
Bulbe racineux d'un tronc qui témoigne d'un arrachage par un flot massif et cataclysmique.
Matériau organique provenant soit de la racine, soit de la branche d'un arbre, qui a été détaché brutalement de son tronc. Cela correspond à une rupture soudaine des attaches entre les racines, les branches et le tronc de l'arbre.
Trace d'arrachement d'une branche non cicatrisée.
Des troncs fossilisés, alignés de manière parallèle, sont visibles à la surface d'un dépôt de boue qui les a recouverts en suivant le sens du déferlement.
Grume écrasée lorsqu'elle était encore flexible, sans avoir subi de processus de fossilisation. Les cernes sont encore présents, mais déformés. Cela correspond à un enfouissement rapide.
Tronc dont l'écorce a été partiellement arrachée ou détachée de sa partie interne, cela démontre un traumatisme sévère de l'arbre avant la fossilisation.
Ces traces de feu ont permis d’évaluer l’époque d’un renouvellement végétal qui s'est produit entre -217 et -213 Ma.
L’étude des caractéristiques anatomiques du bois associées aux cicatrices de feu trouvées sur les troncs d’arbres fossiles est susceptible d’accroître nos connaissances sur les processus environnementaux et écologiques qui se sont produits dans les forêts anciennes et sur le rôle du feu en tant que force évolutive. Dans le parc national de Petrified Forest, en Arizona, où des arbres fossiles du Trias tardif sont exposés, nous avons trouvé 13 exemples de troncs fossiles avec des caractéristiques externes ressemblant à des cicatrices de feu modernes. Un spécimen avec les caractéristiques externes sans ambiguïté d’une cicatrice de feu a été prélevé pour l’analyse de son bois fossilisé. Une bande de couleur claire composée de trachéides comprimées et déformées a été associée à l’événement de cicatrisation. Le diamètre de la lumière cellulaire et l’épaisseur de la paroi cellulaire dans le bois fossilisé avant cicatrisation montrent une réponse similaire à celle décrite dans les arbres modernes soumis à des conditions de sécheresse. Les trachéides dans le bois post-cicatrisation sont initialement plus petites, puis deviennent plus grandes que la moyenne après une période de récupération, comme on l’observe souvent chez les conifères modernes après un incendie. Les réponses de la morphologie externe et de l’anatomie du bois à la sécheresse et au feu étaient similaires à celles de certains arbres modernes et soutiennent l’idée que certaines forêts pourraient avoir connu des conditions favorisant l’évolution de traits adaptés au feu pendant plus de 200 millions d’années.
Motifs de cicatrices de feu sur un arbre. ( A ) Motif de cicatrice de feu dans la cavité basale (avec une unité. ( B ) Arcs en forme de « visage de chat » au sommet d'une autre cicatrice. ( C ) Boucles de cicatrisation de la prolifération du bois blessé dans la section du tronc sous la section de la Fig. B.
Byers, B.A., DeSoto, L., Chaney, D. et al.
Fire-scarred fossil tree from the Late Triassic shows a pre-fire drought signal.
Sci Rep 10, 20104 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-77018-w
TRACES DE FEU FOSSILES
LES 3 ARBRES PERMINERALISES LES PLUS FREQUENT DE LA FORMATION DE CHINLE
ARAUCARIOXYLON ARIZONICUM
Araucarioxylon Arizonicum est une espèce éteinte de conifère qui est le fossile de l'État de l'Arizona.
L'espèce est connue grâce aux nombreux troncs d'arbres massifs qui émergent de la formation de Chinle dans les badlands désertiques du nord de l'Arizona et du Nouveau-Mexique adjacent 93 530 acres du PNFP.
Ces troncs sont localement si abondants qu’ils ont été utilisés comme matériaux de construction par amérindiens.
ARAUCARIOXYLON ARIZONICUM
Quand le Chrome (Cr) s'en mêle...
Ce spécimen d'Araucarioxylon arizonicum, vert, provient de la Formation de Chinle, le lieu de découvert est près de Winslow, une petite ville d’Arizona de la région du PFNP.
La riche couleur verte est du à la forte teneur en chrome des cendres à cet endroit (environ 2 %). Parmi les nombreux types de bois perminéralisés qui se déclinent dans une grande variété de couleurs, les verts sont très rares.
ARAUCARIOXYLON ARIZONICUM
Les cernes de croissance absentes
Pour une raison climatique, absence de saisons, sur certains troncs les cernes de croissance et les rayons ne sont pas toujours visibles comme le montre la photo de gauche.
Dans le cas des bois fossiles du Trias c'est le climat aride régulier tout au long de l'année qui en est la cause.
QUELQUES PHOTOD D'ARAUCARIOXYLON ARIZONICUM
Espèce spermatophyte, le Woodworthia arizonica, est un conifère éteint de la famille des Protopinacées datant de la période du Trias. On le trouve dans la formation Upper Chinle en Arizona.
De petites quantités de Woodworthia peuvent être trouvées dans le PFNP en Arizona, ainsi que dans la forêt pétrifiée de Wolverine en Utah.
Une caractéristique intéressante du Woodworthia réside dans les larges motifs en forme de rayons qui apparaissent sur la structure interne.
On trouve également de petites bosses ou fossettes cicatrices de bourgeons.
WOODWORTHIA ARIZONICA
WOODWORTHIA ARIZONICA
Cicatrices de bougeons
Les cicatrices de bourgeons (petites bosses ou verrues) recouvrent le tronc de ce fossile de Woodworthia.
QUELQUES PHOTOS DE WOODWORTHIA ARIZONICA
Espèce spermatophyte, conifère, disparue de la famille des Araucariaceae, du Painted desert dans la formation de Chinle en Arizona et Utah.
Espèce spermatophyte, conifère, disparue, du Painted desert dans la formation de Chinle, White canyon, en Utah.
Schilderia adamanica, a une structure semblable aux Araucariaceae avec des rayons en « chevrons » normaux unisériés avec des rayons se courbant les uns vers les autres à leurs extrémités.
Les troncs sont presque toujours débarrassés de leur écorce et présentent souvent des cicatrices de bourgeons.
SCHILDERIA ADAMNICA
Sur cette très rare photo de SchilderIa on distingue à peine une particularité jusqu'à lors inconnue des scientifiques
Schildera Adamanica présente un reste de jeune tronc où l'écorce est partiellement restée, où l'on peut à peine découvrir et observer, sur le bord droit, quatre cicatrices de bourgeons.
SCHILDERIA ADAMNICA
LES SITES DE BOIS FOSSILES AUX ETATS-UNIS
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Forêt fossile de Gilboa, New York.
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Petrified Forest National Park en Arizona.
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Petrified Forest (California) en Californie.
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Mississippi Petrified Forest à Flora, Mississippi.
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Petrified Wood Park à Lemmon, Dakota du Sud.
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Les sources pétrifiées de Kenosha, dans le Wisconsin".
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Ginkgo/Wanapum State Park dans l'État de Washington.
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Parc d'État de la forêt pétrifiée d'Escalante, dans l'Utah.
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Florissant Fossil Beds National Monument près de Florissant, Colorado.
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Forêt pétrifiée de Yellowstone, parc national de Yellowstone, Wyoming.
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Forêt pétrifiée de Gallatin, parc national de Yellowstone, Wyoming.
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L'unité sud du parc national Theodore Roosevelt, près de Medora, Dakota du Nord.
LES SITES DE BOIS FOSSILES DU TRIAS
DANS LE MONDE
