D’une manière plus technique : La pétrification d’une plante a lieu par infiltration de solutions saturées de minéraux dans les structures cellulaires et les espaces intercellulaires. Ce processus requiert la présence de matières sédimentaires en solution ou sous forme de particules. Au début de la pétrification, de grandes quantités de la matière d’origine de la plante restent présentes, enfermées dans la matière minérale. A mesure que le temps passe, la quantité de matière végétale d’origine remplacée par le minéral augmente, jusqu’à ce qu’on observe une pétrification, ou calcédonisation, complète. Pour qu’un arbre se pétrifie, il doit se trouver dans un environnement anaérobie pour échapper au pourrissement ; en d’autres termes, il doit être enfoui dans un environnement exempt d’oxygène, comme un méandre d’une rivière riche en vase limoneuse, le fond d’un lac et c’est sans doute le cas le plus fréquent dans des dépôts volcaniques. L’étude des forêts pétrifiées à travers le monde révèle en effet une relation incontestable avec l’activité volcanique : soit sous forme de chutes massives de cendres dans la zone où a eu lieu la pétrification, comme semble avoir été le cas dans le nord de l’Arizona, soit par l’ensevelissement de la forêt elle-même sous des cendres volcaniques (c’est apparemment ce qui s’est passé en Patagonie, Argentine), soit encore par l’enfouissement d’une forêt dans une coulée de lave ou les flux de boue qui y sont associés, comme c’est arrivé dans les forêts pétrifiées de l’Oregon ou de Madagascar. Les substances de base dont sont composés la plupart des bois pétrifiés sont des variétés microcristallines hydratées de quartz, généralement désignées par les termes de calcédoine et d’opale. La calcédoine peut se présenter sous forme d’agate, ou encore d’onyx ou de sardonyx. L’opale se présente toujours sous forme d’opale commune: c’est une silice colloïdale au lustre plus cireux que la calcédoine, elle contient davantage d’eau et n’a pas la même dureté. Les variétés cristallines de quartz, comme l’améthyste, le quartz fumé et la citrine se trouvent dans les départs de grosses branches ou tapissent l’intérieur des trous dans le bois fossile. Structure et colorations du bois : Le bois pétrifié a une dureté de 5,5 à 7,5 sur l’échelle Mohs. (Pour référence, le diamant est de dureté 10). Nous sommes en présence d’un matériau dur et inaltérable, dont la beauté n’aura d’égal que sa longévité par-delà les générations. Les nombreuses couleurs observées dans le bois pétrifié sont fonction de la chimie de l’eau contenue dans le sol au cours de la formation. La façon dont l’arbre se pétrifie, l’emplacement, et la composition des strates qui le recouvrent sont autant de facteurs qui influent sur la couleur finale du matériau pétrifié. Les sédiments étaient principalement composés de vases chargées de cendres, d’argile et de sable. Des solutions acides contenant du fer et du manganèse à divers degrés d’oxydation et de réduction ont donné aux bois pétrifiés leurs multiples couleurs d’arc-en-ciel. Chaque arbre présente ainsi un ensemble de colorations uniques en fonction de sa porosité au moment de la pénétration de la silice. Couleurs présentes dans le bois pétrifié et quelques-uns des minéraux correspondants :
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