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Les expéditions du Musée royal de l'Ontario aux schistes de Burgess (depuis 1975)

En 1975, le Musée royal de l'Ontario est devenu le quatrième organisme majeur à jouer un rôle actif, sur les plans de la recherche et du travail sur le terrain, aux schistes de Burgess. L'année 1975 marque également le début de la plus vaste opération de fouilles dans l'histoire des schistes de Burgess. Elle éclipse toutes les expéditions précédentes réunies non seulement en ce qui concerne le nombre de saisons de fouilles et de jours passés sur le terrain, mais aussi la découverte de nouveaux gisements fossilifères et le nombre de spécimens recueillis.

Ces expéditions ont mené à la constitution de la gigantesque collection du ROM, riche de plus de 150 000 fossiles de Burgess et comptant environ 200 espèces décrites. La plupart de ces fossiles ont été amassés en dégageant une couche de roche après l'autre dans diverses carrières de la zone séparant le mont Wapta du mont Field, connue de nos jours sous le nom de crête aux fossiles. D'autres fossiles provenaient de sites situés à des dizaines de kilomètres. Tous ces spécimens, catalogués et entreposés avec soin, constituent un véritable trésor pour les scientifiques et donnent lieu à des projets de recherche allant de la taphonomie (étude de la conservation des fossiles) et de la taxonomie (description de nouvelles espèces et révision d'autres espèces) à la biologie évolutionniste et aux études paléoécologiques et paléoenvironnementales.

La recherche sur les schistes de Burgess se poursuit de nos jours et de passionnantes découvertes nous proviennent autant de l'étude sur le terrain que de celle des collections existantes.

Contexte

En 1968, Desmond Collins a quitté le Natural History Museum (Musée d'histoire naturelle) de Londres pour se joindre au ROM. Il y a mené les dix-huit premières expéditions du ROM (entre 1975 et 2000), perpétuant ainsi une tradition amorcée par la Smithsonian Institution (de 1909 à 1924) et poursuivie par l'Université Harvard (1930) et la Commission géologique du Canada (1966-1967). En 1975, Collins ne se doutait pas que sa première expédition, qui bouleverserait sa carrière, améliorerait grandement notre connaissance de la vie cambrienne. Collins n'avait à ses débuts aucune expérience reliée à l'étude des fossiles de Burgess : sa visite du site tient de l'heureux hasard.

Photographie en couleur de Desmond Collins montrant un fragment de roche contenant un fossile

Desmond Collins tenant un fossile de Burgess nouvellement découvert qui sera nommé Sanctacaris.


15 août 1983.

© Musée royal de l’Ontario

La première visite de Desmond Collins à la carrière Walcott remonte à 1972 pendant une excursion d'une journée dans le cadre du Congrès international de géologie qui se tenait cette année-là à Montréal. Participaient aussi à l'excursion Harry Whittington, James Aitken et William Fritz, trois membres clés des expéditions de la Commission géologique du Canada (CGC) en 1966 et 1967. Au cours de cette brève visite, Collins (expert à l'époque des fossiles de céphalopodes) a été particulièrement impressionné par la multitude de fossiles encore éparpillés sur les éboulis malgré les expéditions précédentes vers les deux carrières de la crête aux fossiles (la carrière Raymond et la carrière Walcott).

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La première expédition du ROM : 1975

Objectif : exposer des spécimens au Canada

La première visite de Collins coïncidait par hasard avec la préparation d'une nouvelle galerie portant sur la paléontologie des invertébrés au Musée royal de l'Ontario, galerie ouverte en 1977 mais remplacée depuis. Collins a rapidement flairé le potentiel qu'offraient les fossiles abandonnés de Burgess pour la nouvelle galerie. À cette époque, les rares spécimens de la carrière Walcott qui faisaient partie de la collection du ROM étaient ceux que Walcott avait envoyés au Musée quelques décennies plus tôt, et ils ne se prêtaient pas vraiment à une exposition.

L'un des arguments avancés par Collins en faveur de la première expédition du ROM pour recueillir des fossiles était qu'au début des années 1970, aucune exposition permanente de fossiles de Burgess n'existait au Canada. Aujourd'hui, le Musée royal de l'Ontario possède la plus grande collection de fossiles de Burgess du monde : plus de 150 000 spécimens. Mais Collins n'avait pas l'intention d'étudier en profondeur les schistes de Burgess quand il a officiellement contacté Parcs Canada pour obtenir la permission de collecter des fossiles et de les exposer... cela viendrait plus tard.

La collecte sur les éboulis


Vue panoramique du col Burgess, fin juin 1975, montrant la carrière Walcott enneigée (flèche bleue). Le campement du ROM se trouvait au même endroit que celui utilisé en 1966 et 1967 par les expéditions de la Commission.

© Musée royal de l’Ontario. Photo : Desmond Collins – retouchée

Malgré plusieurs requêtes de Desmond Collins, Parcs Canada ne lui a pas permis de procéder à des fouilles en 1975. On a seulement permis aux neuf membres de l'équipe du ROM d'amasser des roches sur les éboulis situés sous les carrières Walcott et Raymond. Il s'agissait en fait souvent de morceaux de schiste dégagés puis rejetés au cours d'expéditions antérieures. Parcs Canada a aussi demandé au ROM de recueillir non seulement des spécimens destinés à une nouvelle galerie du Musée, mais aussi des exemplaires des espèces les plus communes à des fins d'enseignement dans les universités et les musées du Canada, y compris pour Parcs Canada.

Huit membres de l'expédition du ROM posent avec un drapeau du ROM

L'équipe du ROM en 1975. De gauche à droite (rangée avant) : David Rudkin, Bruce Haugh, Chandler Rowell et Bob Barnett et (rangée arrière) : Rod Fuller, Russ Barrows, Huibert Sabelis et Desmond Collins. (Harish Verna, autre membre de l'équipe, n'est pas sur la photo.)

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Photographie en couleur montrant cinq chercheurs au travail, fouillant les roches, le lac Emerald à l'arrière-plan

Collecte de fossiles sur les éboulis situés au-dessous de la carrière Walcott.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins


L’expédition du Musée royal de l’Ontario aux schistes de Burgess en 1975.

© Musée royal de l’Ontario

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Sur une période de huit semaines, malgré de mauvaises conditions météorologiques et l'interdiction de procéder à des fouilles, l'équipe du ROM a collecté plus de 8 000 fossiles. La plupart venaient des éboulis situés en dessous de la carrière Walcott tandis qu'une quantité plus petite venait des gisements (couches) de trilobites du mont Stephen. Mais l'équipe du ROM a également découvert de nombreux spécimens d'un petit arthropode, Marrella splendens au campement de Walcott sous le col Burgess. Ces fossiles ont été trouvés dans des piles de schistes abandonnés au campement.

Deux chercheurs fouillent des piles de schistes au milieu d'une clairière

Collecte de fossiles rejetés par Walcott dans son campement, sous le col Burgess.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

L'équipe a aussi découvert un certain nombre d'objets (articles en fer-blanc, bouteilles) abandonnés par Walcott dans le campement à la fin de ses expéditions.

À Toronto, le technicien David Rudkin avait reçu la lourde tâche de former des ensembles d'exemplaires à distribuer aux musées et aux universités tout en gardant suffisamment de beaux spécimens pour la galerie du ROM. De sa collecte de 1975, le Musée a ainsi envoyé environ 2 000 fossiles représentant des douzaines d'espèces à plus de 20 organismes au Canada. Et ce qui importe peut-être davantage, ces premières collections ont permis aux expéditions ultérieures de se concentrer sur de nouvelles recherches.

Fossiles disposés sur une longue table avec des étiquettes

Tri de la collecte des fossiles de Burgess de 1975 à Toronto, au Musée royal de l'Ontario.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: David Rudkin

La découverte de nouvelles espèces

De nombreuses surprises attendaient l'équipe du ROM en 1975. D'abord, en ratissant les éboulis, elle a découvert une nouvelle espèce, rapidement surnommée « pouce-pied », mais plus tard décrite par Collins et Rudkin qui l'ont nommée Priscansermarinus barnetti. L'équipe a aussi déniché les contre-empreintes rejetées de spécimens recueillis par des expéditions précédentes, y compris un spécimen de Branchiocaris qui correspondait en fait exactement à la contre-empreinte recueillie par Percy Raymond en 1930, 45 ans plus tôt! Le groupe de Cambridge a tiré parti de la collecte de 1975 en incluant plusieurs des spécimens du ROM dans ses publications.

Photographie d'un fossile de Burgess montrant une décoloration rougeâtre

Priscansermarinus barnetti découvert par une équipe du ROM en 1975

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

La découverte d'un grand nombre de fossiles rares et nouveaux (en particulier juste au-dessus des carrières Raymond et Walcott) suggérait qu'il existait peut-être des couches entièrement nouvelles de fossiles à dégager, une hypothèse qui trouva sa confirmation seulement quelques années plus tard. Lorsqu'on les mettait côte à côte, ces découvertes fournissaient la preuve que de nouveaux travaux sur le terrain et de nouvelles collectes dans la région pouvaient encore produire une précieuse base de recherche.


Desmond Collins – Early Recollections

© Canadian Wilderness Video Productions

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Les années de prospection (1981-1989)

À partir de 1981, et pour six saisons de fouilles en tout (de 1981 à 1984, 1988 et 1989), l'objectif principal des expéditions du ROM aux schistes de Burgess était de trouver de nouveaux gisements fossilifères dans la formation Stephen. Au début, surtout en 1981 et 1982, peu de fossiles ont été recueillis, mais le rythme des découvertes augmenterait au fil des ans surtout grâce aux fouilles menées dans les nouveaux sites.

Les études géologiques capitales

Les expéditions du ROM s'inspiraient des travaux géologiques détaillés d'Ian McIlreath qui, au milieu des années 1970, à l'Université de Calgary, préparait sa thèse de doctorat sur les formations rocheuses apparentées aux schistes de Burgess. McIlreath avait fait une découverte importante : il avait réalisé que la falaise sous-marine proche des carrières Walcott et Raymond, sur la crête aux fossiles (décrite par Fritz en 1966 et repérée initialement sur le mont Field par Ney, en 1954), se prolongeait sur plus de 20 kilomètres (12,4 milles) — traversant plusieurs montagnes du Parc national Yoho et suivant à peu près un axe nord-ouest sud-est. Si la falaise sous-marine (nommée escarpement « Cathedral ») jouait un rôle important dans la formation et la conservation des schistes de Burgess dans le bassin de la formation Stephen avoisinant (ce qui avait été suggéré par des études précédentes de la Commission), de nouvelles découvertes étaient probables le long de la falaise.

La découverte de nouveaux sites

En 1975, la découverte de fossiles rares par l'équipe du ROM au-dessus des carrières Walcott et Raymond laissait deviner la présence de gisements d'autres fossiles dans la région. Mais Parcs Canada n'a permis aucune fouille au-dessus du site avant 1984. En 1981, Collins était accompagné de Derek Briggs (qui y est retourné en 1982) et de Simon Conway Morris. Ces deux chercheurs venaient de terminer leur thèse de doctorat sur les fossiles de Burgess.

Deux chercheurs posent sur des débris devant des montagnes

Simon Conway Morris (à gauche) et Derek Briggs (à droite) à la carrière Walcott, le lac Emerald à l'arrière-plan, 12 juillet 1981.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

En suivant l'escarpement « Cathedral », on a découvert plus d'une douzaine de gisements de fossiles du type Burgess sur six monts différents autour des carrières originales. Il s'agissait de certaines des plus importantes découvertes depuis l'époque de Walcott. Elles ont donné lieu à un article de synthèse dans le magazine Science en 1983.

Dans la plupart des cas, quelques fossiles seulement étaient amassés dans chaque site, et seulement sur les éboulis, ce qui rendait l'origine stratigraphique des fossiles difficile à établir. Mais à certains endroits, les fossiles étaient parfois dégagés directement des couches de roches, in situ, ce qui permettait de mieux saisir leur lien stratigraphique avec les couches de roches d'autres sites.

Certains des nouveaux sites présentaient des couches de roches plus anciennes que les roches de la carrière Walcott initiale, d'autres présentaient des roches plus récentes (Quel âge ont les schistes de Burgess ?). Cet élément signifiait que le biote des schistes de Burgess non seulement s'étendait sur une vaste zone, mais qu'il avait aussi survécu plus longtemps qu'on ne l'avait cru au début.

Deux des nouveaux sites découverts par le ROM durant ces années de prospection étaient particulièrement remarquables et feraient l'objet de fouilles exhaustives au cours des années à venir.

Photographie aérienne du mont Stephen (à gauche); équipe du ROM étudiant des éboulis, montagnes en arrière-plan (au milieu); trois chercheurs posent avec le drapeau du ROM devant un affleurement rocheux (à droite)

Juillet 1981, nouveaux sites du type des schistes de Burgess sur la paroi nord-ouest du mont Stephen (à gauche): sur le mont Odaray (au milieu), avec Derek Briggs, Al Knowles et Jim Eckert et sur la face sud-est du mont Field (à droite), avec Simon Conway Morris, Desmond Collins et Derek Briggs (de gauche à droite).

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Desmond Collins

Le site Sanctacaris sur le mont Stephen

L'un des premiers sites découverts en 1981 se trouvait sur le mont Stephen, non loin des gisements (couches) de trilobites, et présentait de nouveaux spécimens spectaculaires de Branchiocaris. Le site a d'abord été surnommé « W.S. » pour « West Stephen » (Stephen Ouest), mais il est maintenant connu sous le nom de carrière Collins du mont Stephen.

Derek Briggs tient un fossile devant l'objectif

Derek Briggs découvre un spécimen de Branchiocaris dans un nouveau site sur le mont Stephen (maintenant nommé carrière Collins du mont Stephen), juillet 1981.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Deux chercheurs du ROM fouillent dans les roches sur le versant de la montagne

Même emplacement que la photographie ci-dessus, avec Jim Eckert (à gauche) et Derek Briggs (à droite), août 1981.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

À partir de 1982, les expéditions du ROM se sont mises à dégager des blocs de roches de ce site qui a produit de nombreux spécimens d'Alalcomenaeus et de Branchiocaris ainsi que de nouveaux animaux comme le cténophore Xanioascus. Alalcomenaeus et Branchiocaris se trouvent en très petite quantité dans les carrières Walcott et Raymond mais se sont révélés étonnamment abondants dans la carrière Collins du mont Stephen.

David Rudkin pose un genou devant un fossile venant d'être découvert

Même emplacement que la photographie ci-dessus, David Rudkin pose avec le fossile d'un nouvel animal portant maintenant le nom de Xanioascus, 6 juillet 1982.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Trois chercheurs du ROM fouillent dans les éboulis sur le versant de la montagne

Même emplacement que la photographie ci-dessus, avec Derek Briggs (à gauche), Peter Fenton (au milieu), John Ostler (à droite), le mont Field au loin, 23 juillet 1982.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Une paire de fossiles montrant une coloration rougeâtre.

Alalcomenaeus cambricus provenant de la carrière Collins du mont Stephen.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Les premières fouilles importantes à cet endroit ont eu lieu en 1983. Comme le terrain y est en pente raide, on a dû utiliser un hélicoptère pour y transporter des plates-formes en bois devant servir à dresser les tentes du campement de base. Parmi tous les fossiles remarquables qu'on y a découverts, l'un des arthropodes était particulièrement saisissant. Au moment de sa découverte, on a cru qu'il s'agissait d'un lointain parent de l'araignée moderne et on l'a rapidement surnommé « Santa Claws », en raison de ses nombreuses paires de pattes à piquants. Il est maintenant connu sous le nom de Sanctacaris.

Photographies d'un fossile (à gauche) et de la moitié manquante du même fossile, brisée en deux (à droite)

Sanctacaris uncata (empreinte et contre-empreinte) provenant de la carrière Collins du mont Stephen, découvert par l'équipe du ROM en 1983, excepté la partie arrière de la contre-empreinte (en bas à droite), découverte en 2007 dans les éboulis sous la carrière.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Jean-Bernard Caron

L'expédition de 1983 comptait parmi ses membres Chen Jun-Yuan, un collègue de Desmond Collins qui, comme lui, avait reçu une formation de spécialiste des céphalopodes. Par pure coïncidence, un collègue de Chen, Xianguang Hou, devait découvrir le biote de Chengjiang, un dépôt majeur de fossiles de type Burgess en Chine qui deviendrait peut-être aussi célèbre que les schistes de Burgess eux-mêmes. Après cette découverte, sans doute en raison de sa visite des schistes de Burgess, Chen a réorienté sa carrière afin d'étudier le biote de Chengjiang.


Les fouilles au site Sanctacaris sur le mont Stephen, 1983.

© Musée royal de l’Ontario

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Au-dessus des carrières Walcott et Raymond

En 1982, des spécimens fossilisés ont été collectés dans les éboulis situés à 65 mètres
(213 pieds) au-dessus de la carrière Walcott, mais leur source ne serait localisée que deux années plus tard.

La saison de 1984 a donné lieu à davantage de prospection, mais le moment le plus marquant de l'été s'est trouvé être la découverte de fossiles au-dessus de la carrière Raymond. L'équipe du ROM campait dans la carrière Walcott, installant ses tentes dans la carrière enneigée et utilisant la neige pour en faire de l'eau potable et conserver la nourriture, une pratique qui se poursuivrait les années suivantes. Mais passer la nuit dans la carrière n'était pas de tout repos! Des roches glissaient sans cesse sur le versant de la montagne, tombant parfois du nouveau chantier de fouilles en haut de la pente ou étant délogées sur le passage des chèvres de montagne, et venaient s'écraser plus bas sur les tentes. Les fouilles à cet endroit se sont poursuivies pendant huit semaines de plus en 1988.

Employé du ROM posant sur le versant d'une montagne

Découverte d'une couche à la zone à Ehmaniella par David Rudkin, au-dessus de la carrière Raymond,
13 juillet 1984.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Pendant ces deux saisons de fouilles (1984 et 1988), deux carrières ont été ouvertes à deux niveaux différents séparés par un intervalle stratigraphique d'environ 5 mètres (16,4 pieds). Le ROM a attribué aux carrières les noms « EZ » et « UE » pour « Ehmaniella Zone » et
« Upper Ehmaniella »
(zone Ehmaniella et Ehmaniella supérieure) en raison de la présence en grande quantité de ce trilobite aux deux sites. « UE », située au-dessus, est devenue la plus grande des deux carrières. Maintenant toutes deux nommées carrière Collins de la crête aux fossiles, elles sont d'importantes sources de spécimens auparavant considérés comme rares et donc inestimables pour les chercheurs ayant décidé d'étudier à nouveau ces animaux.

Les deux nouvelles carrières ont produit de nombreuses trouvailles parmi lesquelles se trouvaient en grand nombre :

  • des spécimens de Banffia, un animal auparavant représenté par deux spécimens seulement et qui a depuis été réinterprété comme membre d'un groupe d'organismes problématiques appelés vétulicolidés,
  • des spécimens articulés de Hurdia, ce qui nous a permis de réinterpréter l'animal comme un parent de plus petite taille du plus grand prédateur connu de la période cambrienne, Anomalocaris,
  • des spécimens du déroutant Nectocaris, auparavant représenté par un seul spécimen et maintenant réinterprété en tant que céphalopode primitif.
Trois photograpies des fossiles.

Banffia constricta, Hurdia victoria et Nectocaris pteryx provenant de la carrière Collins de la crête aux fossiles.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Jean-Bernard Caron


Diaporama au-dessus des carrières Walcott et Raymond, 1984.

© Musée royal de l’Ontario

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Le site des « tulipes » sur le mont Stephen

En 1983, l'équipe du ROM a découvert un nouveau site fossilifère sur le mont Stephen (surnommé « S7 » ou site des « tulipes »), plus loin à l'est du site Sanctacaris. Sur le coup, l'endroit n'a rien révélé de très particulier et n'a produit que quelques petits fragments de spécimens.

Le ROM y est retourné en 1989, une saison de fouilles consacrée en majeure partie à la prospection et à la recherche de gisements fossilifères jusque-là inconnus. Mais le site
« S7 » a tout à coup laissé voir un grand nombre de fossiles « en forme de tulipe », signalant un type d'animal entièrement nouveau.

Depuis, le site S7 a produit des milliers de spécimens, y compris des espèces qui n'ont pas encore été décrites.

Plan d'ensemble montrant des chercheurs sur le versant de la montagne et une seconde montagne en arrière-plan (à gauche); des tentes sur le versant de la montagne (à droite)

Principaux éboulis du site S7 (couches à tulipes) avec le mont Field en arrière-plan.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Plaque de roche montrant de nombreux fossiles

Plaque de roche provenant « du site S7 des tulipes » et montrant plusieurs fossiles parmi lesquels se trouvent des pinces d'arthropodes. (Photo du manche du marteau pour donner une idée de grandeur).

© Musée royal de l’Ontario. Photo : Desmond Collins

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Les fouilles à la crête aux fossiles (1990-2000)

Des méthodes de collecte améliorées

Sur une période de 10 ans, l'équipe du ROM a amassé des spécimens en utilisant les mêmes techniques que celles utilisées pendant les fouilles de la Commission géologique du Canada (CGC), avec des marteaux et des burins pour fendre les plus petits blocs de schiste. Quant aux plus grands blocs, ils étaient souvent délogés en perçant une série de trous pour y insérer des paumelles et des coins sur lesquels on frappait avec des masses, ce qui suffisait pour fissurer la roche. Des traces d'excavation remontant à ces expéditions sont encore visibles de nos jours.

À la différence de certaines des expéditions précédentes sur la crête aux fossiles (menées par Walcott et Raymond), les équipes du ROM ont pris soin de noter exactement de quelle couche provenait chaque spécimen recueilli, grande amélioration par rapport à la méthode de collecte de la Commission, consistant à noter l'endroit où les fossiles avaient été trouvés par rapport à certains intervalles. Comme chacun des intervalles établis par la Commission était d'habitude composé de diverses couches, il était impossible de relier un spécimen à une couche en particulier.

La connaissance précise des niveaux auxquels les spécimens ont été amassés a permis de réaliser les études taphonomique et paléoécologique détaillées qui étaient impossibles à partir des collections précédentes.

La carrière Collins

L'expédition du ROM en 1990 était beaucoup plus considérable que celles des années précédentes et donnait le coup d'envoi à une décennie de fouilles exhaustives. La seule année qui a fait exception est 1996, en partie consacrée à la prospection. Pendant cette période, bénéficiant de subventions du National Geographic et de Parcs Canada venant compléter le financement accordé par le ROM depuis 1975, de grandes équipes ont travaillé sur le terrain jusqu'à deux mois par été.

Parallèlement à la poursuite des fouilles dans la carrière Collins de la crête aux fossiles, auparavant nommée UE et EZ, une couche particulièrement riche en spécimens de Tuzoia a été découverte entre les carrières Collins et Raymond. Cette découverte espérée depuis l'expédition de 1975 constituait une preuve supplémentaire que les fossiles de Burgess étaient présents sur la presque totalité de la formation Stephen, sur la crête aux fossiles, mais dans des groupes composés très différemment selon les couches.

Paléontologues du ROM cherchant des fossiles dans la carrière (à gauche); emplacement des tentes du ROM sur une pente qui descend depuis la carrière (à droite

Fouilles à la carrière Collins (en haut) et vue d'ensemble de la crête aux fossiles (en bas) montrant le site de la carrière Collins (en haut à gauche) et du campement du ROM (en bas à droite) dans la carrière Walcott.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Desmond Collins

En 1990, à la suite d'une entente avec Parcs Canada, les équipes du ROM ont également commencé à offrir des visites guidées des différents sites, visites qui sont maintenant offertes par Parcs Canada. La même année, en raison des dangereuses chutes de roches survenues lors des saisons précédentes, l'équipe du ROM a déplacé son campement, quittant la carrière Walcott pour un pré plus sécuritaire près de la base de la crête aux fossiles. En fait, il s'agissait de l'endroit où les expéditions de la Commission (CGC) en 1966-1967 et la première équipe du ROM, en 1975, avaient établi leur campement.

Gros plan de tentes dans la carrière enneigée (à gauche); plan d'ensemble montrant des tentes dans la vallée (à droite)

Le campement du ROM dans la carrière Walcott (en haut) et au pied de la crête aux fossiles (en bas) après avoir été déplacé pour des raisons de sécurité.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Desmond Collins


Vue aérienne, par hélicoptère, de l'arrivée à la carrière Walcott en 1990.

© Canadian Wilderness Video Productions

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L'expédition du ROM de 1990

© Musée royal de l’Ontario

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La réouverture de la carrière Raymond

De 1991 à 1993, et pour une partie de la saison 1997, l'objectif principal était de procéder à de nouvelles fouilles dans les couches situées au niveau de la carrière Raymond initiale, beaucoup plus riches que les couches inférieures, dans la carrière Collins. Le ROM a donc entrepris plusieurs fouilles au nord-ouest et au sud-est de la carrière Raymond et, après quelques années de travail, les trois petites carrières se sont fondues en une seule grande carrière. Comme pour les fouilles précédentes, le travail a été effectué en grande partie à la main, avec des masses et des burins à cliver et, de temps à autre, avec des scies à roche et un marteau-piqueur à essence.

Un chercheur fend des blocs avec une scie à roche devant des touristes observant à l'arrière-plan

Fouilles au niveau de la carrière Raymond initiale devant un groupe de touristes.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

En quatre saisons de fouilles dans la carrière Raymond, près de 5 000 spécimens ont été amassés. Parmi eux se trouvaient d'importants fossiles dont certains représentaient des formes de vie jusqu'alors inconnues, comme l'animal tentaculaire Herpetogaster.

Fossile présentant d'étranges protubérances ramifiées

Herpetogaster collinsi, découvert en 1992 dans la carrière Raymond.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Jean-Bernard Caron

Mais le point marquant de la saison 1991 a sans doute été la découverte du spécimen le plus complet d'Anomalocaris que l'on ait trouvé. L'évènement a dûment été noté, bien que modestement, dans le carnet de fouilles de Collins :

« 27 août (mardi) Équipe dans la carrière vers 10 h. Catalogué grandes plaques. Visite de Parcs incluant Bruce Runnegar, arrivés à 14 h. Catalogue compte maintenant 1415 – Anomolocaris canadensis entier. »

Bien que la nature prédatrice de cette espèce ait été déterminée auparavant par Whittington, ce spécimen complet était d'une qualité telle qu'il révélait, tout comme certains autres spécimens recueillis par le ROM, de nouveaux détails anatomiques et des caractéristiques morphologiques encore inconnues, confirmant ainsi son statut de grand prédateur apte à la nage.

Trois photographies d'un fossile de Burgess entier; À gauche, un fossile enduit d'eau et photographié sur le terrain (un capuchon d'objectif sert d'échelle de mesure); au milieu, le même fossile photographié en laboratoire; à droite, la contre-empreinte du fossile photographiée en laboratoire

L'Anomalocaris canadensis le plus complet que l'on ait découvert a été collecté en 1991 dans la carrière Raymond (empreinte et contre-empreinte).

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Jean-Bernard Caron


L'expédition de 1991

© Canadian Wilderness Video Productions

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1992 - Terry Fletcher

© Canadian Wilderness Video Productions

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1992 - Peter Allison

© Canadian Wilderness Video Productions

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Diaporama - 1991-1993

© Musée royal de l’Ontario

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La réouverture de la carrière Walcott

Après deux décennies passées à chercher de nouveaux sites, à fouiller dans les éboulis sur différentes montagnes des Parcs nationaux Yoho et Kootenay et à explorer de nouvelles couches de fossiles de plus en plus près de la carrière Walcott, l'équipe du ROM a obtenu la permission de rouvrir le célèbre site.

En 1994 et 1995, l'équipe du ROM a investi la presque totalité de ses ressources dans la carrière Walcott, où ces fouilles importantes ne prendraient fin qu'en 2000. Cette nouvelle phase avait débuté avec des fosses creusées en 1992, puis en 1993, sous la base de la carrière Walcott. Les équipes du ROM avaient été étonnées de trouver d'aussi beaux fossiles à corps mou dans les couches que Walcott avait rejetées presque 80 ans plus tôt parce qu'il les croyait impropres à la préservation de fossiles. Les équipes du ROM avaient d'ailleurs campé dans cette carrière durant plusieurs saisons sans réaliser qu'elles dormaient littéralement sur un trésor empli de précieux fossiles.

Trois photographies d'une carrière sur le versant de la montagne; à gauche, la carrière enneigée; au milieu, la carrière déneigée, mais non encore explorée; à droite, la carrière laissant voir la quantité de roches dégagées

La carrière Walcott au début de la saison de fouilles 1994 (en haut), à la fin de la saison 1994 (au milieu) et à la fin de la saison 1995 (en bas).

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Avant de connaître de tels succès, l'équipe du ROM a dû faire face à une tâche qui semblait quasi insurmontable au début de la saison de fouilles 1994. Premièrement, il a fallu pelleter la grande quantité de neige accumulée dans la carrière au cours de l'hiver précédent. Quand l'équipe est arrivée sur place au début juillet, elle a trouvé trois bancs de neige très distincts remplissant les carrières Walcott, Raymond et Collins. De manière ironique, cette situation était attribuable aux fouilles des années précédentes car les cavités profondes qu'elles avaient laissées permettaient à la neige de s'accumuler sans fondre, même au milieu de l'été. Une fois la neige enlevée, les travaux lourds allaient commencer. Il a fallu presque deux saisons de fouilles complètes (deux mois en tout) à une équipe de huit chercheurs pour déblayer les débris rocheux accumulés depuis l'époque de Walcott.

Photographie aérienne d'une montagne où l'on voit de la neige indiquant la position des carrières, à gauche; À droite, photographie plus rapprochée montrant les carrières enneigées

La crête aux fossiles avec des bancs de neige montrant les carrières (de haut en bas) Collins, Raymond et Walcott.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Desmond Collins

Les travaux ont tout d'abord consisté à enlever les débris et ensuite à fouiller le plancher de la carrière Walcott pour y trouver des fossiles. Au cours du nettoyage, l'équipe du ROM a découvert des outils rouillés et un bloc de glace contenant des journaux datant de 1913 à 1917, que Walcott avait apparemment transportés pour emballer des fossiles.

Déblayage de la carrière Walcott après l'accumulation de neige et de débris.

Déblayage de la carrière Walcott après l'accumulation de neige et de débris.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Desmond Collins

Journal, vieux gant et coin de métal rouillé

Objets découverts par les équipes du ROM dans la carrière Walcott.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Les efforts ont porté fruit. Au fil de la saison, l'équipe a méticuleusement fouillé une couche de roche après l'autre, collectant au moins 10 000 spécimens dans deux couches se trouvant approximativement à 1,2 et 1,3 mètre (4 pieds) sous la carrière Walcott. Comme partout ailleurs dans la couche de phyllopodes, Marrella splendens était le fossile le plus courant, mais il s'y trouvait aussi de nombreux spécimens d'espèces considérées rares jusqu'alors, comme Pikaia gracilens et Hallucigenia sparsa.

Trois photographies de fossiles de Burgess

Marrella splendens (en haut), Pikaia gracilens (au milieu) et Hallucigenia sparsa (en bas), collectés à la carrière Walcott en 1994 et 1996 (non à l’échelle).

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Jean-Bernard Caron


L'expédition de 1994

© Canadian Wilderness Video Productions

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Voices from the Burgess Shale: Desmond Collins. (Les Voix de schistes de Burgess)

© Canadian Wilderness Video Productions

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Diaporama – 1994.

© Musée royal de l’Ontario

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Diaporama – 1995.

© Musée royal de l’Ontario

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De 1997 à 2000, les équipes du ROM ont passé chaque été à fouiller les couches de roche de la carrière Walcott. Elles ont également amassé des spécimens dans des sites qui avaient déjà fait l'objet de fouilles, comme le site S7 sur le mont Stephen, mais l'objectif principal demeurait les fouilles de la carrière Walcott, une couche à la fois.

Chercheur se servant d'une masse pour enfoncer des coins dans la roche

Opérations de fouilles dans les couches fossilifères situées sous le plancher d'origine de la carrière Walcott, le mont Burgess visible au loin, 1999.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Jean-Bernard Caron

Jean-Bernard Caron faisait partie des étudiants bénévoles qui se sont joints aux expéditions de 1998 à 2000. Il est aujourd'hui conservateur en paléontologie des invertébrés au Musée royal de l'Ontario, succédant ainsi à Desmond Collins, qui a pris sa retraite en 2005.

Desmond Collins (à droite) et Jean-Bernard Caron (à gauche) posent devant la paroi d'une carrière

Jean-Bernard Caron (à gauche) et Desmond Collins sous la carrière Walcott à la fin de l'expédition du ROM en 2000.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

En 2000, les fouilles ont atteint 5 mètres (16,4 pieds) de profondeur, sous le niveau du plancher original de la carrière Walcott, et les couches fossilifères ont soudain disparu. À cette profondeur apparaissait un type de roche différent (membre du Calcaire de Wash) qui ne contenait aucun fossile à corps mou. Plus loin encore, les couches de roche étaient de plus en plus déformées par de nombreuses failles, réduisant d'autant la surface disponible pour les fouilles.


Photographie panoramique de la carrière Walcott montrant l'étendue des fouilles à la fin de l'expédition du ROM en 2000.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Jean-Bernard Caron

La neige devenait également un problème de plus en plus sérieux à mesure que la carrière se faisait plus profonde. En 1999, l'équipe du ROM a dû passer près d'un mois, la moitié de la saison des fouilles, à enlever la neige qui s'était entassée dans la carrière avant de commencer les véritables opérations de fouilles.

À gauche, des chercheurs du ROM en train de pelleter de hauts bancs de neige; À droite, des chercheurs du ROM se préparent à faire rouler une grosse boule de neige au bas de la montagne

Déblayage de la neige accumulée dans la carrière Walcott, 1999.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

Au cours de ces expéditions, des douzaines de couches fossilifères ont été fouillées méthodiquement par les équipes du ROM qui y ont parfois trouvé des formes de vie jusqu'alors extrêmement rares. Odontogriphus omalus est un exemple particulier de ce type de découverte. En effet, cet animal étrange n'avait été décrit qu'à partir d'un seul spécimen. Les équipes du ROM en ont découvert presque deux cents spécimens, ce qui a permis d'en faire une réinterprétation complète (publiée dans la revue Nature et exposée au ROM en 2006) et d'émettre l'hypothèse qu'il était probablement parent d'une très ancienne lignée de mollusques. Les couches inférieures ont également révélé de nouvelles espèces, comme Orthrozanclus, un autre animal ressemblant au mollusque et dont les fossiles étaient connus de Walcott, mais qui n'avait pas encore été décrit.

Deux photographies de fossiles de Burgess

Orthozanclus reburrus et Odontogriphus omanus, découverts dans la carrière Walcott.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Jean-Bernard Caron


Diaporama – 1997.

© Musée royal de l’Ontario

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L'expédition de 1998.

© Canadian Wilderness Video Productions

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Diaporama – 1998

© Musée royal de l’Ontario

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L'expédition de 1999.

© Canadian Wilderness Video Productions

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Diaporama – 1999.

© Musée royal de l’Ontario

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Diaporama – 2000.

© Musée royal de l'Ontario

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La carrière Walcott photographiée à partir d'un hélicoptère entre 1994 et 2000 :


Étendue des fouilles dans la carrière Walcott à la fin des saisons de fouilles 1994.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins


Étendue des fouilles dans la carrière Walcott à la fin des saisons de fouilles 1998.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins


Étendue des fouilles dans la carrière Walcott à la fin des saisons de fouilles 1999.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins


Étendue des fouilles dans la carrière Walcott à la fin des saisons de fouilles 2000.

© Musée royal de l’Ontario. Photo: Desmond Collins

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Le bilan des expéditions du ROM menées par Desmond Collins aux schistes de Burgess

Les 18 années passées sur le terrain par les équipes du ROM, menées par Collins, ont permis d'approfondir notre connaissance de la faune, de la structure et de la diversité des schistes de Burgess en plus de mieux situer la distribution des fossiles dans l'espace et dans le temps. Aujourd'hui, le ROM possède la plus grande collection de fossiles de Burgess au monde (plus de 150 000 spécimens), qui compte des exemples provenant de chacun des principaux gisements et de quelques nouveaux sites. La valeur inestimable de ces fossiles n'est que rehaussée par le fait que l'on continue de découvrir de nouveaux spécimens non seulement sur le terrain, mais également dans les collections existantes.


Les traits continus montrent l'étendue des fouilles du ROM encore visibles de nos jours sur la crête aux fossiles. Les traits pointillés montrent l'étendue des fouilles menées par d'autres groupes. Les équipes du ROM ont beaucoup agrandi les carrières Raymond et Walcott.

© Parks Canada. Photo : John Niddrie

En haut à gauche, des armoires en bois; en haut à droite, de grandes plaques de roche sur des étagères en métal; en bas à droite, un tiroir contenant des spécimens fossilisés identifiés par des étiquettes; en bas à gauche, une armoire en métal avec des tiroirs peu profonds

Photographies montrant l'entreposage de la collection des schistes de Burgess au Musée royal de l'Ontario, dans la salle des collections de la paléontologie des invertébrés, au département d'histoire naturelle. À gauche, des armoires, en haut à droite, de grandes plaques de roche, en bas à droite, des spécimens figurés dans des tiroirs.

© Musée royal de l’Ontario. Photos: Peter Fenton

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Les recherches actuelles du ROM basées sur les fouilles

Nouvelles explorations et nouvelles découvertes

En 2006, Jean-Bernard Caron s'est joint au ROM après avoir terminé une maîtrise sur l'animal Banffia constricta et un doctorat sur la taphonomie et l'écologie de la communauté de la carrière Walcott. Sa nomination au sein de l'équipe est venue modifier les objectifs des expéditions du ROM qui se sont alors éloignés des fouilles à grande échelle, amassant un nombre élevé de fossiles, pour se tourner vers un programme de prospection et d'exploration plus ciblé, jumelé à l'étude de la collection existante de fossiles. Depuis 2008, l'équipe se concentre sur l'intégration de toutes les données recueillies sur le terrain (microfossiles et macrofossiles, sédiments et traces fossiles) en appliquant une approche collaborative et interdisciplinaire. L'objectif actuel est l'étude de zones connues pour leurs fossiles de type Burgess mais dont les fossiles et la géologie n'ont justement pas été étudiés en profondeur.

Jean-Bernard Caron et David Attenborough se détendent sur une pente, des montagnes en arrière-plan

Jean-Bernard Caron (à droite) et David Attenborough dans la carrière Walcott.

L'expédition du ROM aux schistes de Burgess en 2008

Le premier site étudié dans ce nouveau cadre de recherche a été découvert en 1988 près du glacier Stanley, à 30 kilomètres (18,6 milles) au sud du principal site des schistes de Burgess.

Plan d'ensemble d'un glacier qui descend entre les montagnes vers une vallée

Le glacier Stanley, dans le Parc national Kootenay.

© Musée royal de l’Ontario. Photo : Jean-Bernard Caron

Les équipes du ROM avaient déjà parcouru les éboulis des environs du glacier Stanley (en 1989 et en 1996), mais la géologie de la région n'avait pas été étudiée en détail et l'origine des fossiles qu'on y avait trouvés demeurait inconnue. Le nombre de ces fossiles avant l'expédition de 2008 était aussi trop faible pour qu'on puisse les comparer à ceux d'autres gisements de type Burgess. Afin de combler cette lacune, le Musée a organisé une expédition de trois semaines dans la région du glacier Stanley à l'été 2008.

Des membres de l'expédition du ROM posent sur un rocher avec des montagnes en arrière-plan

L'équipe 2008 de l'expédition du ROM aux schistes de Burgess photographiée sur le site principal du glacier Stanley – août 2008. De gauche à droite, Jean-Bernard Caron, Allison Daley, Robert Gaines, Michael Streng et Jason Loxton.

© Musée royal de l’Ontario. Photo : Jean-Bernard Caron

L'équipe a réussi à découvrir la véritable source des fossiles recueillis sur les éboulis en procédant à des fouilles à petite échelle sur des blocs de roches in situ. L'équipe est ensuite parvenue à retracer cette mince strate sur plusieurs kilomètres, démontrant ainsi que ces affleurements fossilifères étaient très étendus géographiquement et confirmant qu'ils faisaient partie de la formation Stephen « mince », hypothèse qui avait déjà été émise, mais jamais confirmée. Des avancées technologiques ont aussi permis de localiser les dépôts de fossiles et de cartographier les environs à l'aide de la photographie numérique et de coordonnées GPS.

Une bâche orange protège les échantillons et les provisions pendant que les chercheurs du ROM fouillent les roches avoisinantes

Les équipes du ROM et de Parcs Canada au travail sur le site principal du glacier Stanley – août 2008.

© Musée royal de l’Ontario. Photo : Jean-Bernard Caron

L'équipe a pu établir que le site du glacier Stanley présente un environnement très différent, sans escarpement près du site, ce qui contraste avec tous les autres gisements de type Burgess dans les Rocheuses canadiennes. Malgré la courte durée des travaux sur le terrain et le nombre relativement peu élevé de spécimens étudiés (environ 1 000), de nouvelles espèces ont été découvertes entremêlées à des espèces connues.

Parmi les nouvelles espèces se trouvait Stanleycaris, un nouveau type d'animal ressemblant à Anomalocaris.

La présence de ces espèces connues sur différents sites, y compris sur la crête aux fossiles, suggère qu'il existe des similitudes entre les communautés écologiques des sites en question.

Une série de fossiles de Burgess

Des fossiles découverts au glacier Stanley en août 2008. Rangée du haut : Stanleycaris, Sidneyia, Haplophrentis; rangée du bas : Diagoniella et Hurdia.

© Musée royal de l’Ontario. Photos : Jean-Bernard Caron


2008 – Fouilles au glacier Stanley.

© Musée royal de l’Ontario

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Dans sa recherche de fossiles rares, l'équipe s'est également rendue sur les éboulis de différents sites, tout comme à la carrière Walcott et aux gisements (couches) de trilobites du mont Stephen.


2008 – Randonnée à la carrière Walcott.

© Musée royal de l’Ontario

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Les recherches en cours sur le terrain

L'expédition 2008 du ROM a démontré que, plus de 120 ans après la première découverte de fossiles sur le mont Stephen, il y a encore de nouveaux fossiles du type Burgess à découvrir.

À l'été 2010, une nouvelle expédition du ROM a pris la route afin d'établir plus exactement la position stratigraphique de certains sites de fossiles peu connus sur les monts Stephen et Odaray. Ces gisements ont été découverts par le ROM en 1981, mais ils n'ont pas été étudiés en détail. D'autres expéditions sont prévues pour étudier des régions dont le contexte paléoenvironnemental est différent de celui maintenant classique des schistes de Burgess.


Diaporama de l’expédition de 2010 – Couches à tulipes (S7)

© Musée royal de l’Ontario

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Diaporama de l’expédition de 2010 – Épaulement nord-ouest du mont Stephen

© Musée royal de l’Ontario

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Diaporama de l’expédition de 2010 – Mont Odaray

© Musée royal de l’Ontario

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