Des fossiles « fantômes » révèlent des micro-organismes qui ont survécu à d’anciens événements de réchauffement des océans

En regardant à travers un microscope puissant, les chercheurs ont été choqués de voir les empreintes laissées par le plancton unicellulaire, ou nanoplancton fossilisé, qui vivait il y a des millions d’années, d’autant plus qu’ils analysaient autre chose.

« La découverte de fossiles fantômes a été une surprise totale », a déclaré l’auteur de l’étude, Sam Slater, chercheur au Musée suédois d’histoire naturelle de Stockholm.

« Nous étudiions en fait le pollen fossile des mêmes roches. Je n’avais jamais vu ce type de préservation fossile auparavant, et la découverte était doublement surprenante car les empreintes digitales se trouvent en abondance dans les roches où les nanofossiles naturels sont rares ou totalement absents. »

Alors que les chercheurs examinaient les grains de pollen au microscope électronique à balayage, a déclaré Slater, ils ont aperçu de « minuscules piqûres » à la surface du pollen. Lorsqu’ils ont zoomé pour voir les cratères avec des loupes des milliers de fois, ils ont remarqué des structures complexes.

Ces structures étaient les empreintes laissées par les exosquelettes de nanoplancton appelés coccolithophores.

Ce plancton microscopique est toujours présent aujourd’hui et soutient les réseaux trophiques marins, fournit de l’oxygène et stocke du carbone dans les sédiments des fonds marins. Le coccolithophore entoure sa cellule d’un coccolithe, ou plaque calcaire dure, qui peut se pétrifier en roches.

Bien que petits en tant qu’individus, ils peuvent produire des fleurs qui ressemblent à des nuages ​​​​dans l’océan que l’on peut voir de l’espace. Une fois qu’ils meurent, leurs exosquelettes dérivent vers le bas pour se reposer sur le fond marin. Lorsqu’il s’accumule, les exosquelettes peuvent se transformer en roches comme la craie.

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Les fossiles fantômes sont apparus lorsque les sédiments du fond marin ont été transformés en roche. Des couches de boue accumulées sur le fond marin ont comprimé les plaques de sève dures avec d’autres matières organiques, telles que le pollen et les spores. Au fil du temps, l’eau acide emprisonnée dans les vides rocheux a dissous les jus. Tout ce qui reste est l’impression dans la pierre qu’ils ont faite autrefois.

Ce graphique montre comment de minuscules fossiles fantômes ont été comparés à du pollen fossilisé.

« La préservation de ces nanofossiles fantomatiques est vraiment remarquable », a déclaré le co-auteur de l’étude, Paul Bowen, professeur de microbiologie à l’University College de Londres, dans un communiqué.

« Les fossiles fantômes sont très petits – environ cinq millièmes de millimètre de long, quinze fois plus étroits que la largeur d’un cheveu humain ! – mais les détails des plaques originales sont encore parfaitement visibles, plaqués contre les surfaces de matière organique de l’antiquité, bien que les assiettes elles-mêmes ont fondu, a déclaré Bowen.

combler un vide

Des recherches antérieures ont noté une diminution de ces fossiles lors des précédents événements de réchauffement climatique qui ont affecté les océans, ce qui a amené les scientifiques à croire que le plancton pourrait avoir été affecté négativement par l’acidification de l’océan et le changement climatique en général.

Les fossiles fantômes racontent une histoire totalement différente, fournissant un enregistrement montrant que les coctophores étaient abondants dans l’océan lors de trois événements de réchauffement de l’océan il y a 94 millions, 120 millions et 183 millions d’années au cours des périodes du Jurassique et du Crétacé.

« Habituellement, les paléontologues ne recherchent que des fossiles eux-mêmes, et s’ils n’en trouvent pas, ils supposent souvent que les anciennes communautés de plancton se sont effondrées », a déclaré le co-auteur de l’étude Fifi Vajda, professeur au Musée suédois d’histoire naturelle, dans un communiqué. .

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La Terre se réchauffe trop rapidement pour que ces micro-organismes s'y adaptent.

« Les fossiles fantômes nous montrent que parfois les archives fossiles nous jouent un tour, et il existe d’autres moyens de préserver ces nanoplanctons calcaires, qui doivent être pris en compte lorsque l’on essaie de comprendre les réponses aux changements climatiques passés. »

Les chercheurs se sont d’abord concentrés sur l’événement anoxique océanique toarcien, lorsque les volcans ont libéré une quantité accrue de dioxyde de carbone dans l’hémisphère sud et provoqué un réchauffement climatique rapide il y a 183 millions d’années au début du Jurassique.

Certains nanofossiles fantomatiques ont été récupérés dans des roches jurassiques du Yorkshire, au Royaume-Uni.

Les scientifiques ont découvert des fossiles fantômes au Royaume-Uni, au Japon, en Allemagne et en Nouvelle-Zélande associés à cet événement, ainsi que des échantillons trouvés en Suède et en Italie liés au réchauffement des océans il y a 120 millions d’années et 94 millions d’années, respectivement.

Comprendre les fossiles fantômes peut aider les chercheurs à les rechercher dans d’autres lacunes des archives fossiles et à mieux comprendre les périodes de réchauffement tout au long de l’histoire de la Terre.

zones mortes

Le plancton n’était pas seulement résistant aux températures élevées, il s’est vraiment diversifié et a prospéré, ce qui n’aurait peut-être pas été une bonne chose pour d’autres espèces.

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Les grandes proliférations de plancton ne sont pas un signe qu’un écosystème est en difficulté, mais lorsque les proliférations meurent et coulent au fond de la mer, leur décomposition utilise de l’oxygène et les draine de l’eau, créant potentiellement des zones où la plupart des espèces ne peuvent pas survivre.

« Plutôt que d’être victimes des précédents événements de réchauffement climatique, nos archives indiquent que la dispersion du plancton a contribué à l’expansion des zones marines mortes – des zones où les niveaux d’oxygène au fond de la mer étaient trop bas pour que la plupart des espèces survivent », a déclaré Slater.

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« Ces conditions, à mesure que les zones mortes s’étendent et que le plancton prolifère, pourraient devenir plus répandues dans nos océans qui se réchauffent à l’échelle mondiale », a-t-il ajouté.

Le réchauffement climatique actuel se produit plus rapidement que ces événements historiques, et Slater pense que cette étude montre que les scientifiques ont besoin d’une approche plus précise pour prédire comment différentes espèces réagiront au changement climatique mondial, car toutes ne réagiront pas de la même manière.

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