Un océan de quatre mille kilomètres sépare la presqu'île d'Avalon à Terre-Neuve, de l'Avalon légendaire du roi Arthur, au pays de Galles. Or, les fossiles de trilobites indiquent que les deux Avalon étaient voisines, il y a cinq cent millions d'années. Coïncidence toponymique? Ou sortilège de l'enchanteur Merlin?

Fossile de Paradoxides davidis découvert à Manuels River (Terre-Neuve) et mesurant quarante centimètres. La limonite (minerai de fer) donne au fossile sa couleur jaune. (Photographie par Riccardo Levi-Setti.)

Dès que fut proposée l'hypothèse de la dérive des continents, on a utilisé des fossiles pour reconstituer les anciens continents. Alfred Wegener, le météorologue allemand et auteur de l'hypothèse de la dérive des continents (publiée en 1915), et Alexander du Toit, géologue sud-africain, ont montré que les distributions de la flore à Glossopteris et du mésosaure d'eau douce indiquaient l'existence à la fin du Paléozoïque d'un super-continent regroupant l'Afrique, l'Amérique du Sud, l'Inde, l'Antarctique et l'Australie. Si les fossiles terrestres nous permettent de reconstituer les anciens continents, que dire des fossiles marins remontant à une époque antérieure aux grands organismes terrestres ?

La réponse à cette question a déclenché, au cours des années soixante, une révolution des sciences de la terre. Issue de la fusion des théories de la dérive des continents et de l'expansion des fonds océaniques, de données sur la dynamique de l'orogénèse (la formation des montagnes) et sur la structure de l'intérieur profond de la terre, la tectonique des plaques, est l'exemple type de ce qu'on appelle en épistémologie « changement de paradigme ». La plupart des observations étayant les modèles mobilistes de la terre proviennent des disciplines « exactes » des sciences de la terre – notamment le paléomagnétisme, la géochimie, la géophysique de la croûte profonde et la sismologie. Pourtant, en 1966, le géophysicien canadien J. Tuzo Wilson publiait un article mémorable dans lequel il présentait des arguments pour la tectonique des plaques basés principalement sur la distribution des trilobites cambriens de la région de l'Atlantique Nord, notamment ceux de la presqu'île d'Avalon à l'est de Terre-Neuve.

Les trilobites du Cambrien moyen de la presqu'île d'Avalon sont presque identiques à ceux du Nouveau-Brunswick, du Massachusetts et – beaucoup plus loin – du nord du pays de Galles et de l'Angleterre. Ces trilobites appartiennent à la même Province « Atlantique ». L'organisme type de la Province Atlantique, est le trilobite géant Paradoxides davidis dont le nom rappelle la plus petite ville de Grande-Bretagne, St. David, sur la côte galloise. Les trilobites du Cambrien moyen trouvés dans le reste de l'Amérique du Nord, notamment à l'Ouest de Terre-Neuve, ainsi qu'en Écosse, en Norvège et au Groenland, sont complètement différents. Ils appartiennent à la Province « Pacifique ». (Pour ajouter à la confusion !) Pourquoi à la même époque les trilobites de l'Atlantique sont-ils si différents de ceux du Pacifique ? La séparation des deux provinces par une barrière continentale pourrait expliquer cette disparité, mais il n'existe aucune observation géologique de l'existence d'un isthme (comme celui de Panama). La distribution étonnante des Provinces Atlantique et Pacifique sur les deux côtés de l'océan Atlantique actuel suggère qu'elle a été causée par la dérive des continents.

Tuzo Wilson a considéré les observations sous un jour nouveau et conclu que les trilobites cambriens différaient parce que, pendant le Cambrien, ils vivaient sur des continents différents : la Province Pacifique de la Laurentia était séparée par un océan profond, Iapetus, de la Province Atlantique du continent européen. Cet océan s'est rétréci pendant l'Ordovicien et s'est refermé au cours du Silurien, faisant se jouxter les Provinces Pacifique et Atlantique et s'abouter l'Afrique contre l'est de la Laurentia. Ces deux continents sont restés unis à la Pangée jusqu'à la fragmentation de ce super-continent pendant le Jurassique, au cours duquel l'océan Atlantique a commencé à s'ouvrir à proximité de la suture de l'ancien océan Iapetus – mais pas exactement. Des fragments de la Laurentia et de la Province Pacifique restèrent fixés au « mauvais côté », à l'Est de l'Atlantique, tout comme des fragments de l'Europe et de la Province Atlantique sont restés attachés à l'Ouest de l'Atlantique. 

Depuis 1966, le modèle proposé par Tuzo Wilson a fait l'objet d'importantes révisions, mais son intuition reposant sur l'observation des trilobites du Cambrien moyen a fourni la première preuve de l'existence d'un océan disparu.

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