Que penserait un voyageur du futur s’il pouvait un jour analyser les roches qui se forment actuellement sur la planète ? Cette personne trouverait sûrement pas mal de fragments de plastique et se demanderait pourquoi ce matériau était si abondant dans les roches d’un certain âge sur Terre. C’est la même question que se posent géologues et paléontologues après de nombreuses années d’étude d’un autre matériau : l’ambre, cette résine fossilisée du Crétacé qui permet de reconstituer à quoi ressemblaient les forêts peuplées de dinosaures.
On connaît la raison de l’abondance de tant de plastiques dans les écosystèmes d’aujourd’hui, « mais on ne peut qu’estimer les causes naturelles qui expliqueraient la production de grandes quantités de résine au Crétacé », explique Xavier Delclòs, professeur à la Faculté des sciences de la Terre. de l’Université de Barcelone et premier auteur d’un article publié dans la revue Avis sur les sciences de la Terre qui aborde cette énigme de la paléontologie moderne.
« Les histoires de résines plastiques et fossiles sont très différentes, mais elles ont une chose en commun : la curiosité d’observer qu’un phénomène nouveau et pertinent est apparu à un moment donné de l’histoire de la Terre et a été enregistré dans les roches », explique Delclòs, membre de le Département de Dynamique de la Terre et des Océans et l’Institut de Recherche sur la Biodiversité (IRBio) de l’UB.
« L’ambre, et en particulier son abondance, n’aurait que peu d’intérêt si ce n’était qu’il renferme en son intérieur de nombreux organismes qui peuplaient les forêts d’autrefois, qui ont été parfaitement conservés sous forme de fossiles et qui nous permettent aujourd’hui de connaître les forêts du Crétacé avec un détail qui semble parfois irréel », explique Enrique Peñalver, co-auteur de l’étude et membre de l’Institut géologique et minier d’Espagne, un centre national du Conseil national de la recherche espagnol (CN IGME-CSIC ).
Comment se sont formés les grands gisements d’ambre ?
Le Crétacé, une période s’étendant de 145,5 à 66 millions d’années, représente une période de changement évolutif rapide et de diversification des organismes. Aujourd’hui, les conditions dominantes qui au Crétacé ont permis la formation en masse d’abondants dépôts de résine sur toute la planète ne sont pas présentes, et on ne sait pas non plus pourquoi il y avait, à l’époque des dinosaures, une production de résine aussi abondante.
« Pendant environ 54 millions d’années, et pour la première fois dans l’histoire de la Terre, il y a eu une production massive de résine par les plantes, et nous ne savons toujours pas pourquoi », soulignent Delclòs et Peñalver. « Les quantités de production qui auraient pu former des gisements de résine fossile de ce que nous appelons aujourd’hui l’ambre n’avaient jamais été atteintes. Du Barrémien au Campanien, et grâce aux conditions existant sur la planète, certains groupes de conifères ont pu donner naissance à d’importants gisements de résine fossile qui ouvrent une véritable fenêtre sur les écosystèmes d’autrefois et qui aujourd’hui fournissent des informations paléobiologiques très importantes. Nous avons appelé cet intervalle de temps le Cretaceous Resinous Interval (CREI). »
La formation de grands gisements d’ambre nécessite l’existence d’arbres capables de produire beaucoup de résine. Au Crétacé, seuls les gymnospermes, par exemple les conifères, qui sont évolutivement plus âgés que les plantes à fleurs, pouvaient produire de la résine. De plus, la résine devait être piégée dans un milieu sédimentaire sans oxygène pour la conserver pendant des millions d’années. Mais quels facteurs environnementaux ou biologiques ont pu conditionner une telle production de résine au Crétacé ?
« Notre étude montre qu’au cours du Crétacé, les forêts de conifères étaient largement réparties sur la planète. Ces dépôts d’ambre formés lors du CREI partageaient ces caractéristiques : forte production de résine exclusivement par les conifères ; présence de fusain, un matériau issu de la matière végétale brûlée par les incendies de forêt ; les fossiles conservés dans l’ambre qui correspondent à une faune et une flore similaires dans différents gisements ; et l’accumulation de résine dans des environnements sédimentaires de transition sous des paléoclimats subtropicaux et tempérés qui coïncident avec le début des phases d’élévation du niveau de la mer », déclarent les auteurs.
L’étude indique également que la production de masse de résine n’était pas continue pendant le CREI ni égale partout : il y avait des périodes de production plus élevée et plus faible. Dans l’étude, réalisée par un grand groupe d’experts multidisciplinaires, la participation de Ricardo Pérez de la Fuente, de l’Oxford University Museum (Royaume-Uni), est particulièrement remarquable.
Une fenêtre ouverte sur le monde disparu du Crétacé
Des morceaux d’ambre récupérés par des paléontologues dans différents sites à travers le monde offrent de nouvelles perspectives sur le Crétacé. Cette période a vu l’émergence de grands écosystèmes terrestres dominés par les angiospermes – plantes à fleurs – et de nombreuses lignées évolutives d’organismes actuels. La répartition des continents et des courants océaniques a été modifiée, le climat était plus chaud et plus humide qu’aujourd’hui et le niveau de la mer s’est élevé de plus de 200 mètres au-dessus des côtes actuelles.
« Dans l’atmosphère, il y avait des niveaux élevés de dioxyde de carbone (CO2) en raison du volcanisme intense, mais aussi d’oxygène (O2) en raison de la grande extension des forêts aux latitudes désormais couvertes de glace, une caractéristique qui renforce également les incendies à grande échelle, » notent Delclòs et Peñalver.
C’est le paysage global et l’environnement qui ont dominé la Terre pendant une grande partie du Crétacé. Les facteurs environnementaux ont conditionné la vie et l’évolution des organismes qui existaient sur la planète, en particulier les terrestres, des plus petits aux grands dinosaures, et les relations entre les différentes espèces.
Dans ce scénario, le CREI apparaît comme un phénomène global, avec des affleurements d’ambre répartis partout au cours du Crétacé, et concentrés surtout en Laurasie et dans la marge nord du Gondwana. Les facteurs environnementaux peuvent avoir agi à l’échelle mondiale, tandis que les facteurs biologiques (interaction entre les plantes et les arthropodes, etc.) peuvent avoir agi à l’échelle régionale.
« Le CREI représente une grande fenêtre sur un monde disparu, aux prémices des écosystèmes modernes dominés par les plantes à fleurs, où vivaient les dinosaures, et où les lignées des premiers oiseaux et mammifères ont évolué. L’étude de cette période nous permet d’obtenir de nombreuses données d’une valeur scientifique maximale. intérêt pour les relations phylogénétiques, les organismes disparus, le début de comportements que l’on peut reconnaître aujourd’hui dans de nombreux groupes, les relations intra- et interspécifiques d’organismes disparus (parasitisme, pollinisation, soins parentaux, essaimage, sylviculture, reproduction, etc.) des habitants de un milieu terrestre, la forêt, qui n’est généralement pas fossilisé », concluent les experts.
Plus d’information:
Xavier Delclòs et al, Ambre et l’intervalle résineux du Crétacé, Avis sur les sciences de la Terre (2023). DOI : 10.1016/j.earscirev.2023.104486