Les coquilles d’œufs de dinosaures peuvent révéler l’âge d’autres fossiles
Lorsque des fossiles de dinosaures apparaissent sur un site, il n’est souvent pas possible de déterminer il y a combien de millions d’années leurs os ont été enfouis. Bien que les différentes couches de roche sédimentaire représentent des périodes de l’histoire géologique figées dans le temps, les dater avec précision, elles ou les fossiles piégés à l’intérieur, s’est fréquemment révélé frustrant.
Les os et dents fossilisés ont déjà été datés avec un certain succès, mais ce succès est incohérent et dépend des spécimens. Tant la fossilisation que le processus de transformation du sédiment en roche peuvent altérer l’os de manières qui interfèrent avec la précision. Bien que la datation uranium-plomb soit parmi les méthodes les plus largement utilisées pour dater les matériaux, il s’agit simplement d’une technologie émergente lorsqu’elle est appliquée à la datation directe des fossiles.
Les coquilles d’œufs de dinosaures pourraient enfin avoir trouvé un moyen de dater les roches et fossiles environnants. Dirigée par le paléontologue Ryan Tucker de l’Université de Stellenbosch, une équipe de chercheurs a mis au point une méthode de datation des coquilles d’œufs qui révèle il y a combien de temps elles ont été recouvertes de ce qui était autrefois du sable, de la boue ou d’autres sédiments. Cette information donnera le temps d’enfouissement de tous les autres fossiles intégrés dans la même couche de roche.
Si elle est validée, cette approche pourrait considérablement élargir l’éventail de successions sédimentaires continentales susceptibles de datation radioisotopique, a déclaré Tucker dans une étude récemment publiée dans Nature Communications Earth & Environment.
Cela remonte très loin
Les vertébrés pondent des œufs calcifiés depuis des centaines de millions d’années, bien que les premiers œufs de dinosaures aient eu des coquilles molles. Ce qui rend les coquilles d’œufs fossiles si utiles pour déterminer l’âge d’autres fossiles est la microstructure unique de carbonate de calcium que l’on y trouve. La façon dont ses cristaux sont disposés capture un enregistrement des changements diagénétiques, ou changements physiques et chimiques survenus pendant la fossilisation. Ceux-ci peuvent inclure des dommages causés par l’eau, ainsi que des cassures et fissures causées par la compaction entre les couches de sédiments. Cela facilite le dépistage de ces signes lorsqu’on tente de déterminer leur âge.
Des œufs provenant de deux sites crétacés différents ont été échantillonnés. Le premier provenait du site Deep Eddy dans la Formation Cedar Mountain de l’Utah, qui est entouré de lits de cendres volcaniques pétrifiées qui avaient déjà été datés. Le deuxième groupe d’échantillons provenait de couvées d’œufs récemment découvertes dans la région de Teen Ulaan Chaltsai du bassin du Gobi oriental en Mongolie. L’âge de ces œufs et du site d’où ils provenaient avait été précédemment estimé mais restait inconnu.
Tucker et son équipe ont utilisé la datation radioisotopique uranium-plomb sur les deux ensembles d’échantillons. Cette méthode peut dater avec précision des roches qui ont entre 1 million d’années et celles aussi anciennes que la Terre elle-même, remontant à environ 4,5 milliards d’années.
Les coquilles d’œufs et autres matériaux carbonatés piègent des isotopes de plomb et d’uranium. Les isotopes d’uranium sont instables. Au fil du temps, ils subissent une désintégration radioactive, libérant de l’énergie et perdant des protons et neutrons. Un isotope particulier se désintègre via une voie qui se termine par un isotope de plomb beaucoup plus stable. La quantité de plomb ne cesse d’augmenter de manière proportionnelle à la désintégration progressive de l’uranium. Découvrir les quantités relatives de ces isotopes et tenir compte de leurs demi-vies permet d’obtenir l’âge d’un échantillon.
Vieux est un euphémisme
Les œufs de l’Utah auraient été pondus par une espèce d’oviraptor, probablement Macroelongatoolithus carlylei, tandis que les œufs mongols ont possiblement été pondus par un dinosaure microtroodontide mongol, de petits théropodes ressemblant à des oiseaux qui partagent une ascendance avec les oiseaux existants.
L’analyse des éléments traces a montré que, bien qu’ayant été trouvés aux antipodes de la planète, la structure des deux échantillons de coquilles d’œufs était étonnamment bien préservée. Il n’y avait que quelques microfractures causées par la pression des couches sédimentaires accumulées au-dessus d’eux pendant qu’ils se fossilisaient.
Après avoir déterminé un âge pour les deux échantillons de coquilles en les datant directement, les chercheurs les ont comparés. Les zircons dans les sédiments du site Deep Eddy avaient déjà établi son âge. Il s’est avéré que le site de nidification où la couvée d’œufs de dinosaures avait été piégée entre des strates de roche volcanique datait d’un âge légèrement plus ancien que les coquilles d’œufs, que cette méthode a déterminé avoir 95 millions d’années. Comme prévu, la roche trouvée sous la couvée était plus ancienne, tandis que la roche au-dessus était plus jeune. Les chercheurs pensent qu’il est possible que les fractures sur ces œufs aient entraîné de légères inexactitudes.
Quant aux œufs mongols, l’âge obtenu par datation uranium-plomb était également extrêmement proche de celui de la roche mère.
Une analyse des éléments traces dans les œufs de Teen Ulaan Chaltsai a également révélé une surprise : un météore était probablement tombé sur Terre à peu près au moment où ils ont été enfouis il y a 99 millions d’années. S’il n’y avait pas eu d’impact de météore à ce moment-là, il devait déjà y avoir de la poussière de météore dans le sédiment qui les recouvrait.
Cette étude démontre que la biocalcite des coquilles d’œufs de dinosaures non aviaires, d’oiseaux et d’autres vertébrés pondeurs d’œufs a le potentiel de servir de géochronomètre fiable dans les bassins sédimentaires terrestres mésozoïques et cénozoïques, a déclaré Tucker.
La prochaine fois qu’un site fossile d’âge indéterminé déroute les paléontologues, ils n’auront qu’à chercher des œufs de dinosaures.
