Les paléontologues creusent encore les origines de la Pompéi chinoise / semaine grave

Quand quelque chose meurt, la nature veille à ce que ses restes ne restent pas intacts. Les microbes rongent les tissus mous, et le vent, la pluie, les rivières, les océans et les charognards parcourent les segments les plus durs du corps. Au fil des siècles, ces segments squelettiques peuvent devenir fossilisés, mais ils restent des pièces de puzzle brisées qui ne peuvent souvent pas être entièrement reconstituées..

Mais il y a environ 130 à 120 millions d'années, dans ce qui est maintenant le nord-est de la Chine, la nature s'est comportée de manière assez différente. C’est alors qu’au début du Crétacé, une série d’événements cataclysmiques s’est déroulée, garantissant qu’une vaste collection de plantes et d’animaux, y compris de nombreux dinosaures, restaient dans le même état qu’ils étaient de leur vivant..

Ces squelettes fossilisés souvent complètement ou au moins partiellement réunis semblaient avoir été figés dans le temps. Beaucoup d'entre eux conservaient encore des tissus mous, des muscles à la peau. Le remarquable état de conservation de ce lieu, connu officiellement sous le nom de Jehol Biota, a conduit certains chercheurs et journalistes à surnommer le site «Pompéi chinoise».

Cependant, la vérité derrière cette mine fossilifère, qui s'étend sur 10 millions d'années, est plus complexe que ce surnom si étonnant ne le laisserait croire. Même aujourd'hui, les experts ne savent toujours pas ce qui a produit l'un des sites paléontologiques les plus importants de la planète..

Comment dans le monde ces fossiles ont-ils été si bien préservés??

Les archives historiques sont vagues sur la date à laquelle ces importants gisements de fossiles ont été découverts. Mais nous savons qu’à la fin du 19e et au début du 20e siècle, ils ont attiré l’attention de quelques collectionneurs de fossiles..

Il s’agit toutefois d’une série de documents importants, dont plusieurs publiés dans La nature et Science dans les années 1990, le site a retenu l'attention du monde scientifique. Les journaux ont soigneusement décrit le contenu des couches rocheuses et ont révélé un nombre incroyable de fossiles. Depuis lors, on a découvert que les couches contenaient des milliers d'espèces individuelles, notamment des poissons, des grenouilles, des tortues, des oiseaux, des dinosaures non aviaires, des ptérosaures, des salamandres, des plantes, des mammifères, des insectes, etc..

Grâce aux indices géologiques laissés dans les gisements de fossiles, il a été établi que ces organismes vivaient dans une zone luxuriante, tempérée, proche de la jungle ou très boisée, au bord d’une série de lacs. Cet environnement extrêmement riche en biodiversité a peut-être disparu des annales de l'histoire géologique, mais ces couches rocheuses offrent aux paléontologues un aperçu de ce qui était autrefois..

Cette collection de la vie a révolutionné la paléontologie. Les chasseurs de dinosaures, en particulier, étaient ravis: la pléthore de plumes et de structures osseuses a clairement soutenu le consensus en faveur de la construction d'un oiseau issu de dinosaures plus anciens. Non seulement cela, mais les mélanosomes conservés - des organites produisant des pigments - ont permis aux scientifiques de déterminer la couleur des plumes de dinosaures pour la toute première fois..

«Les dinosaures à plumes sont sans contredit les fossiles de dinosaures les plus importants découverts de mon vivant», déclare Steve Brusatte, paléontologue spécialiste des vertébrés et biologiste de l'évolution à l'Université d'Edinburgh. "Et c'est tout à cause de la préservation exquise - avoir non seulement des os, mais des plumes, et des plumes superbement détaillées à cela."

Il décrit Zhenyuanlong suni, un nouveau rapace qu'il a aidé à identifier en 2015, comme son «favori de tous les temps», le plus beau fossile qu'il ait jamais eu le privilège d'étudier. Ses os brun chocolat se détachent nettement de la roche environnante, de même que le halo de plumes trouvé sur tout le corps, y compris les plumes de piquants sur les bras en forme d'ailes. "Quand vous regardez ce dinosaure, vous voyez un oiseau", dit-il.

Pour ceux qui sont fascinés par le biote Jehol, la question est bien de savoir comment ces fossiles ont-ils été si bien conservés dans le monde? La préservation dépend en grande partie de l'environnement dans lequel les animaux ou les plantes sont morts et cette information peut être exploitée à partir des sédiments dans lesquels sont enfermés les fossiles..

Il a été découvert qu'une grande partie des formations de Yixian et de Jiufotang, deux des trois formations rocheuses contenant le biote de Jehol, étaient des dépôts de fond de lac. Clairement, beaucoup d'animaux étaient ensevelis au fond des lacs préhistoriques.

Étrangement, il y avait beaucoup d'animaux terrestres trouvés dans ces fonds de lacs, ce qui suggère que des forces puissantes ont amené ces étrangers à leurs derniers lieux de repos. Il se trouve que ces couches de fond de lac sont parsemées de dépôts volcaniques, ce qui indique que l'activité volcanique était une caractéristique prédominante de la région..

Certains chercheurs soupçonnaient lahars d'être les tueurs. Ce sont des coulées de boue volcaniques: quand des cendres volcaniques pré-déposées et des débris pleuvent, ils peuvent se déplacer sur des distances considérables sous forme de boues rapides, froides et semblables à du béton qui récupèrent tout ce qu'elles rencontrent, y compris les dinosaures. D'autres ont évoqué les poses enroulées de certaines créatures et ont suggéré que des gaz volcaniques toxiques, libérés peut-être des lacs, étouffaient les animaux. Ils ont ensuite été enterrés à une date ultérieure par des cendres fines.

Puis, en 2014, un blockbuster est apparu dans Nature Communications avec une idée audacieuse: et si les flux pyroclastiques étaient à blâmer? Ces mélanges de cendres, de morceaux de lave et de gaz, générés par divers types d'activité volcanique explosive, peuvent atteindre 700 ° C (1 300 ° F) et se déplacer à une vitesse de 80 km / h.

Une équipe dirigée par Baoyu Jiang, professeur de paléontologie et de stratigraphie à l'Université de Nanjing, a examiné 14 fossiles prélevés dans les anciennes couches rocheuses des fonds de lacs des lits de Jehol. Les chercheurs ont découvert que de nombreux sédiments contenant des fossiles étaient riches en composants volcaniques, ce qui représente probablement l'enfouissement des animaux dans des cendres volcaniques..

Ils ont également noté qu'il semblait y avoir des traînées noires sur les os de ces animaux, ainsi que des fissures complexes. Pour eux, cela indiquait que les animaux avaient été carbonisés. En fait, ils écrivent que ces dommages étaient «comparables aux caractéristiques des victimes à Pompéi et aux sites archéologiques à proximité pris dans les PDC lors de l'éruption du mont AD en 79. Vésuve. "

Les PDC (courants de densité pyroclastiques) prennent plusieurs formes, mais les plus courants sont les écoulements pyroclastiques. Les surtensions pyroclastiques, également courantes, sont des versions de flux légèrement plus froides et gassier.

Les effets de rencontrer les deux sont généralement les mêmes. Toute personne touchée subira un choc thermique extrême entraînant une défaillance rapide des organes. Leurs muscles vont soudainement se contracter, les plaçant dans des positions recourbées connues sous le nom de postures pugilistiques. L'eau dans le corps va bouillir rapidement, y compris dans le cerveau, ce qui peut provoquer l'explosion du crâne. Ceux qui ne sont pas touchés par la chaleur s’asphyxieraient en raison du cocktail de gaz toxiques libérés et de nuages de cendres. La mort est souvent rapide, mais horrible.

L'équipe de Jiang soupçonne que ces flux mortels ont tué les animaux. Dans le même temps, les chercheurs suggèrent que les cendres volcaniques à grain fin ont formé des moisissures autour de leurs restes, les encapsulant et les protégeant des charognards et des processus normaux de décomposition. Cette théorie cherche à expliquer les décès et la qualité de la préservation, mais comment autant de types d'animaux différents, des oiseaux aux salamandres, en passant par les ptérosaures et les dinosaures, ont-ils tous abouti dans les lacs? La réponse, suggèrent-ils, est que les coulées pyroclastiques étaient suffisamment répandues pour balayer non pas la vie vivant au bord du lac, mais la vie loin de ses bords.

Leur théorie, qu'ils appliquent provisoirement à une grande partie de la biosphère terrestre de Jehol, semblait résoudre élégamment plusieurs mystères. Une équipe séparée, cependant, a suspecté que c'était un peu trop beau pour être vrai. Écrire un an plus tard en Paléogéographie, Paléoclimatologie, Paléoécologie, un groupe différent de chercheurs, y compris Mike Benton, professeur de paléontologie des vertébrés à l'Université de Bristol, a examiné de plus près une partie de la formation de Yixian et est parvenu à une conclusion très différente.

Nommée d'après le village le plus proche, l'unité de Lujiatun dispose d'une conservation des fossiles particulièrement exceptionnelle. Les matériaux volcaniques dominent l’unité et non les sédiments d’origine lacustre. Les évaluations de terrain et de laboratoire de cette équipe ont indiqué que l'unité était en fait la partie supérieure d'une plaine inondable. Les sédiments ici ont certainement été fournis par des éruptions volcaniques, notamment des lahars, des écoulements pyroclastiques et des retombées de cendres, mais des précipitations intenses ont généré des inondations qui les ont déplacées après leur dépôt initial..

Ces multiples, colossales, gloopy, inondations ressemblant à des feuilles ont été en mesure de transporter et de préserver - et éventuellement de tuer - les créatures trouvées piégées et fossilisées à l'intérieur de l'unité. Il n'y a pas nécessairement de preuve que les éruptions volcaniques, ou les flux pyroclastiques, ont été directement impliqués ici dans le processus de fossilisation ici.

Bien sûr, il est probable qu'une poignée de décès dans la région à l'époque serait liée à des événements volcaniques, allant des PDC aux Lahars. Lujiatun est également une unité et ne peut donc pas être comparée directement aux autres unités de fonds lacustres riches en fossiles examinées par l'équipe de Jiang dans le document de 2014. En effet, Jiang affirme s’en tenir aux conclusions de son étude: il ne doute pas que l’unité de Lujiatun représente des flux de débris volcaniques, mais c’est tout à fait différent des gisements de fonds de lacs sur lesquels ils se sont concentrés..

En tout état de cause, l’étude de 2015 souligne l’importance d’examiner de près les dépôts de sédiments sur chaque site des couches rocheuses de Jehol - une nécessité avant toute déclaration radicale sur les anciennes apocalypses de Pompéi..

«Je ne pense pas que le modèle de type Pompéi soit rejeté, mais nous dirions certainement qu'il est peu probable pour deux raisons», déclare Benton. Il note qu'il n'y a aucune preuve convaincante dans le document de son équipe ou dans aucune autre preuve montrant que les spécimens de l'une des couches ont été brûlés par la cendre chaude. S'ils l'étaient, il est difficile d'expliquer pourquoi tant de matières organiques de créatures même délicates, telles que des insectes, sont restées intactes. En même temps, les victimes de la vraie Pompéi sont bien enterrées et préservées, mais elles ne sont pas transportées.

Pierre-Olivier Antoine, paléontologue à l'Université de Montpellier, explique que les deux articles ne peuvent pas être généralisés pour s'adapter à l'ensemble du site. On ne peut pas dire que Lujiatun représente ce qui s'est toujours passé tout au long de la période de 10 millions d'années, pas plus que les dépôts au fond du lac.

Il est néanmoins «plus à l'aise» avec l'étude de 2015, qui implique «un plus large éventail d'événements liés aux volcans» plutôt qu'un type de tueur solitaire. L'asphyxie par le gaz volcanique, la carbonisation à partir de cendres chaudes, le transport à partir de courants de densité pyroclastique et les écoulements de sédiments induits par les inondations pourraient tous être impliqués.

À partir de 2018, la question de la préservation reste ouverte au débat. Les détails restent incertains, mais comme le note Brusatte, «tout semble être imputable aux volcans». Ces créatures, se consacrant à leurs activités quotidiennes, ont rapidement été tuées et préservées de la même manière que les humains de cette ancienne métropole romaine. dit.

"Ce n'était pas vraiment un scénario de type Pompéi", dit-il, "mais ce n'était pas si loin."