The Burgess Shale

Chronologie
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Les premières découvertes

Les premières découvertes de fossiles dans la région des schistes de Burgess ont été faites sur le mont Stephen à la fin du XIXe siècle. On ne saura peut-être jamais qui a vraiment découvert les premiers fossiles… sur ce point, les allégations du géologue Richard McConnell et de l’astronome Otto Klotz se contredisent. Cependant, les trouvailles initiales ont véritablement mené à la découverte ultérieure des schistes de Burgess.

Contexte

Les gisements (couches) de trilobites du mont Stephen sont désignés ainsi en raison des millions de trilobites fossilisés trouvés sur les pentes du mont Stephen, à environ 5 km (3,1 milles) au sud-est des schistes de Burgess, entre le mont Wapta et le mont Field. Vers la fin du XIXe siècle, la découverte de fossiles à cet endroit et leurs premières descriptions ont joué un rôle déterminant pour attirer Charles Walcott dans la région d’abord en 1907 puis en 1909, quand il a découvert les schistes de Burgess.

L'hôtel Mount Stephen House avec, en arrière-plan, le mont Stephen et les gisements (couches) de trilobites, à Field, 1887.
L'hôtel Mount Stephen House avec, en arrière-plan, le mont Stephen et les gisements (couches) de trilobites, à Field, 1887. © MUSÉE MCCORD

Richard McConnell

On ne saura peut-être jamais qui a véritablement découvert les « gisements de fossiles » (comme ils étaient désignés à l’époqu

Richard McConnell (1879-1914), non daté.
Richard McConnell (1879-1914), non daté. © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA

La première collecte de fossiles à cet endroit est souvent attribuée à Richard McConnell, un géologue de la Commission géologique du Canada (CGC). L’événement serait survenu le 13 septembre 1886, après que des ouvriers travaillant dans le village voisin de Field lui eurent parlé de bestioles prises dans les roches (des trilobites) sur les pentes du mont Stephen.

D’autres géologues de la Commission avaient déjà ramassé des fossiles au mont Stephen en suivant le tracé du chemin de fer en construction, mais pas précisément dans les gisements qui allaient bientôt devenir célèbres.

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Ogygopsis klotzi recueilli par McConnell dans les gisements de fossiles, et arrière de la roche montrant l’étiquette originale. © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON

Après la venue de McConnell, de nouvelles collectes de fossiles ont été réalisées sur le site par des géologues de la Commission. La plus importante a peut-être été réalisée par Henri-Marc Ami cinq ans plus tard, en 1891.

Tiroirs contenant des fossiles découverts sur le mont Stephen par des géologues de la Commission géologique du Canada vers la fin du XIXe siècle. (Le nom de McConnell a été mal orthographié sous la forme O'Connell sur l'étiquette de droite.)
Tiroirs contenant des fossiles découverts sur le mont Stephen par des géologues de la Commission géologique du Canada vers la fin du XIXe siècle. (Le nom de McConnell a été mal orthographié sous la forme O'Connell sur l'étiquette de droite.) © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON

Otto Klotz

Otto Klotz (1852-1923), vers 1910.
Otto Klotz (1852-1923), vers 1910.

La même année, un astronome du ministère de l’Intérieur, Otto Klotz, qui à cette époque travaillait le long du chemin de fer, obtient d’autres spécimens provenant des gisements de fossiles. Ceux-ci auraient été ramassés par son cuisinier au cours de l’été 1886.

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Ogygopsis klotzi recueilli dans les gisements de fossiles par le cuisinier de Klotz, et arrière de la roche montrant l’étiquette originale © MUSÉE DE PALÉONTOLOGIE DE L’UNIVERSITÉ DU MICHIGAN. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON

Klotz utilisait des données astronomiques afin d’obtenir les coordonnées longitudinales précises du chemin de fer. Il devait aussi établir la hauteur des pics comme le mont Burgess – qu’en 1886 il a lui-même nommé en l’honneur d’Alexander MacKinnon Burgess, sous-ministre de l’Intérieur à cette époque.

Klotz, mieux connu comme le premier astronome fédéral du Canada en 1916, a envoyé sa collection de fossiles à Carl Rominger, un professeur de géologie qu’il connaissait à l’université du Michigan à Ann Arbor, où Klotz avait obtenu son diplôme en 1872 (la collection de Klotz se trouve maintenant au Musée de paléontologie de l’université du Michigan). Rominger a vite publié un bref rapport sur ces fossiles dans un essai de 1887 intitulé « Description of primordial fossils from Mount Stephens[Mount Stephen today], N.W. Territory of Canada » (Description de fossiles cambriens du mont Stephen dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada). Il y mentionnait que Klotz avait découvert les gisements de fossiles, une affirmation bientôt contestée par McConnell.

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Illustrations des fossiles du mont Stephen réalisées par Rominger (1887).

Charles Walcott entre en scène

Walcott (1850-1927) en 1877.
Walcott (1850-1927) en 1877. © COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER

En 1887, la publication du rapport sur les trilobites de Robert McConnell, géologue de la Commission attire l’attention de Charles Walcott. Ce dernier, qui devait plus tard découvrir et donner leur nom aux schistes de Burgess, était un célèbre géologue américain s’étant toujours intéressé aux trilobites. Mais il devait s’écouler encore 20 ans avant qu’il se rende dans la région pour la première fois, en 1907.

À l’époque, employé de la US Geological Survey (Commission géologique des États-Unis), Walcott s’était procuré des spécimens provenant aussi bien de la collection de McConnell à la Commission géologique du Canada que de celle d’Otto Klotz. Il en avait tiré la conclusion que les fossiles du mont Stephen provenaient du Cambrien moyen.

Walcott correspondait fréquemment avec la Commission géologique du Canada. Il a contribué à identifier un grand nombre de spécimens (en particulier pour Henri-Marc Ami, paléontologue de la Commission) et a fourni son expertise sur la stratigraphie de la région.

Armoire montrant une partie de la collecte réalisée par Ami en 1891 sur le mont Stephen et document daté 1892 (voir ci-dessous). © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON
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À gauche, datée 1892, une liste de fossiles provenant des gisements fossilifères du mont Stephen. L’une des deux colonnes sur la droite porte l’inscription CDW, pour Charles Doolittle Walcott, et l’autre, HMA, pour Henri-Marc Ami. À droite, une carte stratigraphique dessinée au verso et montrant le mont Stephen, le mont Field et des esquisses de fossiles. © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTOS : JEAN-BERNARD CARON

D'autres recherches au Canada

Quelques années plus tard, à Ottawa, alors même que Walcott continuait d’aider à identifier les spécimens canadiens, le paléontologue en chef de la Commission, Joseph Whiteaves, étudiait plusieurs des spécimens obtenus par McConnell et Ami.

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Anomalocaris canadensis, découvert par Ami dans les gisements de fossiles, et arrière de la roche montrant l’étiquette originale. © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON

Dans un texte d’une grande valeur historique publié en 1892, Whiteaves décrit un étrange fossile du mont Stephen en précisant qu’il ressemble à une crevette sans tête avec des appendices mal conservés. Parce que les supposés appendices ventraux de l’animal ont une forme pointue inhabituelle et que celui-ci présente des piquants près de son extrémité arrière, Whiteaves le nomme Anomalocaris canadensis, le nom de genre « Anomalocaris» signifiant « différent des autres crevettes » et le nom d’espèce « canadensis» étant une référence au pays de sa découverte.

The first published illustration of Anomalocaris by Whiteaves (1892). © CANADIAN RECORDS
Première illustration d'Anomalocaris publiée par Whiteaves (1892). © CANADIAN RECORDS
Sketch of Anomalocaris (probably drawn by Lawrence Lambe of the GSC) ca 1900. Note the hypothetical drawing of a head shield (left segment) and tail (to the right). © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON
Esquisse d'Anomalocaris, probablement réalisée par Lawrence Lambe, de la CGC, vers 1900. Remarquez l'ajout hypothétique d'un bouclier céphalique (segment de gauche) et d'une queue (à droite). © COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON

Cette espèce représente l’un des animaux les plus spectaculaires des schistes de Burgess. Il est aujourd’hui reconnu comme le plus grand arthropode prédateur de l’océan cambrien, mais l’histoire qui a mené à cette reconnaissance est truffée d’erreurs et de fausses interprétations.

La première connexion du Musée royal de l'Ontario : sir Edmund Walker

En 1887, après la 67e rencontre annuelle de la British Association for the Advancement of Science (Association britannique pour le progrès de la science), qui a eu lieu à Toronto, une expédition ferroviaire à travers le Canada a été organisée pour donner la chance aux participants de vraiment saisir toute la richesse géologique et paléontologique de l’Ouest canadien. L’expédition, organisée par Byron Edmund Walker, un influent banquier de Toronto et paléontologue amateur, comprenait une visite des gisements de fossiles du mont Stephen, où plusieurs participants, y compris Walker, ont recueilli des fossiles.

Sir Edmund Walker (1848-1924), probably taken after 1912. © MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO
Sir Edmund Walker (1848-1924), probablement photographié après 1912. © MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO

Walker a prêté sa collection de fossiles du mont Stephen à George F. Matthew, un expert canadien des fossiles de la période cambrienne.

En 1899, Matthew a publié un texte où il décrivait et nommait plusieurs des fossiles tirés de cette collection. Il y traitait entre autres d’un fossile étroit à côtes et fusiforme, qu’il nommait Orthotheca corrugata, et d’un plus grand tube aplati baptisé Byronia annulata en l’honneur de Walker.

Matthew a conclu que l’Orthotheca du mont Stephen était une sorte de tube de ver annélide. Par la suite, il fut établi qu’il s’agissait plutôt du spécimen type d’un piquant appartenant à un autre animal caractéristique des schistes de Burgess, Wiwaxia corrugata.

Planche no 1 de Matthew (1899) illustrant le spécimen type de Byronia annulata (figures 2a et 2b) et le premier segment connu (une sclérite) de Wiwaxia corrugata (figure 3), provenant du mont Stephen. © MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTOS : JEAN-BERNARD CARON

En 1904, Walker a fait don de son importante collection de fossiles, y compris des spécimens du mont Stephen, au Musée de géologie de l’Université de Toronto. En 1913, cette collection devint la pièce maîtresse du nouveau Musée royal de paléontologie de l’Ontario, dirigé par William Arthur Parks. Walker, fait chevalier par le roi George V en 1910, a été cofondateur du ROMet premier président de son conseil d’administration.

Charles Walcott

Le nom le plus souvent associé aux schistes de Burgess est probablement celui de Charles Doolittle Walcott (1850-1927). Spécialiste des trilobites et des brachiopodes cambriens, il a publié des centaines d’articles au cours de sa longue et brillante carrière. L’une de ses plus grandes contributions à la science est sans doute la découverte des schistes de Burgess, en 1909. One of his greatest contributions to science came with his discovery of the Burgess Shale in 1909.

Une carrière remarquable

Charles Walcott, secrétaire de la Smithsonian Institution (1850-1927), en 1908.
Charles Walcott, secrétaire de la Smithsonian Institution (1850-1927), en 1908.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Charles Doolittle Walcott was a towering figure in the history of American science at the turn of the 20th century. He was director of the United States Geological Survey (1894-1907), Secretary of the Carnegie Institution of Washington (1902-1905), Secretary of the Smithsonian Institution (1907-1927), president of both the American Association for the Advancement of Science (1923) and the National Academy of Science (1917-1922), and even acted as a science advisor to Theodore Roosevelt.

La recherche dans les Rocheuses, une histoire de famille

Malgré ses nombreuses responsabilités professionnelles, Walcott est demeuré actif comme géologue et paléontologue jusqu’à sa mort en 1927. De 1907 à 1925, il a passé au moins une partie de chaque saison des fouilles à travailler dans les Rocheuses canadiennes, souvent accompagné par sa famille, y compris sa deuxième épouse, Helena (de 1907 à 1911), sa troisième épouse, He spent every field season from 1907 to 1925 working at least part of each summer in the Canadian Rockies – often accompanied by his family, including his second wife Helena (from 1907 to 1910), his third wife Mary(de 1914 à 1925), et au moins un de ses quatre enfants (jusqu’en 1918).

La famille Walcott aux chutes Wapta (Parc national Yoho) en juillet 1910 (de gauche à droite : Stuart, Helena, Sidney, Charles et Helen).
La famille Walcott aux chutes Wapta (Parc national Yoho) en juillet 1910 (de gauche à droite : Stuart, Helena, Sidney, Charles et Helen).
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER
Charles, Sidney et Stuart Walcott dans la carrière Walcott, 1913.
Charles, Sidney et Stuart Walcott dans la carrière Walcott, 1913.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER

Naissance de son intérêt pour les Rocheuses : fin des années 1880

L’intérêt de Walcott pour les Rocheuses canadiennes est apparu dès la découverte des premiers fossiles dans les gisements de fossiles du mont Stephen (que l’on nomme désormais gisements ou couches de trilobites), en 1886. En 1887 et 1888, il a publié deux textes traitant de fossiles du mont Stephen qui lui avaient été envoyés par des collègues.

Réponse de Charles Walcott (publiée en 1888) à un article de Rominger sur les gisements (couches) de trilobites du mont Stephen publié un an plus tôt.
Réponse de Charles Walcott (publiée en 1888) à un article de Rominger sur les gisements (couches) de trilobites du mont Stephen publié un an plus tôt.

Première visite des gisements de trilobites du mont Stephen : 1907

Walcott finally managed to visit the Trilobite Beds in the summer of 1907, but only for a short time. His main aim during the five-week field season was geological: to study the broader stratigraphy of various Cambrian sections in the area, including on Mount Stephen. Walcott spent only one day (Sept. 4th) at the Fossil Beds. Part of his research for that year was published in the scientific section of the Canadian Alpine Journal in 1908 (a publication of the newly-established Alpine Club of Canada).

Il s’agissait du premier témoignage illustré sur la plupart des fossiles découverts à cet endroit. Walcott y proposait le nom de « schistes d’Ogygopsis », d’après la forme la plus courante de trilobites qu’on trouvait sur place. Le nom est encore utilisé aujourd’hui pour désigner ces couches à trilobites dans les ouvrages techniques. »

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Four black and white plates showing drawings of a variety of fossils (mainly trilobites)
Plates 1-4 from Walcott (1908) illustrating some fossils from the Trilobite Beds on Mount Stephen discovered the previous year. The trilobite Ogygospis is represented plate 4 fig. 4. Canadian Alpine Journal

Walcott a écrit :

« La meilleure façon d’assembler une collection de fossiles provenant des gisements est de monter à dos de poney jusqu’à environ 2 000 pieds [environ 600 m] [about 600 m] au-dessus du chemin de fer, de ramasser des spécimens, de les emballer soigneusement dans du papier, de les placer dans une sacoche, qu’on attache à la selle et de ramener le poney au bas de la montagne. On peut ainsi obtenir une bonne quantité de fossiles dans une journée complète de voyage, de 6 heures du matin à 6 heures du soir. » A fine lot can be secured in a long day’s trip, 6 a.m. to 6 p.m. »

À l’époque, cet article a dû être beaucoup lu par les touristes visitant la région, encourageant les collectionneurs privés et le public à visiter le site. (Remarque : de nos jours, il vaut mieux ne pas chercher à suivre les conseils de Walcott. La collecte des fossiles provenant du site est interdite sans un permis de recherche et de collecte.) (Note: Do not attempt to follow Walcott’s advice today! Collecting fossils from the area is not allowed without a research and collecting permit).

Les touristes qui arrivaient en train étaient hébergés à Field au confortable hôtel Mount Stephen House, juste en dessous du gisement de fossiles. Comme l’a écrit Walcott le 25 août 1907 : « Tout le monde a apprécié l’hôtel Mount Stephen House, on s’y sentait comme à la maison ». Les années suivantes, quand ils ne campaient pas près des fossiles, Walcott et sa famille ont continué de loger à l’hôtel.

Black and white photograph of Mount Stephen towering over the small town of Field in a valley
L’hôtel Mount Stephen House, rails du CFCP et couches à trilobites (en haut à droite) sur le versant du mont Stephen.
© MUSÉE MCCORD

Walcott a aussi proposé le nom « formation Stephen », qui se retrouve dans une autre publication de 1908, pour désigner l’ensemble de roches cambriennes comprenant ce qu’il appelait lui-même les « schistes d’Ogygopsis ».

La grande découverte : 1909

La famille Walcott est retournée dans les Rocheuses canadiennes en 1909 pour explorer davantage la formation Stephen et pour essayer de trouver plus de « schistes d’Ogygopsis » sur les montagnes environnantes.

On Aug. 30th, almost at the end of his field season, Walcott was riding alone between Wapta Mountain and Mount Field, just a few kilometers north of Mount Stephen, on a trail still used to reach the area, when he stumbled on « many interesting fossils ». This was a day after he had discovered more « Ogygopsis shale » nearby, according to his field notebook (though not a single specimen of Ogygopsis would ever be found there).

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Black and white panoramic image of the mountains around the Burgess Shale.
This panorama by Walcott (probably taken in 1910 from Burgess Pass) shows the location of the Burgess Shale site near the centre of the image. The trail used by Walcott when he discovered the first fossils can be seen between Wapta Mountain and Mount Field.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

He returned the next day accompanied by his wife Helena and his son Stuart. Together they found several other remarkable fossils that Walcott immediately sketched in his field notebook. Obviously impressed by this discovery, Walcott’s entry for Aug. 31st – Sept 1st reads:

« Sorti avec Helena et Stuart pour recueillir des fossiles de la formation Stephen. Nous avons trouvé un groupe remarquable de crustacés phyllopodes – Avons rapporté un grand nombre de beaux spécimens au campement ». Et le lendemain : « Nous avons continué la collecte, trouvé un beau groupe d’éponges sur la pente (in situ) – Très belles journées chaudes ».

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Colour photograph of field notebook. Left-hand page features four simple sketches of fossils
Walcott's 1909 field notebook opened to Aug. 31-Sept. 3. The entry mentions the discovery of soft-bodied fossils from the "Stephen Formation" (today's Burgess Shale). Sketches of fossils depicting three arthropods and one sponge found on Aug 31st and Sept 1st 1909 respectively that would later be known as Marrella splendens (top left), Waptia fieldensis (top right), Naraoia compacta (bottom left), Vauxia gracilenta (bottom left). The latter was found in-situ in layers now equivalent to the Raymond Quarry about 22 metres (72 feet) above the Walcott Quarry.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Les fossiles découverts par le Walcotts ont représenté des types d’animaux qui jamais avaient été vus.

Cette année-là, les Walcott ont passé cinq jours en tout à recueillir des fossiles dans les environs, provenant pour la plupart d’éboulis trouvés près du sentier ou sur les pentes.

Walcott quickly realized the importance of his finds. In a letter sent later that year to William Arthur Parks (his colleague and long-term correspondent at the University of Toronto) Walcott wrote: « …I had a few days collecting in the Stephen Formation [today’s Burgess Shale] in the vicinity of Field in September, and found some very interesting things. »

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Typewritten letter on Smithsonian Institution stationery
Lettre de Charles Doolittle Walcott à William Arthur Parks, datée du 27 novembre 1909, sur la découverte des schistes de Burgess.
© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO
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Lettres de Charles Walcott
© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

Les premières fouilles : 1910

Charles, Helena and three of their children (Helen, Stuart and Sidney), as well as Walcott’s long term field camp cook, Arthur Brown, returned to the area the following year (1910). They all camped below Burgess Pass near the 1909 discovery site, a site which they would use year after year. Travelling by railroad and horse, as well as living in the camp and collecting Burgess Shale fossils would become a familiar summer occupation for the Walcotts in the coming years.

Black and white photograph of a man and two women posing in front of rail tracks with mountain in the background
La famille Walcott arrive à Field, 1910 (de gauche à droite : Helena, Helen et Charles).
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER
Black and white photograph of woman with horses on a mountain path
Helen Walcott, sentier du col Burgess, août 1910.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER
Black and white photograph of a campsite in a clearing, showing a cot in a tent
« La chambre » de Charles Walcott, campement du col Burgess, août 1910.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Le 2 août, il a écrit : « Out collecting with Helena, Stuart and Sidney. We found a fine bed of ‘Lace crab’ [Marrella] plus various odd kinds of things. » Ils avaient finalement repéré la source des fossiles, dans leur propre environnement stratigraphique, c’est-à-dire les couches rocheuses , au lieu de fragments de pierre qui auraient glissé le long des pentes ici et là.

Black and white photograph of two men reclining in the shade under an outcrop of rock
Charles et Stuart Walcott au milieu des gisements fossilifères, août 1910.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER

Dès ce jour, la plupart des fossiles ont été extraits des strates d’une section de deux mètres (six pieds) d’épaisseur que Walcott désignerait désormais comme la « couche à phyllopodes », nom venant de la présence d’arthropodes fossilisés comportant des appendices foliacés très bien conservés, comme Waptia.

Walcott and his team initially dug a small quarry, which would grow much larger over the coming years. (The location is now known as the Walcott Quarry, and the area separating Wapta Mountain from Mount Field is informally known as Fossil Ridge.)

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Sepia-toned panorama showing quarry with a variety of tools for working the rock
Photographie panoramique de la carrière Walcott en 1910 avec le mont Wapta à l'arrière-plan.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Excavated blocks of shale had to be slid down the side of the mountain and then transported by horse to camp, where the shale was split, trimmed, and packed. Fossils were then sent to Field and shipped by train to Washington, D.C.

Black and white photograph, four men slide a large slab of rock down the slope of a mountain
Hommes faisant glisser des blocs de schiste du haut de la carrière de fossiles. Sur la gauche, Charles Walcott tient un marteau, août 1910.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER
(Left) Black and white photo of a seated man using a hammer to split a rock. (Right) Black and white photograph of a woman seated at a table, breaking a rock
Charles et Helena Walcott fendant des schistes au campement, 1910.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER
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En direction des schistes de Burgess
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER

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Le campement de Walcott aux schistes de Burgess
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER ET ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Triomphe et tragédie : 1911

1911 marked the first time Walcott had a chance to publish his findings from the « Burgess Shale ». In a paper on holothurians and medusae Walcott proposed the name Burgess Shale as « a geographic name for a shale to which the term of Ogygopsis shale [=Mount Stephen Trilobite Beds] was given in 1908. It is proposed to call it the Burgess shale of the Stephen formation ».

Quand il a été découvert par son fils en 1910, Walcott a donné à l’un des plus spectaculaires fossiles le nom de Sidneyia inexpectans, ce qui signifie « la découverte de Sidney ». This became one of the first animals from the Burgess Shale to be described and illustrated. The first reconstruction of this animal appeared in The Ottawa Naturalist in 1917, but proved to be misleading.

Fossil of a lobster-like creature, without claws.
Sidneyia inexpectans, l'un des premiers fossiles des schistes de Burgess à être décrit et illustré par Walcott (figure 1).
© SMITHSONIAN INSTITUTION – MUSÉE NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE. PHOTO (À GAUCHE) : JEAN-BERNARD CARON PHOTO (LEFT): JEAN-BERNARD CARON.
Reproduction of page 78 of 'The Ottawa Naturalist' featuring a large drawing of a lobster-like creature
First restoration of Sidneyia published by Lancaster Burling in The Ottawa Naturalist in 1917 based on a liberal interpretation of Walcott's publications and illustrations of this species (see above). Burling attached two claws that were not connected to the fossils, but were illustrated on a different plate and thought by Walcott to belong to the same animal. (We now know the claws belong to a different group of animals which includes Anomalocaris.

In addition to his technical accounts, Walcott also wrote a popular article for National Geographic in June 1911 called « A Geologist’s Paradise », describing the scenic beauty of the region. The Burgess Shale became an instant sensation, quickly spreading beyond conventional scientific circles.

Reproduction of the cover of the June, 1911 edition of The National Geographic Magazine. Contents include 'Panorama: In the Canadian Rockies' by Charles D. Walcott and 'A Geologist's Paradise' by Charles D. Walcott.
Page couverture du National Geographic, juin 1911.
© BIBLIOTHÈQUE DU MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO

1911 also marked the tragic death of Walcott’s wife Helena in a train crash on July 11th. (Walcott would later marry the prominent naturalist Mary Vaux in 1914.) Despite his loss, and perhaps to bury his grief in work, Walcott returned to the site with his family in August.

Black and white photo of man and woman in quarry, man is looking at a large slab of rock
Charles et Helen Walcott travaillant à la carrière, août 1911.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER

His team spent five weeks digging for fossils, occasionally using explosives to blast through the rock. At the end of the season the quarry was about 20 m (66 feet) wide and 3 m (10 feet) deep with a back wall about 3.5 m (11 feet) tall. As in 1910, huge blocks of shale were brought to camp to be split, trimmed, and packed.

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Black and white photograph of quarry
Extrémité nord de la carrière Walcott où se trouvent des outils et de grandes plaques de schiste qui devront être transportées pour être taillées au campement, 1911.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION
Black and white photograph of large slabs of rock piled up in front of a tent
Plaques de schiste rapportées de la carrière Walcott pour être taillées au campement, 1911.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION
Black and white photograph of man in campsite putting something into a box
Stuart Walcott empaquetant des fossiles au campement du col Burgess, 1911.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

La poursuite du travail sur le terrain : 1912-1917

Walcott est retourné sur le site en 1912, 1913 et 1917, recueillant davantage de spécimens et agrandissant la carrière, mais il y a trouvé de moins en moins de nouvelles espèces.

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Black and white photograph of quarry on side of mountain with three men working on the rocks
Walcott Quarry in 1913. Walcott is wearing gloves and holding a hammer, Stuart is seated.
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Dès 1912, Walcott avait suggéré que le fond de la carrière n’était pas propice à la découverte de fossiles. Il avait écrit : « Les strates de schistes sont arénacées, irrégulières et non favorables à la préservation de fossiles ». Dans un compte-rendu publié en 1918, il est revenu sur ses fouilles de l’année 1917 : « Voilà qui épuise pratiquement une carrière nous ayant donné les plus belles et les plus grandes séries de fossiles du Cambrien moyen découvertes à ce jour et les plus beaux fossiles d’invertébrés trouvés dans toute formation de par le monde ».

Charles Walcott posing with a pry-bar at the Burgess quarry 1912 (?)
Walcott tenant une barre à mine dans la carrière Burgess, 1912 (?).
© ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION
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À la carrière © COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER ET ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Les dernières visites : les années 1920

Walcott made only short collecting trips after 1917, returning in 1919, 1921, and 1924, collecting fossils from loose material below the quarry on talus slope. The day of his last visit to the quarry (July 11th, 1924) he wrote: « We went up to my old fossil quarry and collected 2 packages of fossils from rock quarried in 1919. Nothing new but all good for exchange. »

Black and white photograph of Charles Walcott sitting in the middle of a hillside covered with flat rocks
Charles Walcott sur des éboulis.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER
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Colour photograph of mountainside showing original location of Walcott Quarry and subsequent expansion
The Walcott Quarry in 2006. Solid line represents approximate location of the original quarry. Dashed lines represent current excavation limits. The quarry was extended by Harvard University, GSC, and ROM crews.
© PARKS CANADA. PHOTO: JOHN NIDDRIE

Épilogue : 1924

Lors du dernier été que Walcott a passé à la carrière (1924), Percy Raymond, de l’Université Harvard, s’est rendu pour la première fois sur le site dans le cadre d’un cours d’été qu’il donnait sur la géologie de terrain. Raymond n’a jamais rencontré Walcott sur place, mais il reviendrait bientôt à la carrière avec des objectifs plus ambitieux.

Un héritage impérissable : la collection Walcott de la Smithsonian Institution

Over the course of his many visits to the area, Walcott collected some 65,000 fossils. This collection became one of the jewels of the Smithsonian Institution’s permanent collections at the US National Museum (now the National Museum of Natural History in Washington D.C.).

Colour photograph of the main entrance of the Smithsonian National Museum of Natural Historys
National Museum of Natural History (Musée national d'histoire naturelle) à Washington, 2010.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON
Colour photograph of a fossil and associated, hand-written label. Label reads 'Carnarvonia venosa. Walcott. Mid. Cambrian. Loc. 35k. Identified by C.D.W.'
Exemple d'une étiquette d'époque et du fossile des schistes de Burgess lui correspondant, ici Carnarvonia venosa, dans la collection Walcott.
© SMITHSONIAN INSTITUTION – MUSÉE NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE. PHOTO (À GAUCHE) : JEAN-BERNARD CARON PHOTOS : JEAN-BERNARD CARON

Specimens received from the field after each of Walcott’s collecting seasons were trimmed at the Smithsonian Institution using a rocksaw to remove as much of the surrounding shale as possible. This would have minimized the weight and volume of rock that had to be stored. Catalogue numbers and small, green, diamond-shaped labels were applied to the specimens (35k for the Walcott Quarry specimens and 35k/10 for specimens collected above it – probably representing the level of the Raymond Quarry).

Specimens were then neatly arranged in trays and organized in successive drawers according to their taxonomic group. Species would be arranged in alphabetical order within phyla, so a specimen of Marrella splendens, for example, would have been placed in alphabetical sequence with other arthropods.

Colour photograph of worker with microscope in a hallway lined with metal cabinets
Walcott's collection at the Smithsonian Institution organized in small cabinets. Desmond Collins observing Burgess Shale specimens.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO: DAVID RUDKIN
Colour photograph showing an open drawer filled with fossil specimens
Exemple d'un tiroir de la Smithsonian Institution contenant des fossiles provenant des schistes de Burgess.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO: DAVID RUDKIN

When a single slab of rock was collected with several species visible, each specimen would have been cut out of the larger slab, and the various individual fossils separated and organized in different drawers by species. During this process, parts and counterparts of the same specimens were not kept together and were often dispersed through various areas of the collections.

Walcott échangeait aussi souvent avec d’autres musées certains des fossiles dont il possédait une paire (souvent les contre-empreintes), l’empreinte et la contre-empreinte d’un même spécimen (y compris les spécimens figurés) se retrouvaient donc parfois dans des collections différentes.

Colour photograph of rock slab showing several prominent fossils. Label reads 'Marrella splendens Walcott. Middle Cambrian (Burgess shale). Burgess Pass, Field. British Columbia'
Des spécimens de Marrella splendens envoyés par Walcott à l'Université du Michigan.
© UNIVERSITY OF MICHIGAN MUSEUM OF PALEONTOLOGY. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON
Black and white photograph of man in office, seated at desk and looking through microscope
Walcott travaillant à la Smithsonian Institution vers 1920. 1920.
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER

After Walcott’s death in 1927, his fossils would be largely ignored for nearly 40 years. It was not until 1962 that Alberto Simonetta and Laura Delle Cave published several scientific papers presenting a number of reconstructions of the fossil arthropods. (With a few exceptions, Walcott did not include re-creations of his fossils.) These studies were preliminary and the Walcott collection remained unused until Harry Whittington and his team re-investigated Walcott’s collection, along with collections subsequently made by Raymond, and the Geological Survey of Canada.

Even though Walcott observed in the field that some specimens came from particular layers within the Phyllopod Bed, he never recorded the exact stratigraphic origin of his specimens. For this reason, the Smithsonian collection represents a mix of fossils from different layers representing different time periods. The lack of detailed stratigraphic information was one justification for subsequent Geological Survey of Canada and Royal Ontario Museum expeditions.

Sa collection, toujours au cœur des recherches en cours

De nos jours, la collection Walcott du National Museum of Natural History demeure une référence incontournable en ce qui a trait aux schistes de Burgess parce qu’elle héberge la plupart des spécimens types ayant été utilisés pour décrire la majorité des espèces découvertes sur le site.

Colour photograph of fossil
Spécimen type de l'arthropode Helmetia expansa de la collection Walcott.
© SMITHSONIAN INSTITUTION – MUSÉE NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE. PHOTO (À GAUCHE) : JEAN-BERNARD CARON PHOTO : JEAN-BERNARD CARON

La collection demeure également une source de découverte importante surtout pour les spécimens non types et non figurés, c’est-à-dire les spécimens dont la description n’a pas fait l’objet d’une publication, et donc la majeure partie de la collection.

For example, two specimens which had clearly been set aside and photographed by Walcott for publication (but for some reason were never included in any of his papers) turned out to belong to a new species. In 2007 the two specimens were used in a publication – together with newly-collected specimens from the Royal Ontario Museum – and the species was named Orthrozanclus reburrus. Il nous reste peut-être encore de nouvelles espèces à découvrir dans la collection Walcott, plusieurs décennies après leur extraction!

Two photographs of the same fossil.
Deux spécimens d' Orthrozanclus reburrus collectés par Walcott.
© SMITHSONIAN INSTITUTION – MUSÉE NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE. PHOTO (À GAUCHE) : JEAN-BERNARD CARON PHOTOS : JEAN-BERNARD CARON

Artéfacts

The following objects were discovered by the Royal Ontario Museum during various expeditions to the Burgess Shale starting in 1975. They were found in Walcott’s camp below Burgess Pass, about one kilometre (0.6 miles) south from the main Burgess Shale quarry. Rusty cans and tinware are still visible today in several areas of his camp, as well as beds made of now rotting cedar boughs and piles of leftover pieces of shale (from blocks that were brought to the camp to be split and checked for fossils). Many fossils, including Marrella splendens, were found by ROM crews in these debris piles.

Rusty metal piece of a stove
Camp Stove Door from Walcott's Campsite Made by the McClary manufacturing company, early 20th century. marked: 'Camp Stove, BC, McClary M'F'G Co, London, Canada'.
© PARCS CANADA
Colour photographs of an antique pill bottle (marked 'F Ridgway Pharmacy Washington, D.C.'), an enameled white metal jug and a badly-rusted metal cup
Medicine bottle (original contents unknown) from Washington, D.C.. marked: "F.H. Ridgway Pharmacy Washington, D.C." White enameled steel water jug and white enameled steel tea cup.
© PARCS CANADA

The McClary Company of London, Ontario offered a range of camping supplies. Walcott may have purchased field equipment from either the Toronto or Winnipeg outlets when he travelled to the Burgess Shale across Canada by train.

Objets utilitaires trouvés dans le campement établi par Walcott en 1910 Tous fabriqués au début du XXe siècle.

Objets abandonnés dans la carrière Walcott, vers 1917

Ces objets ont été trouvés par les équipes du ROM en 1994 et 1995 alors qu’elles enlevaient les tas de résidus accumulés depuis les dernières fouilles de Walcott à la carrière en 1917. Ils fournissent des indices importants sur les techniques du début du XXe siècle qu’utilisait Walcott pour extraire de grands blocs de schiste et des fossiles.

Front page of a newspaper dated 1916, featuring a cartoon of Theodore Roosevelt and the headline 'Funston Believes U.S. and Carranza Troops Beat Villa'
Liasse de journaux (1913-1916) provenant de Washington
© PARCS CANADA

Ces journaux ont été trouvés dans un bloc de glace, en 1995, par une équipe du ROMqui fouillait dans les débris tombés dans la carrière Walcott. Newspapers were used to pack fossil specimens, and these were left behind after Walcott’s 1917 field season. (The cartoon on the front page represents Theodore Roosevelt.)

Colour photo of rusty metal wedge showing signs of wear
Grand coin métallique probablement utilisé pour fendre la roche ou pour creuser des trous dans lesquels insérer les bâtons de dynamite.
© PARCS CANADA

Hitting the wedge with heavy hammers and rotating it regularly would have had the same effect as a pneumatic or gasoline rock drill. But it would have required a great deal of effort to make a hole large enough for a stick of dynamite. (Some pitting from dynamite explosions is still visible in the back wall of the quarry.)

Colour photo of rusty metal wedge showing signs of wear
Burin brisé trouvé en 1994 dans la carrière Walcott.
© PARCS CANADA

Chisels like this were used to carefully split shale in the search for fossils. This one was probably left behind because the flat tip had broken against the hard shale.

Colour photograph of three-fingered leather glove showing clear signs of wear and holes along thumb
Gant de mineur en cuir, début XXe siècle.
© PARCS CANADA

Such triple-digit gloves provided warmth and a comfortable grip in all seasons. The leather is thick and was probably sufficient for protection against the sharp edges of the shale during quarrying and collecting operations.

Colour photograph of clearing in woods, showing piles of rocks
View from Walcott's camp taken in 1982 showing rotting cedar boughs and piles of leftover pieces of shale. Compare with views taken at the time of Walcott's expeditions.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO: D. COLLINS.
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Les objets de Walcott
© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

Publications

Confronté à l’immense tâche qui consiste à décrire le très grand nombre de nouveaux animaux et de nouvelles formes d’algues qu’il avait ramassés pendant ses fouilles, Walcott a choisi de publier de courtes descriptions de nombreux fossiles dans une série de monographies qu’il considérait lui-même comme des travaux préliminaires.

He published his work in various volumes of the Smithsonian Miscellaneous Collections series (not surprisingly, as Walcott was Secretary of the Smithsonian at the time). These monographs remain invaluable reference works and are still the only source of information for some taxa.

It is worth emphasizing that most of Walcott’s publications were based on material that had been collected in his earlier expeditions, especially during his 1910 and 1911 field seasons. With a few notable exceptions, fossils discovered in later years were not described in print.

In 1911 he published three monographs, based mostly on material he collected during his 1910 field season. These described arthropods (« Merostomata » including Sidneyia), holothurians and medusae, and annelid worms.

Reproductions of three editions of the Smithonian Miscellaneous Collections: Cambrian Geology and Paleontology. All written by Charles D. Walcott and dated April 8, 1911, June 13, 1911 and September 4, 1911.
Les articles de Walcott sur les schistes de Burgess publiés en 1911 dans trois éditions séparées des Smithsonian Miscellaneous Collections (Collections mixtes de la Smithsonian).

En 1912, Walcott a publié une étude plus approfondie sur les arthropodes, notamment Marrella, Waptiaet Naraoia, les premiers fossiles qu’il a découverts en 1909. This was followed by monographs on trilobites (1918), algae (1919), and sponges (1920). Many more specimens were described in a final, posthumous monograph (edited by Charles Resser) published in 1931.

Walcott named more than 60 new genera and many new families that he placed within established orders and classes. In addition to these named specimens, Walcott recognized many other new forms which were neatly organized in his collections (sometimes with suggested new names on small note cards), but he did not have time to describe all of them during his lifetime.

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Reproduction of three pages of fossils from the Smithsonian Miscellaneous Collections.
Examples of plates published by Walcott, including the animals Marrella (left plate) Waptia (Middle plate fig. 4 and 5) and Naraoia (Right plate fig. 3 and 4) described and illustrated by Charles Walcott. (Smithsonian Miscellaneous Collections, 1912)

Dénomination

Walcott a dû inventer des noms pour le genre et pour l’espèce des nombreux fossiles qu’il a découverts. Il faisait souvent appel aux caractéristiques naturelles des environs (montagnes, pics, glaciers, vallées, chutes, lacs, gorges, ruisseaux) pour nommer un nouveau genre. Vers la fin du XIXe siècle, la plupart de ces éléments naturels avaient été nommés par des explorateurs ou par les premiers géomètres à se rendre sur place. Par exemple, en 1886,Otto Klotz a nommé le mont Burgess en l’honneur du sous-ministre de l’Intérieur, Alexander Burgess.

Certains des noms locaux qui ont inspiré Walcott viennent de mots autochtones stoney ou cri, comme Waptia, de « ouapta » (rivière); Takakkawia, de « takakkaw » (merveilleux) et Yohoia, de « yoho », qui correspond à un cri de stupeur.

On the left, a modern colour photograph of a waterfall. On the right, a black and white photograph of a fossil sponge
Les chutes Takakkaw (à gauche) et l'éponge Takakkawia (à droite).
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTOS : JEAN-BERNARD CARON

Les noms d’autres genres renvoyaient à des noms d’individus (Sidneyiaen l’honneur de son fils Sidney, Marrellaenl’honneur de John Edmund Marr, de l’Université de Cambridge), d’entités géographiques plus vastes (Canadiaet Canadaspis), de villes (Banffiaet Laggania, en l’honneur du village de Laggan, devenu par la suite Lake Louise) ou de tronçons du chemin de fer (Eldoniaet Leanchoilia). La plupart des noms d’espèces correspondaient aux traits caractéristiques de l’espèce elle-même : compacta, elongata, perfectaou triangulata.

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Map of area around Burgess Shale, showing places whose names have been given to animals found in the shale
Voici une carte situant les éléments géographiques que Walcott a utilisés pour nommer ses spécimens.

Photographie

Walcott se servait de la photographie pour documenter son travail scientifique.

In the field he used various cameras including a Cirkut Camera to produce stunning panoramic images. Many of these images were then published in scientific or popular accounts.

Black and white photograph of man standing on slope, pointing a tripod-mounted camera off to the side
Walcott prenant une photo à l'aide d'un appareil Cirkut. (non daté)
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER.

Walcott’s 1911 article in National Geographic called « A Geologist’s Paradise » included a supplement featuring several images including one of his panoramic images of the area. The image folded out to a size of 2.5m (8 feet), making it the single largest photograph ever included in the magazine. (See cover of the 1911 article in the section “Triumph & Tragedy: 1911” and Walcott’s panorama in the section “The Great Discovery: 1909”)

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Les photographies de Walcott
© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

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Diaporama sur les photographies de Walcott
© COLLECTION DE LA FAMILLE ERIN YOUNGER ET ARCHIVES DE LA SMITHSONIAN INSTITUTION

Walcott a utilisé une série de photographies pour illustrer ses travaux à Washington, mais comme il était difficile de réaliser de bonnes photographies des fossiles, il en a modifié beaucoup avant de les publier. (voir Orthrozanclusci-dessous)

Such modifications were a common practice at the time to enhance features that were difficult to show using contemporary photographic techniques. But they would not be acceptable for scientific publication today because they can sometimes add subjective features that are not present on the specimens.

Two photographs of the same fossil. On left, a very clear, modern photograph. On right, a less-clear image that has gray lines drawn on in pencil
Left Orthrozanclus reburrus in the Walcott collection. Right, same specimen photographed by Walcott with some features enhanced using a pencil.
© SMITHSONIAN INSTITUTION – MUSÉE NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE. PHOTO (À GAUCHE) : JEAN-BERNARD CARON PHOTOS: JEAN-BERNARD CARON.

Percy Raymond

Les découvertes historiques de Walcott et son travail sur le terrain considérable ont immédiatement précédé les recherches d’un autre paléontologue américain, Percy Raymond. Ce dernier s’est rendu trois fois sur le site des schistes de Burgess au milieu des années 1920. Il y a ouvert une carrière en 1930 et constitué une solide collection pour la recherche et l’enseignement à l’Université Harvard

Contexte

Vers le milieu des années 1920, la découverte des schistes de Burgess par Walcott était un fait connu de la communauté scientifique et du public en général. La proximité d’un sentier entretenu par Parcs Canada, qui a sans doute facilité la découverte de Walcott, a attiré les touristes, les professeurs et les étudiants vers les schistes de Burgess. Le sentier en question, aménagé au début du XXe siècle, est encore en usage de nos jours.

Photographie en noir et blanc de Percy Raymond
Percy Raymond (1879-1952).
© MUSÉE CARNEGIE D'HISTOIRE NATURELLE

Percy Raymond, conservateur de paléontologie au Museum of Comparative Zoology (Musée de zoologie comparée) de Harvard, faisait partie des nombreux visiteurs du site. Raymond avait été conservateur adjoint au Musée Carnegie (de 1904 à 1910) et paléontologue en chef de la Commission géologique du Canada (de 1910 à 1912) avant de poursuivre sa carrière à Harvard où il a travaillé jusqu’à sa retraite en 1945.

L'article de 1920

Reproduction d'une illustration tirée d'un article scientifique montrant un animal de Burgess, Marella, tel qu'il aurait pu être
Reconstitution de Marrella splendens par Percy Raymond (1920).
Raymond était un grand spécialiste des trilobites : il avait rédigé, dès 1920, un exposé général sur les membres des trilobites et d’autres arthropodes provenant des schistes de Burgess, texte lui-même basé sur les publications de Walcott. Avec cet article de 1920 paraissait l’une des premières reconstitutions complètes d’un organisme de Burgess (Marrella splendens). Aujourd’hui, il s’agit d’une pratique courante dans les articles de recherche, mais c’était à l’époque novateur car cela donnait l’occasion aux non-spécialistes de voir les caractéristiques d’un fossile aussi précisément que s’il s’agissait d’un dessin d’organisme contemporain. À l’exception de quelques dessins publiés en 1931 de manière posthume par son assistant, Charles Resser, Walcott n’a quant à lui publié aucune reconstitution d’un organisme de Burgess. À comparer à quelques-unes des plus récentes reconstitution cliquez ici.

Premières visites aux schistes de Burgess : milieu des années 1920

Photographie en noir et blanc de trois hommes explorant une carrière et entourés de plaques de roche
Vue du sud-est de la carrière Walcott en 1924 montrant Percy Raymond (au milieu) avec Tom Clarke, chargé de cours à la faculté de géologie de l'Université McGill (à droite), et une personne inconnue (à gauche). PHOTOGRAPHE INCONNU. (AVEC LA PERMISSION DE DESMOND COLLINS) PHOTOGRAPHE INCONNU AVEC LA PERMISSION DE DESMOND COLLINS
Photographie en couleur d'un trilobite fossilisé Label reads 'Holotype 101624'
Holotype de Petaloptyon danei découvert par Percy Raymond dans les gisements (couches) de trilobites.
© UNIVERSITÉ HARVARD. PHOTO: DESMOND COLLINS.
Dans le cadre de ses cours d’été, Raymond s’est plusieurs fois rendu dans les Rocheuses canadiennes, passant par les schistes de Burgess avec ses étudiants en 1924, 1925 et 1927. Au cours de ses premières visites, Raymond a recueilli certains fossiles dans les éboulis situés en dessous de ce qui est maintenant la carrière Walcott, et d’autres dans les gisements (couches) de trilobites du mont Stephen. L’un de ces spécimens s’est avéré être une éponge dont on ignorait jusque-là l’existence, Petaloptyon.

À la carrière Walcott : 1930

En 1930, Parcs Canada a donné à Raymond la permission de rouvrir la carrière Walcott. Cette année-là, Raymond et trois assistants ont passé plus de deux semaines à la carrière, dégageant des centaines de fossiles et démontrant que les gisements de fossiles étaient encore productifs malgré ce qu’en avait pensé Walcott, qui croyait avoir presque épuisé la carrière dès 1918.

L'ouverture de la carrière Raymond : 1930

L’essentiel tient peut-être au fait que Raymond a remarqué la présence d’un second gisement fossilifère plus haut dans la montagne, à environ 22 mètres (72 pieds) au-dessus de la carrière Walcott. En réalité, Raymond n’a pas découvert ce gisement fossilifère : Walcott lui-même y avait recueilli plusieurs fossiles (il en avait dessiné quelques-uns, comme l’éponge Vauxia. Mais Raymond a plus intensément fouillé ce gisement, y découvrant d’autres spécimens de Vauxia, ainsi que des spécimens d’Ottoia, de Leanchoilia et de Sidneyia Cette nouvelle carrière est maintenant connue sous le nom de carrière Raymond, mais nous ignorons les limites de la carrière initiale en raison des fouilles subséquentes réalisées parla Commission géologique du Canada et le ROMaux mêmes niveaux.

Cliquez sur/appuyez sur l'image ci-dessous pour zoomer et voir plus de détails
Colour photograph of mountainside showing relative locations of two quarries
Dashed lines represent current excavation limits showing the approximate location of the original Raymond Quarry. Both the Walcott and Raymond quarries were extended by GSC and ROM crews.
© PARKS CANADA. PHOTO: JOHN NIDDRIE

Les spécimens de Raymond prouvaient que les fossiles typiques de Burgess pouvaient exister en dehors de la fameuse carrière Walcott et à différents intervalles stratigraphiques, y compris dans les gisements (couches) de trilobites du mont Stephen. D’ailleurs, des dépôts du même type que ceux de Burgess ont été découverts depuis à des endroits aussi éloignés que la Chine, le Groenland et l’Australie.

La collection de Harvard

À gauche, un dessin montrant ce à quoi pouvait avoir ressemblé le fossile de droite
Leanchoilia superlata tel que reconstruit par Percy Raymond (1935) et un spécimen de Leanchoilia persephone trouvé par Raymond dans les schistes de Burgess (MCZ 5962). Ce spécimen fait maintenant partie de L. persephone.
© UNIVERSITÉ HARVARD. PHOTO: DESMOND COLLINS.
Raymond a collecté plus d’un millier de fossiles des schistes de Burgess (surtout de la carrière Walcott) et même si ce chiffre paraît mince par rapport aux 65 000 amassés par Walcott, il a permis à Harvard de posséder, par ordre d’importance, la deuxième collection de fossiles de Burgess à l’époque. En s’appuyant sur la nouvelle collection de spécimens, Raymond a produit une nouvelle description de Leanchoilia superlata et a publié la première reconstitution de cet animal en 1935. Étonnamment, la collection de Raymond est demeurée en grande partie ignorée (tout comme celle de Walcott) jusque dans les années 1960 et peu de chercheurs ont utilisé ses fossiles pendant cette période.

Après Raymond : Franco Rasetti et les trilobites des schistes de Burgess

Le prochain visiteur des schistes de Burgess qui a eu une grande importance scientifique fut un célèbre physicien devenu paléontologue. Franco Rasetti avait émigré de l’Italie en 1939 pour occuper la chaire de physique de l’Université Laval, à Québec. Rasetti avait été membre d’un influent groupe de scientifiques dirigé par Enrico Fermi avant la Deuxième Guerre mondiale et il avait aidé à jeter les bases de la fission atomique. Fermi a par la suite travaillé au développement de la première bombe atomique à Chicago, mais Rasetti a préféré travailler à l’Université Laval parce qu’il ne voulait pas prendre part à des recherches liées à la guerre. Alors même qu’il contribuait à mettre sur pied la faculté de physique de l’Université Laval, il était de plus en plus intéressé par la botanique et la paléontologie, en particulier par les trilobites. Un de ses anciens étudiants se rappelle que Rasetti cherchait des fossiles de trilobites « partout », amassant des milliers de spécimens qu’il décrivait et classait avec soin.

Au cours de deux expéditions, en 1947 et en 1948, Rasetti a méthodiquement recueilli une grande quantité de trilobites de la formation Stephen ainsi que d’autres roches du Cambrien moyen trouvées dans le sud des Rocheuses canadiennes. Ses comptes-rendus sur les trilobites ont été publiés en 1951 dans les Smithsonian Miscellaneous Collections (Collections mixtes de la Smithsonian) et représentent encore aujourd’hui les seules références régionales majeures sur ces fossiles.

Colour photograph of trilobite fossil
Spécimen de trilobite provenant de la carrière Walcott et décrit à nouveau par Rasetti en tant que Ehmaniella burgessensis.
© SMITHSONIAN INSTITUTION – MUSÉE NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE. PHOTO (À GAUCHE) : JEAN-BERNARD CARON PHOTO: JEAN-BERNARD CARON.

Les trilobites sont d’une grande utilité pour les paléontologues en tant qu’indicateurs biostratigraphiques : ce sont des fossiles plutôt communs, présents un peu partout et qui évoluent de manière relativement rapide. En utilisant les trilobites comme références, les chercheurs peuvent établir que des unités rocheuses différentes, même très éloignées les unes des autres, ont un âge comparable si des groupements d’espèces de trilobites similaires y sont présents.

Avant les travaux de Rasetti, Deiss (1939) avait proposé de créer une zone de trilobites appelée BathyuriscusElrathinaen se basant sur la présence de deux trilobites en particulier dans les unités rocheuses du Cambrien moyen en Amérique du Nord. Ces trilobites sont très répandus dans les schistes de Burgess, ce qui situe l’âge de la formation Stephen autour du Cambrien moyen. Rasetti a identifié quelques zones de trilobites et faunules supplémentaires, subdivisant la formation Stephen en intervalles de temps plus petits, ce qui s’est avéré utile lors d’études stratigraphiques ultérieures.

Les expéditions de la Commission géologique du Canada et le groupe de Cambridge

Au milieu des années 1960, la Commission géologique du Canada (CGC) est retournée dans les carrières Walcott et Raymond, depuis longtemps négligées, afin d’entreprendre de nouvelles fouilles. Cette démarche survenait 80 ans après les premières découvertes de fossiles sur le mont Stephen, près de là, par d’autres géologues de la Commission. Les travaux de la Commission prenaient une importance particulière parce qu’elle appliquait des méthodes de collecte de fossiles améliorées. À partir de la fin des années 1960, ces fossiles ont permis de réviser en profondeur la faune de Burgess par Harry Whittington et l’équipe communément appelée « groupe de Cambridge ». Des études anatomiques détaillées ont été facilitées grâce à l’existence de certaines techniques d’observation et de photographie et à la réalisation que les fossiles avaient conservé un certain relief, ce qui permettait de les préparer. Le travail du groupe de Cambridge a contribué à réaffirmer la nature spectaculaire de l’explosion cambrienne, popularisée ensuite par Stephen Jay Gould, et a influencé la recherche sur des gisements semblables aux schistes de Burgess ailleurs dans le monde.

Contexte

Au début des années 1960, la Commission géologique du Canada s’activait à réaliser une nouvelle cartographie du sud des montagnes Rocheuses en Alberta et en Colombie-Britannique. Elle y appliquait des méthodes et des techniques inédites. Harry Whittington, alors professeur de géologie à l’Université Harvard, a pris contact avec la Commission dans le but de proposer un réexamen des schistes de Burgess et la réouverture des carrières. La proposition a bientôt pris de l’ampleur, incluant une étude paléontologique, géologique et stratigraphique détaillée des schistes de Burgess.

Premières visites d'Harry Whittington à la collection Walcott

Photographie en couleur d'Harry Whittington posant devant une armoire contenant des fossiles
Harry Whittington (1916-2010) à l'Université de Cambridge, le 27 septembre 2002.
© THE PALAEONTOLOGICAL ASSOCIATION
Harry Whittington est l’homme qui a dirigé la révision paléontologique des schistes de Burgess dans les années 1960. Spécialiste des trilobites de renommée mondiale, il s’est joint à l’université Harvard en 1949 en tant que professeur de géologie au Museum of Comparative Zoology (Musée de zoologie comparative). En 1966, il a été nommé professeur de géologie woodwardien à l’université de Cambridge et il a poursuivi ses recherches sur les schistes de Burgess longtemps après avoir pris sa retraite de Cambridge, en 1983. Pendant ses années à Harvard, Whittington a visité la collection de schistes de Burgess à la Smithsonian Institution, restée presque inutilisée et ignorée, probablement dans l’état où Walcottl’avait laissée à la fin des années 1920, à l’exception d’une étude préliminaire sur ces fossiles entamée par Alberto Simonetta et Laura Della Cave en 1962, mais qui n’a pas été publiée avant 1975. À l’époque, la collection était peu accessible et demeurait entreposée dans l’édifice original de la Smithsonian Institution. Dans les années 1960, la collection a été transposée dans une nouvelle aile du National Museum of Natural History (Musée national d’histoire naturelle), ce qui l’a rendue plus accessible aux chercheurs. La collection Walcott s’y trouve encore aujourd’hui. Avant ce déménagement, les chercheurs devaient s’en remettre presque exclusivement aux descriptions et aux illustrations publiées par Walcott sans avoir la possibilité d’observer les véritables spécimens. Mais les illustrationsoriginales comportaient de nombreux défauts et Walcott reconnaissait lui-même que ses articles n’avaient d’autre but que de fournir des comptes-rendus très préliminaires. Whittington s’est vite aperçu qu’un nouvel examen et une réinterprétation des fossiles seraient nécessaires.

Premières observations et découvertes de Whittington

En commençant à réexaminer les fossiles, Whittington a découvert que ce n’étaient pas uniquement des empreintes aplaties d’animaux, comme Walcott le croyait. En fait, les fossiles avaient conservé une partie de la structure tridimensionnelle de l’organisme initial, bien que réduite en de très fines couches dans la roche. Cette constatation signifiait qu’en fendant la roche, l’empreinte et la contre-empreinte du même spécimen pouvaient révéler des niveaux très légèrement différents de la structure et, donc, qu’il fallait les étudier ensemble pour en présenter une interprétation anatomique complète.

Photographie en couleur d'Harry Whittington posant devant une armoire contenant des fossiles
Harry Whittington étudiant des fossiles au campement de la CGC, dans les schistes de Burgess, 1966 ou 1967
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA

Avant que soit constituée la collection de la Commission, des spécimens provenant de différentes couches avaient été collectés et entreposés ensemble. Il existait par conséquent très peu de renseignements sur l’origine stratigraphique exacte des fossiles. En plus, les empreintes et contre-empreintes recueillies lors d’expéditions antérieures avaient souvent été dispersées dans des collections différentes, ce qui rendait difficile l’évaluation du nombre de spécimens et égarait des renseignements morphologiques importants qui n’auraient été perceptibles qu’à l’aide des deux parties du fossile.

The specimens collected in 1966 and 1967 by the GSCwould attempt to address these problems.

Les fouilles de la Commission géologique du Canada (CGC) : 1966 et 1967

En 1966, James Aitken, un spécialiste de la stratigraphie à la Commission, a pris la tête d’une expédition de treize personnes incluant Whittington et William Fritz, spécialiste des trilobites du Cambrien et stratigraphe de la Commission. David Bruton, de l’Université d’Oslo, se joindrait au groupe pour la saison des fouilles 1967.

Photographie en noir et blanc de gens qui posent devant une tente, une montagne à l'arrière-plan
L'expédition de la Commission en 1966. De gauche à droite (rangée avant) : Norman MacDonell, James Aitken, Peter Fritz, Dorothy Whittington, James Doyle et Henry Lambert. Rangée arrière : Robert Stesky, Terry Green, Judith Fritz, Harry Whittington, Clifford Johnson, William Fritz et Riba Nelson.
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO: WILLIAM FRITZ
Pendant ces deux saisons de fouilles de six semaines chacune, environ 70 mètres cubes (88 verges cubes) de belle roche ont été méticuleusement dégagés et taillés, ce qui a agrandi la carrière Walcott d’au moins 12 mètres (39,4 pieds) vers le nord. La plupart des fossiles ont été trouvés à l’intérieur de couches successives situées dans un intervalle de deux mètres (6,5 pieds) d’épaisseur correspondant à la couche de phyllopodes mise au jour par Walcottprès de 50 ans plus tôt.
Photographie en noir et blanc montrant le flanc de la montagne dont une zone est couverte de neige
La crête aux fossiles et la carrière Walcott, en partie enneigée, au moment des fouilles de la Commission, en 1966. Ces fouilles auront lieu juste à gauche du banc de neige.
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO: WILLIAM FRITZ
Environ 17 mètres cubes (21 verges cubes) de roche, extraits des couches situées 22 mètres (72 pieds) au-dessus de la carrière Walcott, ont été finement taillés, ce qui a nettement agrandi la carrière ouverte par Raymonden 1930. L’équipe de la Commission a nommé ce deuxième site carrière Raymond en l’honneur du paléontologue de Harvard.
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Photographie en couleur du versant de la montagne sur laquelle sont indiqués les emplacements relatifs de deux carrières différentes
Le trait continu montre les limites des fouilles de la Commission qui sont toujours visibles aujourd'hui à la carrière Walcott. Le trait pointillé montre les limites actuelles des fouilles. La carrière Raymond a été agrandie par les équipes de la Commission et du ROM.
© PARKS CANADA. PHOTO: JOHN NIDDRIE

Des méthodes de collecte améliorées

Au fur et à mesure que les fouilles progressaient, on mesurait le niveau exact où l’on trouvait chaque fossile par rapport à un point de repère fixe. On s’assurait également de garder ensemble l’empreinte et la contre-empreinte du fossile. Cette méthodologie précise constituait une amélioration considérable par rapport aux expéditions précédentes.

Au moins 10 000 spécimens ont été dégagés des deux carrières, mais à l’exception de deux nouveaux genres,Echmatocrinus et Scolecofurca, la plupart des fossiles représentaient des espèces déjà décrites. L’expédition a aussi découvert un spécimen presque complet d’Anomalocaris qui a plus tard joué un rôle crucial dans la réinterprétation de cet animal (voir ci-dessous).
Photographie de 7 personnes travaillant dans une carrière
Harry Whittington (au milieu, de dos) et l'équipe de 1966 près du chantier de fouilles de la Commission, à droite. Le cercle tracé sur la paroi indique le point de repère à partir duquel tous les niveaux de la carrière ont été mesurés.
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO: WILLIAM FRITZ
Photographie de chercheurs qui travaillent dans une carrière sur le versant d'une montagne
Photographie de chercheurs qui travaillent dans une carrière sur le versant d'une montagne Harry Whittington fumant une pipe (troisième personne à partir de l'avant, côté gauche de la photo) avec l'équipe de 1966 qui taille du schiste à la carrière Walcott.
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO: WILLIAM FRITZ
Photographie d'un fossile
Echmatocrinus brachiatus (empreinte et contre-empreinte), découvert par l'équipe de la Commission dans les schistes de Burgess.
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO: WILLIAM FRITZ
Photographie noir et blanc de les hommes est une grande plaque.
Une grande plaque est dégagée du côté nord de la carrière Walcott au début de la saison 1966.
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTO: WILLIAM FRITZ
Les expéditions de la Commission ont atteint un double objectif : constituer la première grande collection de schistes de Burgess amassés en utilisant des méthodes détaillées d’échantillonnage et démontrer que la carrière Walcott était encore une source productive de fossiles, ce qui avait été remis en cause après les fouilles de Raymond, en 1930.
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Les méthodes de préparation

Whittington a été le premier scientifique à préparer anatomiquement des fossiles de Burgess, intervention qui ressemble à la dissection d’un organisme moderne.

Photographie en couleur montrant les deux parties d'un même fossile
Anomalocaris canadensis (empreinte et contre-empreinte) recueilli par la Commission dans la carrière Raymond (GSC 75535) Ce spécimen a été préparé de façon mécanique dans le but de révéler les parties de la bouche et une paire de pinces qui se rattachent au corps de l'organisme. Avant cette découverte, on supposait que les différents éléments appartenaient à différents organismes
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTOS : JEAN-BERNARD CARON
Whittington used a modified dental drill and prepared the fossils under a binocular microscope. The apparatus operated like a miniature jackhammer, driving a tiny chisel shaped from a carbide needle to remove minute flakes of both rock and fossil. Il a fait l’essai de son outil sur Marrella, un petit arthropode qui est le plus commun des fossiles dans la collection Walcott (Walcott lui-même en avait recueilli plus de 15 000 spécimens). Cette technique a si bien réussi qu’elle a été utilisée pour chacune des études suivantes, menant à des découvertes spectaculaires comme celle de la véritable nature de l’animal Anomalocaris.

Les méthodes de dessin et de photographie

L’étape qui suit la préparation mécanique consistait à dessiner les spécimens en utilisant un accessoire qui sert de chambre claire (un tube à dessins comportant un miroir rattaché à un microscope stéréoscopique), ce qui permettait à un observateur de voir en même temps le fossile et son image réfléchie sur une feuille de papier pour en dessiner facilement les détails. La méthode aidait les chercheurs à trouver de petites différences dans l’épaisseur des fossiles et à interpréter les caractéristiques observées. Ces méthodes de préparation et de dessin sont encore utilisées de nos jours pour étudier les fossiles de Burgess.

Photographie en couleur d'un poste de dessin comprenant une source lumineuse, un microscope stéréoscopique et une chambre claire
Un microscope stéréoscopique muni d'un accessoire servant de chambre claire (tube à dessins et miroir, à droite) d'un type semblable à celui utilisé par le groupe de Cambridge pour dessiner les fossiles de Burgess.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO: PETER FENTON
Ces illustrations révélaient d’infimes détails anatomiques (souvent en combinant des images de l’empreinte et de la contre-empreinte dans le même dessin) et aidaient aussi à comprendre l’orientation du spécimen dans la roche. Certains d’entre eux avaient été enterrés de côté, d’autres sur le ventre, sur le dos ou en oblique. La photographie aussi était un outil très utile pour illustrer les spécimens. Mais il est bien connu que les schistes de Burgess sont difficiles à photographier parce qu’ils sont recouverts d’une pellicule réfléchissante. Walcott a résolu ce problème en utilisant un crayon pour rehausser les photographies avant de les publier. Whittington, lui, a photographié des spécimens immergés dans l’alcool ou placés à un angle d’environ 65° et à l’aide de rayons ultraviolets. Ces dernières méthodes ont donné les meilleurs résultats, en particulier pour les zones les plus réfléchissantes des fossiles. Des images de haute qualité, souvent obtenues en utilisant une lumière aux petits angles, pouvaient révéler différents détails sur les fossiles. Donc, en s’appuyant sur plusieurs photos en plus des dessins, on pouvait produire des descriptions détaillées des fossiles. Les techniques photographiques actuelles sont basées sur ces techniques, tout en incorporant de nouveaux instruments.
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Reproductions tirées d'un article du Bulletin de la Commission géologique du Canada; à gauche, une reconstitution montrant ce à quoi aurait pu ressembler le fossile de droite
Dessin et photographies de Marrella splendens réalisés par Whittington (1971).
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA.

Les recherches du groupe de Cambridge

Le groupe de Cambridge était composé de Harry Whittington et de deux de ses anciens étudiants en doctorat, Derek Briggs, qui a travaillé sur les arthropodes fossilisés des schistes de Burgess, et Simon Conway Morris, qui s’est vu assigner les vers fossilisés. Chris Hughes et David Bruton (ce dernier étant le seul membre du groupe à ne pas travailler à Cambridge) ont contribué de façon plus modeste aux travaux sur les arthropodes.

Photographie d'un vers fossilisé montrant clairement des « piquants »
Holotype d'Hallucigenia sparsa, décrit en 1977 par Simon Conway Morris.
© SMITHSONIAN INSTITUTION – MUSÉE NATIONAL D’HISTOIRE NATURELLE. PHOTO (À GAUCHE) : JEAN-BERNARD CARON PHOTO: JEAN-BERNARD CARON.
Le groupe de Cambridge utilisait les diverses méthodes traditionnelles et les techniques dont Whittington avait d’abord fait la démonstration et qui ont été appliquées ensuite pour chaque description d’organisme (voir ci-dessus, Les méthodes de préparation). Il en a résulté une série de descriptions détaillées de nombreuses espèces décrites auparavant par Walcott, mais aussi de nouvelles descriptions qui ont depuis acquis un statut presque mythique dans le domaine, comme celle d’Hallucigenia. Ces analyses s’appuyaient sur les fossiles disponibles à l’époque. Toutefois, de nouvelles méthodes de recherche et de nouveaux fossiles, la plupart découverts lors des expéditions ultérieures du ROM, ont mené à une réinterprétation de certaines de ces espèces.

La contribution à la recherche de la Commission géologique du Canada

D’importants résultats ont découlé des études géologiques de la Commission géologique du Canada en plus des révélations paléontologiques sur la faune de Burgess provenant du groupe de Cambridge.

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Reproduction d'une page décrivant les formations géologiques présentes autour des schistes de Burgess
Coupe transversale de différentes formations montrant l'emplacement des schistes de Burgess le long de l'escarpement « Cathedral » à côté de la formation « Cathedral ».
© WILLIAM FRITZ
La découverte la plus considérable est peut-être survenue quand William Fritz a réalisé que les schistes de Burgess s’étaient déposés au bas d’une falaise sous-marine, que l’on nomme aujourd’hui escarpement « Cathedral», dans la formation Stephen « épaisse ». On a déduit que cette falaise offrait des conditions idéales non seulement pour le développement d’un riche écosystème, mais aussi pour sa conservation spectaculaire à cet endroit en particulier. (On a découvert par la suite qu’une structure semblable existe également dans d’autres zones des Parcs nationaux Yoho et Kootenay, et qu’on y retrouve en plus des fossiles du même type que ceux de Burgess. En même temps, on a déduit que les organismes de Burgess avaient été rapidement enfouis au cours d’une succession de petites coulées de boue. Ces percées géologiques se sont ajoutées au travail paléontologique détaillé du groupe de Cambridge et ont mené à un examen approfondi de la communauté de Burgess dans son ensemble. Cette étude récapitulative a été publiée en 1986 par Simon Conway Morris. D’une certaine manière, elle résumait les travaux publiés par le groupe de Cambridge depuis la première expédition de la Commission, vingt ans plus tôt.

Conway Morris étudie la communauté de Burgess : 1986

Conway Morris a catalogué tous les spécimens provenant de la carrière Walcott qu’il a pu trouver sur chaque plaque des collections de Walcott et de la Commission. Avant la réalisation de ce catalogage méticuleux, personne n’avait idée de la taille réelle de la collection Walcott. Les chiffres étaient sidérants : 35 520 plaques examinées, 73 300 spécimens dénombrés. Parmi ceux-ci, environ 65 000 spécimens ont été amassés par Walcott, le reste a été collecté par les expéditions de la Commission en 1966 et en 1967. La collection Walcott était donc de loin la plus grande collection de fossiles de Burgess jusqu’à ce qu’elle soit surpassée par la collection de schistes de Burgess du ROM à la fin des années 1990.

Conway Morris a donc révélé l’importance de la prédation dans l’écosystème des schistes de Burgess et a également suggéré que la structure de la communauté des schistes de Burgess est caractéristique des communautés marines évoluant dans des environnements semblables au cours du Cambrien moyen. Cette hypothèse a bientôt été confirmée par la découverte d’autres gisements contenant des fossiles semblables à ceux des schistes de Burgess. L’analyse de Conway Morris mettait également l’accent sur le fait que si les organismes à corps mou trouvés dans les schistes de Burgess n’avaient pas été aussi exceptionnellement conservés, environ 86 % des genres (la grande majorité des spécimens) de cette communauté auraient été abandonnés à la décomposition et n’auraient laissé aucune trace fossile.

L'héritage du groupe de Cambridge : l'explosion cambrienne

Les travaux du groupe de Cambridge ont joué un rôle décisif en ravivant l’intérêt pour les schistes de Burgess. Ils ont vite mené à d’autres découvertes ailleurs dans le monde, notamment en Chine. L’une des principales découvertes surprenantes du groupe de Cambridge était que de nombreux organismes de Burgess ne s’inséraient facilement dans aucun groupe d’animaux modernes. Ces travaux ont mis l’accent de manière éloquente sur l’apparition rapide et la diversité des animaux pendant le Cambrien, dénotant l’existence d’une véritable « explosion cambrienne »

Photographie en couleur d'une reconstitution de l'écosystème des schistes de Burgess montrant de nombreux types d'animaux et d'éponges
Diorama des schistes de Burgess inspiré des travaux du groupe de Cambridge et montrant la communauté vivant au bas d'une falaise sous-marine. À comparer à une reconstitution plus récente de l'écosystème des schistes de Burgess sous forme de plongée virtuelle
© MUSÉE NATIONAL D'HISTOIRE NATURELLE. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON

Stephen Jay Gould passe le mot : 1989

Les travaux du groupe de Cambridge ont rejoint un auditoire plus vaste en 1989 grâce à la publication du livre de Stephen Jay Gould, La vie est belle : les surprises de l’évolution, qui est devenu un succès de librairie.

Selon son hypothèse principale, de nombreux organismes de Burgess décrits par le groupe de Cambridge représentaient de nouveaux embranchements que, de manière évocatrice, il nommait « étranges merveilles ». Son hypothèse voulait que la diversité des embranchements était plus grande au Cambrien qu’elle ne l’est aujourd’hui. Au cours de l’histoire, le hasard aurait éliminé la plupart des groupes en ne laissant qu’à quelques-uns d’entre eux la chance d’évoluer jusqu’à aujourd’hui.

Reconstitution d'Hallucigeniapar Marianne Collins dans le livre La vie est belle. Cet animal a depuis été réinterprété et on considère aujourd'hui qu'il est ici montré la tête en bas. © MARIANNE COLLINS
Reconstitution d'Hallucigeniapar Marianne Collins dans le livre La vie est belle. Cet animal a depuis été réinterprété et on considère aujourd'hui qu'il est ici montré la tête en bas.
© MARIANNE COLLINS
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Conférence de Gould au Musée royal de l’Ontario
Conférence de Gould au Musée royal de l’Ontario
© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO
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La collection de schistes de Burgess de la Commission géologique du Canada de nos jours

Après avoir été envoyés à Cambridge pour y être étudiés dans les années 1970, les nouveaux spécimens de la Commission ont été logés dans ses locaux à Ottawa. Par ordre d’importance, ils constituent la deuxième plus grande collection de fossiles de Burgess au Canada après la collection du ROM). Ils y résident près des plus anciennes collections venant principalement du mont Stephen et constituées plusieurs décennies plus tôt par McConnell, ainsi que d’autres géologues de la Commission.

À gauche, une longue rangée d'armoires en métal; À droite, un employé regarde des fossiles dans le tiroir ouvert d'une armoire
Les collections de la Commission géologique du Canada à Ottawa. À gauche, un aperçu des collections; à droite, une section abritant des spécimens des schistes de Burgess recueillis en 1966 et en 1967.
© COMMISSION GÉOLOGIQUE DU CANADA. PHOTOS : JEAN-BERNARD CARON

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

Colour photograph of Desmond Collins displaying a fragment of rock bearing a fossil
Desmond Collins tenant un fossile de Burgess nouvellement découvert qui sera nommé Sanctacaris. 15 août 1983.
© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

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.

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).

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

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Panoramic colour photo of mountains.
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 - MODIFIED

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 ROMd’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 ROMde 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.

Eight members of ROM expedition pose with ROM flag
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
Colour photo of 5 workers looking through loose rocks with Emerald Lake in background
Collecte de fossiles sur les éboulis situés au-dessous de la carrière Walcott.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : DESMOND COLLINS
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L’expédition du Musée royal de l’Ontario aux schistes de Burgess en 1975. © MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

Sur une période de huit semaines, malgré de mauvaises conditions météorologiques et l’interdiction de procéder à des fouilles, l’équipe du ROMa 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 ROMa 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.

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.

Two workers look through piles of shale in middle of forest clearing
Collecte de fossiles rejetés par Walcott dans son campement, sous le col Burgess.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : DESMOND COLLINS
Fossils spread out on long table with identifying cards
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

e 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 Branchiocarisqui 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 ROM des spécimens du ROM dans ses publications.

Photograph of Burgess Shale fossil, showing some reddish discolourations
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.

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Desmond Collins – Early Recollections
© CANADIAN WILDERNESS VIDEO PRODUCTIONS

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.

Two researchers pose on loose rocks in front of mountains
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
Aerial view of Mount Stephen (left), ROM team studying loose rocks with mountains in background (middle), three workers pose with ROM flag in front of rock outcrop (right)
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

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.

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 holds a fossil up to the camera
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
Two ROM workers look through rocks on side of mountain
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
David Rudkin kneels in front of a newly-discovered fossil
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

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.

Three ROM workers look through loose rocks on side of mountain
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

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.

A pair of fossils showing some reddish discolouration
Alalcomenaeus cambricus provenant de la carrière Collins du mont Stephen.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : DESMOND COLLINS
Image of fossil (left), missing half of that same fossil, broken into two pieces (right)
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
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Les fouilles au site Sanctacaris sur le mont Stephen, 1983.

© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

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.

ROM worker poses on side of mountain
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.
Three photographs of Burgess Shale fossils
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
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Diaporama au-dessus des carrières Walcott et Raymond, 1984.

© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

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.
Wide shot of workers on side of mountain with another mountain in the background (left), tents on the side of the mountain (right)
Principaux éboulis du site S7 (couches à tulipes) avec le mont Field en arrière-plan.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : DESMOND COLLINS
Slab of rock showing multiple fossils
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

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

ROM workers look through fossils in a quarry (left), location of the ROM tents down the slope from the quarry (right)
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

Des méthodes de collecte améliorées

Sur une période de 10 ans, l’équipe du ROMa 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.

Close-up view of tents in quarry with snow (left), distant shot of tents in valley (right)
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

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.

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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

La réouverture de la carrière Raymond

Worker uses rock saw to cut rocks while tourists in background look on
Fouilles au niveau de la carrière Raymond initiale devant un groupe de touristes.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : DESMOND COLLINS

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 ROMa 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.

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.

Fossil showing strange, branched protuberances
Herpetogaster collinsi, découvert en 1992 dans la carrière Raymond.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : JEAN-BERNARD CARON
Images of a complete Anomalocaris canadensis fossil.
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 (MIDDLE AND RIGHT)
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L’expédition de 1991

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1992 – Terry Fletcher

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1992 – Peter Allison

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Diaporama – 1991-1993

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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 ROM 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.ROM 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.

Three views of quarry on the side of mountain. On left, quarry filled with snow. In middle, quarry cleared of snow but not excavated. On right, quarry after excavation showing how much rock had been removed
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. PHOTOS: 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.

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.

Aerial view of mountain with quarries filled with snow.
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
Left, ROM workers use shovels to dig snow out of quarry. Right, the cleared quarry with workers excavating rocks
Déblayage de la carrière Walcott après l'accumulation de neige et de débris.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTOS: DESMOND COLLINS

The work was split between removing the debris and quarrying the floor of the Walcott Quarry in search of fossils. During the clean-up, the ROM team uncovered rusted tools and a frozen block of newspapers dating from 1913 to 1917 (which Walcott had apparently brought to the area for wrapping fossils.)

Newspaper, discarded glove and rusty metal wedge
Objets découverts par les équipes du ROM dans la carrière Walcott.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTOS: DESMOND COLLINS
Three photographs of Burgess Shale fossils.
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

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.

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L’expédition de 1994

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L’expédition de 1994

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Diaporama – 1994.

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Diaporama – 1995.

© MUSÉE ROYAL DE L’ONTARIO

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.

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.

worker uses sledge hammer to drive wedge into rocks
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
Desmond Collins (right) and Jean-Bernard Caron (right) pose in front of quarry wall
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
Wide-angle view of the face of the Walcott quarry
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

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.

Left, ROM workers shovel into deep drifts of snow.
Déblayage de la neige accumulée dans la carrière Walcott, 1999.
© MUSÉE ROYAL DE L'ONTARIO. PHOTO : DESMOND COLLINS

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.