Les récifs coralliens sont plus qu’une partie vitale de l’océan. Ils peuvent également révéler des indices sur le passé. L’analyse des squelettes de coraux peut brosser un tableau riche de l’histoire environnementale d’un écosystème, de la variabilité de la température aux changements d’utilisation des terres.
Sur l’île vierge américaine de Sainte-Croix, les ruines d’une plantation de canne à sucre danoise construite à partir de briques de corail récoltées pourraient être la clé pour comprendre comment et pourquoi la région a été décimée par la traite transatlantique des esclaves au XVIIIe siècle.
Des chercheurs du Georgia Institute of Technology et de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) se rendront à Sainte-Croix pour analyser ce corail. Ils espèrent déterminer comment l’extraction de corail, le dragage et l’érosion des récifs ont affecté la biodiversité côtière, les populations de coraux contemporaines et la bathymétrie ou la profondeur sous-marine. Le projet combine de façon unique l’archéologie et l’océanographie.
« Nous pouvons étudier ces coraux pour essayer de reconstituer le climat autour de Sainte-Croix avant, pendant et après la traite des esclaves, en particulier en ce qui concerne la température de surface de la mer et la force des alizés », a déclaré Isaiah Bolden, co-chercheur principal et assistant. professeur à l’École des sciences de la Terre et de l’atmosphère de Georgia Tech. « Cela pourrait nous donner une perspective intéressante et éclairée sur le climat sur le moment de la traite transatlantique des esclaves et pourquoi et comment Sainte-Croix est devenue une partie de cette histoire. »
Le codex du corail
Les premières phases du projet consistent à collecter du corail. Justin Dunnavant, co-PI, National Geographic Explorer et professeur adjoint d’archéologie à UCLA, utilisera la photogrammétrie 3D, le processus consistant à combiner des photographies sous différents angles pour créer un rendu 3D, afin de déterminer quelles espèces de coraux ont été utilisées dans la construction de plantations. Ensuite, les chercheurs collecteront des échantillons de coraux vivants et historiques avec des techniques peu invasives afin que Bolden puisse analyser leur composition.
Les squelettes de corail sont une riche source de données historiques. Comme les arbres, les coraux vivants poussent en cernes annuels et peuvent être datés en comptant ces cernes. Pour la datation d’échantillons anciens, l’équipe applique également la datation uranium-thorium, un type de datation radiométrique qui repose sur une « horloge » naturelle qui se forme lorsque l’uranium radioactif enfermé à l’intérieur des squelettes de corail se désintègre naturellement en thorium.
Déterminer l’âge des structures de plantation aidera à révéler si le corail a été récolté vivant au fond de la mer ou si ces bâtiments ont été construits à partir de décombres coralliens préexistants. Des analyses supplémentaires peuvent révéler des indices sur la façon dont l’écosystème a réagi aux impacts humains directs du 18e siècle à nos jours. À cette fin, le projet séquencera également des protéines piégées dans les squelettes de coraux fossilisés et contemporains de Sainte-Croix afin d’étudier les différences génétiques.
Les squelettes de corail peuvent cependant révéler plus que l’âge et les différences génétiques. Les « impuretés » minérales qui se substituent aux bandes de croissance du squelette de carbonate de calcium de type calcaire des coraux peuvent être mesurées et utilisées pour déduire la température de surface de la mer, la salinité, le pH, le ruissellement et de nombreuses autres conditions environnementales pendant la durée de vie d’un corail.
« Les coraux essaient de construire un squelette vierge composé d’ions calcium et carbonate », a déclaré Bolden. « Le problème est que l’eau de mer n’est pas seulement un mélange pur de ces deux composants, donc certains de ces autres éléments gênent. Par exemple, l’élément strontium, qui a un comportement chimique similaire à celui du calcium, est incorporé dans le squelette à un taux plus rapide pendant les températures plus fraîches que les températures plus chaudes. Cela signifie que nous pouvons utiliser le rapport strontium-calcium à travers les bandes de croissance dans le squelette corallien comme un indice vers les températures passées.
Faire ces mesures implique de forer et de dissoudre les poudres des bandes de croissance de corail, puis d’utiliser un spectromètre de masse pour analyser la composition chimique des poudres. Les données, à leur tour, peuvent être combinées avec des enregistrements instrumentaux de l’ère moderne pour développer des équations qui traduisent les changements chimiques en changements environnementaux.
« C’est une opportunité vraiment intéressante d’étudier comment les récifs locaux ont enregistré et répondu aux changements climatiques et anthropiques au cours d’une période définitivement sombre de colonisation et de civilisation humaine », a déclaré Bolden. « Comment pouvons-nous associer ces nouveaux enregistrements écologiques et climatiques avec les archives historiques écrites pour détailler davantage l’histoire de la colonisation et de la traite des esclaves à Sainte-Croix ? »
L’écosystème de Sainte-Croix, hier et aujourd’hui
Les chercheurs recueilleront également des données contemporaines pour mieux comprendre les écosystèmes actuels des récifs coralliens modernes de Sainte-Croix. Ils recueilleront et analyseront des échantillons d’eau de mer et mèneront des enquêtes sur les espèces et la couverture des coraux pour capturer les conditions saisonnières actuelles et les tendances de la santé des récifs.
Tout au long du projet, les chercheurs collaboreront avec les universités et écoles secondaires locales de St. Croix pour s’assurer que la recherche ne concerne pas seulement la communauté, mais qu’elle profite également à celle-ci en offrant aux étudiants des opportunités de recherche.
« Je suis vraiment intéressé par cette opportunité d’apporter un contexte climatique à l’histoire souvent enseignée dans les écoles pour découvrir des choses que nous n’avons pas apprises », a déclaré Bolden. « Nous parlons de décoloniser les géosciences et de déterrer les histoires qui n’ont pas été racontées. »