En regardant à travers un microscope puissant, les chercheurs ont été stupéfaits de voir les empreintes laissées par le plancton unicellulaire, ou nannoplancton fossilisé, qui vivait il y a des millions d’années, d’autant plus qu’ils analysaient autre chose.
“La découverte des 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 style de préservation des fossiles auparavant, et la découverte était doublement surprenante car les empreintes ont été trouvées en abondance dans des roches où les nannofossiles normaux sont rares ou totalement absents.”
Alors que les chercheurs examinaient le pollen au microscope électronique à balayage, ils ont aperçu de “minuscules nids-de-poule” à la surface du pollen, a déclaré Slater. Lorsqu’ils ont zoomé pour voir les nids-de-poule en utilisant des grossissements de milliers de fois, ils ont observé des structures complexes.
Ces structures étaient les empreintes laissées par les exosquelettes de nannoplanctons appelés coccolithophores.
Ce plancton microscopique existe encore aujourd’hui, et il soutient les réseaux trophiques marins, fournit de l’oxygène et stocke du carbone dans les sédiments du fond marin. Un coccolithophore entoure sa cellule à l’aide d’un coccolithe, ou plaque calcaire dure, qui peut se fossiliser dans les roches.
Bien que minuscules en tant qu’individus, les coccolithophores peuvent produire des fleurs semblables à des nuages dans l’océan qui peuvent être vues de l’espace. Et une fois qu’ils meurent, leurs exosquelettes dérivent pour se reposer sur le fond marin. Au fur et à mesure qu’ils s’accumulent, les exosquelettes peuvent se transformer en roches comme de la craie.
Les fossiles fantômes ont été créés lorsque les sédiments du fond marin se sont transformés en roche. Des couches de boue accumulées sur le fond marin ont pressé les plaques dures de coccolithes avec d’autres matières organiques, telles que le pollen et les spores. Au fil du temps, l’eau acide emprisonnée dans les espaces rocheux a dissous les coccolithes. Tout ce qui restait était l’impression dans la pierre qu’ils avaient autrefois fabriquée.
“La préservation de ces nannofossiles fantômes est vraiment remarquable”, a déclaré le co-auteur de l’étude Paul Bown, professeur de micropaléontologie à l’University College de Londres, dans un communiqué.
“Les fossiles fantômes sont extrêmement petits – leur longueur est d’environ cinq millièmes de millimètre, 15 fois plus étroite que la largeur d’un cheveu humain ! – mais le détail des plaques originales est toujours parfaitement visible, pressé dans les surfaces de l’ancien matière organique, même si les plaques elles-mêmes se sont dissoutes », a déclaré Bown.
Combler un vide
Des recherches antérieures ont noté un déclin de ces fossiles lors des événements de réchauffement climatique passés qui ont eu un impact sur les océans, ce qui a conduit les scientifiques à croire que le plancton était affecté négativement par l’acidification de l’océan et le changement climatique en général.
Les fossiles fantômes racontent une histoire entièrement différente, fournissant un enregistrement qui montre que les coccolithophores 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, à travers les périodes du Jurassique et du Crétacé.
“Normalement, les paléontologues ne recherchent que les coccolithes fossiles eux-mêmes, et s’ils n’en trouvent pas, ils supposent souvent que ces anciennes communautés de plancton se sont effondrées”, a déclaré le co-auteur de l’étude Vivi Vajda, professeur au Musée suédois d’histoire naturelle, dans un communiqué. .
“Ces fossiles fantômes nous montrent que parfois les archives fossiles nous jouent des tours et qu’il existe d’autres moyens de préserver ces nannoplanctons calcaires, qui doivent être pris en compte lorsque nous essayons de comprendre les réponses au changement climatique passé.”
Les chercheurs se sont initialement concentrés sur l’événement anoxique océanique toarcien, lorsque les volcans ont libéré une augmentation du dioxyde de carbone dans l’hémisphère sud et provoqué un réchauffement climatique rapide il y a 183 millions d’années au début de la période du Jurassique.
Les scientifiques ont déterré des fossiles fantômes au Royaume-Uni, au Japon, en Allemagne et en Nouvelle-Zélande associés à cet événement, ainsi que des spécimens 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 ces fossiles fantômes peut aider les chercheurs à les rechercher dans d’autres lacunes des archives fossiles et à mieux comprendre les périodes de réchauffement de l’histoire de la Terre.
Zones mortes
Le plancton n’était pas seulement résistant face à la hausse des températures, il s’est en fait diversifié et a prospéré, ce qui n’a peut-être pas été une bonne chose pour d’autres espèces.
De grandes efflorescences de plancton ne sont pas un signe qu’un écosystème est en difficulté, mais lorsqu’une efflorescence meurt et coule au fond de la mer, sa décomposition utilise de l’oxygène et l’épuise de l’eau, ce qui peut créer des zones où la plupart des espèces ne peuvent pas survivre.
“Plutôt que d’être victimes de ces événements de réchauffement passés, nos archives indiquent que la prolifération du plancton a contribué à l’expansion des zones mortes marines – des régions où les niveaux d’oxygène des fonds marins étaient trop bas pour que la plupart des espèces survivent”, a déclaré Slater.
“Ces conditions, avec l’expansion des zones mortes et la prolifération de plancton, 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 nuancée pour prédire comment les différentes espèces réagiront à mesure que le climat mondial change, car toutes ne réagiront pas de la même manière.
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