Il s'agit du troisième d'une série de cinq articles rédigés par des experts présentés dans la nouvelle exposition du Smithsonian, Hall of Fossils - Deep Time, qui ouvrira ses portes le 8 juin au Muséum national d'histoire naturelle. Vous pouvez trouver la série complète en visitant notre rapport spécial Deep Time.
Contrairement à la croyance populaire, devenir un fossile peut être facile plutôt que difficile, et les fossiles peuvent être abondants plutôt que rares. Tout dépend de quoi un organisme est fait, où il vit et meurt, et de ce qui se passe ensuite dans le processus poussière à poussière: préservation ou recyclage naturel.
Une bonne dose de chance est lancée quand il s'agit de passer du monde vivant aux archives fossiles. Comme l’a déjà dit un de mes collègues: «La vie après la mort est risquée». Longtemps survivre pendant des millions d’années et se retrouver dans une exposition de musée, on pense généralement que les restes de plantes et d’animaux doivent être pétrifiés, ou plutôt. infusé avec des minéraux qui les rendent durs et durables pour les âges.
Mais — et cela surprend la plupart des gens — parfois, les parties mortes n'ont pas besoin d'être transformées en pierre pour durer presque éternellement. Lorsque les morts et les inhumés ne pétrifient pas, il existe d'autres moyens de les protéger de la destruction et de préserver des parties de leur corps avec peu de changement sur de vastes étendues de temps géologique.
Nous découvrons encore de nouveaux rebondissements sur le chemin de la préservation réussie des fossiles. Prenez des plantes, par exemple. Comme chacun le sait, les plantes sont composées de matériaux doux, faciles à détruire. Le bois pétrifié est un exemple connu de fossilisation: des morceaux de troncs d'arbres se transforment en roches ultra-dures, tout en conservant des cernes de croissance et même des structures cellulaires de l'arbre ayant vécu. Comment cela peut-il arriver?
Le bois pétrifié (ci-dessus: Quercus sp. ) Est un exemple familier de fossilisation: des morceaux de troncs d'arbres se transforment en roches ultra-dures, tout en conservant les anneaux de croissance et même les structures cellulaires de l'arbre ayant vécu. (Lucia RM Martino, NMNH) Des expériences ont montré que lorsqu'un arbre est enterré dans des sédiments mouillés contenant beaucoup de silice dissoute, l'eau la transporte lentement dans de minuscules espaces dans le bois jusqu'à ce que le bois soit transformé en pierre. Mais cela ne change pas totalement, car certaines des parties organiques d'origine sont encore piégées, ce qui contribue à préserver la structure microscopique de l'arbre. Des éléments tels que le fer et le manganèse qui entrent avec l'eau peuvent colorer la silice, créant ainsi de beaux motifs de rouge, de brun et de noir, mais parfois, cela détruit les détails de la structure ligneuse.
Vous trouverez un autre bon exemple de fossilisation incomplète dans la nouvelle exposition «Fossil Hall - Deep Time» au Musée national d'histoire naturelle de Smithsonian. C'est un morceau de bois qui s'est silicifié à l'extérieur mais qui a le bois d'origine fibreux à l'intérieur. Ce fossile étonnant a 14 millions d'années. L'extérieur de la bûche enfouie a été scellé avec de la silice avant que l'intérieur ne soit affecté, préservant le bois d'origine dans une «boîte à pierres» sans décomposition pour les âges. Incroyablement, si vous frottiez votre doigt contre le grain du bois intérieur, vous pourriez avoir un éclat, tout comme avec le bois d’œuvre moderne.
Les humains et de nombreux autres organismes ont des squelettes déjà minéralisés. Par conséquent, en ce qui concerne la fossilisation, nous donnons un avantage intrinsèque aux animaux osseux par rapport aux plantes, aux méduses et aux champignons. Pensez à tous les coquillages que vous avez vus sur la plage, aux récifs coralliens rocheux, aux falaises de craie blanche de Douvres en Angleterre. Celles-ci sont toutes formées de bio-minéraux, ce qui signifie que les organismes les ont construites de leur vivant, généralement par souci de force et de protection, puis les ont laissés derrière eux au moment de leur mort. Ces exemples sont tous constitués de carbonate de calcium - notez qu'ils contiennent du carbone - et leurs milliards de squelettes ont été responsables de l’élimination de vastes quantités de carbone de l’atmosphère dans le passé.
Les squelettes de dinosaures peuvent avoir toute la gloire, mais les fossiles les plus courants sur Terre sont les minuscules squelettes de micro-organismes vivant dans l'eau. On trouve un nombre incalculable de personnes dans les anciennes roches soulevées et exposées qui se trouvent maintenant sur terre ou sont encore enfouies sous les océans.
Incroyablement, si vous vous frottiez le grain du bois intérieur de cet étonnant fossile datant de 14 millions d'années, Pinophyta, vous pourriez avoir une écharde, comme avec le bois d'oeuvre moderne. (Lucia RM Martino, NMNH) Les micro-squelettes pleuvent pour former de nouvelles couches de sédiments sur le fond océanique, comme ils le font depuis des millions d'années. L'eau acide, ou même simplement l'eau froide, peut dissoudre les minuscules squelettes carbonatés avant qu'ils ne touchent le fond. Après l’inhumation, les coquilles minuscules peuvent se recristalliser ou se dissoudre à moins d’être protégées par de la boue qui bloque le flux d’eau, et celles qui subsistent sous forme de fossiles ont une grande valeur pour les paléontologues en raison de leurs biominéraux inaltérés. Ce processus est différent de ce qui se passe avec le bois pétrifié, qui est principalement transformé en pierre. En fait, pour les microfossiles marins, il est préférable qu’ils changent le moins possible, car ces petits squelettes nous disent à quoi ressemblait le climat de la Terre quand ils étaient en vie.
Nous savons que beaucoup de micro-coquilles enfouies sont vierges, ce qui signifie que leurs biominéraux sont restés inchangés pendant des millions d'années. Ils peuvent donc être utilisés par les géochimistes pour reconstruire la chimie de l'eau et la température globale au moment de la mort des micro-organismes.
De nombreuses études scientifiques approfondies ont été effectuées sur les tests chimiques qui montrent quelles minuscules coquilles sont inchangées et donc acceptables pour déduire le climat passé, et lesquelles ne le sont pas. Bien que nous les appelions des fossiles parce qu’ils sont anciens et profondément enfouis dans la roche, nombre de ces micro-squelettes n’ont pas été changés lorsqu’ils ont été préservés sous terre. Au lieu de cela, ils étaient enfermés dans des sédiments boueux, qui étaient transformés en pierre autour d'eux. Les minuscules parties intérieures des coquilles sont également remplies de boue, ce qui les empêche d'être écrasées par les lourdes couches de roche qui scellent leurs tombes.
Les falaises de craie blanche de Douvres, en Angleterre, sont formées de biominers, ou coquillages laissés par de minuscules organismes unicellulaires qui les ont construits de leur vivant (généralement par souci de force et de protection), puis abandonnés après leur mort. (Jeremy Young) La plupart du temps, les squelettes osseux et les parties d'arbres n'ont pas la possibilité de se fossiliser car de nombreux autres organismes s'empressent de consommer leurs nutriments juste après leur mort.
Un de mes amis a dit un jour, plutôt inquiétant: «Vous n'êtes jamais aussi vivant que lorsque vous êtes mort.» Et c'est tellement vrai. Les microbes, ainsi que les insectes, infestent rapidement les plantes et les animaux morts, ce que nous considérons comme dégoûtant.
Mais ces décomposeurs ne veulent que des emballages savoureux de tissus morts et de biominéraux. C'est pourquoi les carcasses commencent à sentir mauvais après la mort des animaux - les microbes créent des produits chimiques nocifs qui dissuadent les plus gros êtres de voler leur nourriture. La même chose vaut pour les plantes. Les fruits et les légumes se décomposent rapidement car les moisissures et les bactéries savent détourner les autres consommateurs potentiels. Lorsque nous jetons une tomate pourrie à la poubelle - ou de préférence sur le tas de compost - qui permet aux microbes de faire leur travail - se développent et se reproduisent et continuent à perpétuer leur propre espèce.
Berybolcensis leptacanthurs, écureuil (Lucia RM Martino, NMNH) 
Thelypteris iddingsii, fougère (Lucia RM Martino, NMNH) 
Angiospermes, plante à fleurs (Lucia RM Martino, NMNH) 
Symploce, cafard (James Di Loreto, NMNH) 
Vespidae, frelon (James Di Loreto, NMNH) 
Gryllidae, sauterelle (James Di Loreto, NMNH) 
Eoscorpius carbonarius, scorpion (Lucia RM Martino, NMNH) Tout ce qui échappe aux forces puissantes et souvent malodorantes du recyclage écologique a une chance de faire partie des archives fossiles. Les os de nos bêtes fossiles préférées dans Deep Time Hall ont été transformés en pierre par l'ajout de minéraux dans leurs pores, mais (comme dans le cas du bois pétrifié), certains des biominérals d'origine sont toujours présents. Lorsque vous touchez le véritable humérus (os de la patte antérieure) d'un brachiosaure dans la nouvelle exposition, vous vous connectez à certains des biominéraux de l'os de la jambe de ce sauropode géant qui a piétiné le sol il y a 140 millions d'années.
La manière dont les feuilles, le pollen et les insectes deviennent des fossiles ressemble davantage à ce qui arrive aux micro-organismes marins. Ils doivent être rapidement enfouis dans des sédiments qui se transforment ensuite en roches dures et protègent leurs structures délicates. Parfois, une feuille de fossile est si bien préservée qu'elle peut littéralement être détachée du roc et donner l'impression d'être dans votre arrière-cour, même si elle était vivante il y a des millions d'années dans une forêt perdue depuis longtemps.
"Fossil Hall-Deep Time" ouvre le 8 juin 2019 au Musée national d'histoire naturelle du Smithsonian à Washington, DC (Smithsonian.com) La transformation des parties animales et végétales en fossiles a donc pour résultat que parfois, cela signifie beaucoup de changement et parfois pas du tout. C'est bien d'être pétrifié, mais être enfermé dans une roche impénétrable, des œuvres de goudron ou d'ambre, cela peut même préserver des fragments d'ADN ancien.
Heureusement pour nous, les fossiles peuvent se former de multiples façons, car cela signifie davantage de messagers du passé. Les fossiles nous racontent différentes histoires sur la vie ancienne sur Terre - pas seulement qui étaient les animaux et les plantes, et où ils vivaient, mais comment ils ont été préservés en tant que survivants de Deep Time.
