Des papiers fossiles pourraient révéler le climat du dernier âge des dinosaures

WASHINGTON — Richard Barclay ouvre un tiroir en métal dans les archives du Smithsonian Museum of Natural History qui contient des fossiles vieux de près de 100 millions d’années. Malgré son âge, ces roches ne sont pas cassantes. Le géologue et le botaniste les traitent facilement, et en met un dans la paume de sa main pour l’examiner de plus près.

Une feuille triangulaire aux lobes supérieurs arrondis fait partie intégrante de la roche ancienne. Cette feuille est tombée d’un arbre à l’époque où T-rex et tricératops parcouraient les forêts préhistoriques, mais la plante est immédiatement reconnaissable. “Vous pouvez dire que c’est du ginkgo, c’est une forme unique”, a déclaré Barclay. “Cela n’a pas beaucoup changé depuis des millions d’années.”

Ce qui distingue également les arbres de ginkgo, c’est que leurs fossiles préservent souvent la matière végétale réelle, pas seulement l’impression de la feuille. Et cette fine couche de matière organique peut être la clé pour comprendre l’ancien système climatique – et l’avenir possible de notre planète en réchauffement.

Mais Barclay et son équipe doivent d’abord décoder la plante pour lire les informations contenues dans l’ancien journal.

“Gingko est une capsule temporelle tout à fait unique”, a déclaré Peter Crane, paléontologue à l’Université de Yale. Comme il l’a écrit dans son livre Ginkgo sur la plante, “Il est difficile d’imaginer que ces arbres, qui planent maintenant au-dessus des voitures et des passagers, proviennent des dinosaures et nous sont parvenus presque inchangés pendant 200 millions d’années.”

Si un arbre tombait dans une forêt ancienne, que peut-il dire aux scientifiques d’aujourd’hui ?

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“La raison pour laquelle les scientifiques se penchent sur le passé est de comprendre ce qui se passera dans le futur”, a déclaré Kevin Anchokaitis, chercheur en climatologie à l’Université de l’Arizona. “Nous voulons comprendre comment la planète a réagi dans le passé aux changements climatiques à grande échelle – comment les écosystèmes ont changé, comment la chimie des océans et le niveau de la mer ont changé et comment fonctionnent les forêts.”

Les périodes de « serre » intéressent particulièrement les scientifiques lorsqu’ils pensent que les niveaux de carbone et les températures étaient beaucoup plus élevés qu’ils ne le sont aujourd’hui. L’une de ces périodes s’est produite à la fin du Crétacé (il y a 66 à 100 millions d’années), le dernier âge des dinosaures avant qu’une météorite ne frappe la Terre et que la plupart des espèces ne se soient éteintes.

En savoir plus sur les climats à effet de serre fournit également aux scientifiques des données précieuses pour tester la précision des modèles climatiques afin de prédire l’avenir, explique Kim Cobb, climatologue à Georgia Tech.

Mais les informations climatiques sur le passé lointain sont limitées. Les bulles d’air piégées dans d’anciennes carottes de glace permettent aux scientifiques d’étudier les anciens niveaux de dioxyde de carbone, mais ces bulles n’ont que 800 000 ans.

C’est là qu’intervient la collection de feuilles Ginkgo du Smithsonian. Le long d’une série de ruelles, Barclay traverse des milliers d’années – comme cela n’est possible que dans le musée – jusqu’au 19ème siècle, lorsque la révolution industrielle a commencé à changer le climat.

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Du placard, il sort des feuilles de papier où des érudits victoriens ont enregistré et épinglé des feuilles de ginkgo cueillies dans les jardins botaniques de leur époque. Plusieurs exemplaires portent de belles étiquettes cursives, dont une datée du 22 août 1896.

La forme de la feuille correspond à peu près à celle d’un fossile il y a environ 100 millions d’années et d’un papier moderne que Barclay tient dans sa main. Mais une différence majeure peut être observée à l’aide d’un microscope – comment le papier a réagi au changement de carbone dans l’air.

De petits pores sont disposés sur la face inférieure de la feuille pour absorber le dioxyde de carbone et l’eau de respiration, permettant à la plante de convertir la lumière du soleil en énergie. Lorsqu’il y a beaucoup de carbone dans l’air, la plante a besoin de moins de pores pour absorber le carbone dont elle a besoin. Lorsque les niveaux de carbone baissent, les feuilles produisent plus de pores pour compenser.

Aujourd’hui, les scientifiques savent que le niveau mondial moyen de dioxyde de carbone dans l’atmosphère est d’environ 410 parties par million – et Barclay sait à quoi ressemble un papier. Grâce aux feuilles des plantes victoriennes, il sait à quoi ressemblaient les feuilles de ginkgo avant que les humains ne modifient radicalement l’atmosphère de la planète.

Maintenant, il veut savoir ce que les pores des feuilles de ginkgo fossilisées pourraient lui révéler sur l’atmosphère il y a 100 millions d’années.

Mais il a d’abord besoin d’un séparateur de code, d’un papier de traduction – une sorte de pierre de Rosette pour déchiffrer l’ancienne écriture atmosphérique.

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C’est pourquoi il fait une expérience dans une forêt du Maryland.

Un matin plus tôt cette année, Barclay et l’assistant de projet Ben Lloyd ont soigné des rangées de ginkgos à l’intérieur de conteneurs exposés de pellicule plastique qui les ont exposés à la pluie, au soleil et aux saisons changeantes. “Nous les cultivons de cette façon afin que les plantes passent par des cycles naturels”, a déclaré Barclay.

Les chercheurs se sont mis à l’écoute du dioxyde de carbone pompé dans chaque pièce et un moniteur électronique à l’extérieur faisait clignoter les niveaux toutes les cinq secondes.

Certains arbres poussent aux niveaux actuels de dioxyde de carbone. D’autres poussent à des niveaux considérablement élevés, approchant des niveaux dans un passé lointain, ou peut-être dans le futur.

“Nous recherchons des analogues – nous avons besoin de quelque chose à comparer”, a déclaré Barclay. S’il existe une correspondance entre la forme des feuilles dans l’expérience et la forme des feuilles fossiles, cela fournira aux chercheurs un indice approximatif de l’atmosphère ancienne.

Ils étudient également ce qui se passe lorsque les arbres poussent dans des environnements très chargés, et ils ont découvert que plus de dioxyde de carbone les fait pousser plus vite.

Mais Barkley ajoute: “Si les plantes poussent trop vite, elles sont plus susceptibles de faire des erreurs et d’être plus susceptibles d’être endommagées. … C’est comme un pilote de voiture de course qui est susceptible de dérailler à grande vitesse.”

Jacinthe Poulin

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