Les coquilles d’escargots fossiles offrent un nouvel outil pour analyser la chimie des océans anciens

Au lieu de montrer des dommages ou des signes de réparation – ce qui serait attendu si le mollusque survivait dans des conditions acides – les coquilles étaient en excellent état, selon une étude publiée le 24 janvier 2022, dans Rapports scientifiques.

William Foster, scientifique à l’Université de Hambourg et ancien chercheur postdoctoral à l’Université du Texas à Austin Jackson School of Geosciences, a dirigé la recherche.

L’étude est la première à utiliser des coquilles de mollusques fossilisés pour étudier la chimie des océans, démontrant un nouvel outil que les scientifiques peuvent utiliser pour étudier les conditions du passé profond de la planète.

“Pour les événements qui se sont produits il y a des millions d’années, nous devons nous fier à des preuves telles que la chimie des roches et des fossiles marins”, a déclaré le co-auteur Rowan Martindale, professeur agrégé à la Jackson School. “Parfois, ces proxys donnent des résultats contradictoires, nous avons donc besoin de plusieurs mesures indépendantes des conditions océaniques.”

L’extinction de masse la plus meurtrière au monde a anéanti environ 90% des espèces vivantes il y a environ 252 millions d’années à la fin de la période permienne. L’extinction a été déclenchée par d’énormes éruptions volcaniques dans la Sibérie actuelle, qui ont libéré de grandes quantités de dioxyde de carbone dans l’atmosphère en un temps relativement court, provoquant un réchauffement climatique rapide.

Lorsque le dioxyde de carbone atmosphérique est élevé, l’océan peut absorber une partie du gaz et devenir plus acide. Cependant, les archives géologiques ne permettent pas de savoir si cela s’est produit lors de l’événement d’extinction de la fin du Permien.

“Certaines études antérieures basées sur des analyses chimiques de roches avaient suggéré que les mers du monde étaient acides à cette époque, mais d’autres preuves géochimiques suggéraient le contraire”, a déclaré Foster.

L’analyse des coquilles de mollusques offre une perspective plus approfondie, a déclaré Foster, car elles capturent l’état chimique de l’océan peu de temps après l’extinction de haut en bas, et pas seulement là où les sédiments se sont déposés. Les s ont testé l’acidification des eaux de surface en analysant les coquilles larvaires et testé l’acidification du fond marin en analysant les coquilles adultes.

La recherche a consisté à examiner plus de 2 300 coquilles fossiles d’escargots marins et de bivalves sous un microscope. Et bien qu’une poignée de coquillages enregistrent un certain retard de croissance, il n’y avait aucun signe de trous rapiécés, signe révélateur de mollusques vivant dans un environnement acide.

“Aucun ne montre de marques de réparation qui indiqueraient une acidification sévère des eaux de surface ou du fond marin”, a déclaré Foster.

Les fossiles ont été collectés sur un site de l’actuel Svalbard, en Suède. Lorsque les animaux étaient vivants, le site était recouvert d’une mer peu profonde et la Terre ne contenait qu’un seul continent massif.

“C’était vraiment excitant d’étudier les organismes qui vivaient lorsque la Pangée était un supercontinent”, a déclaré le co-auteur Jaime Hirtz, qui a récemment obtenu une maîtrise à la Jackson School mais a commencé à travailler sur ces fossiles lorsqu’elle était étudiante de premier cycle.

Les animaux marins dont la coquille est faite d’aragonite (un type de minéral de carbonate de calcium) sont particulièrement sensibles à l’acidification des océans. Les scientifiques utilisent des coquilles de “papillons de mer”, un type d’escargot de mer nageur, pour étudier l’acidification des océans dans le présent et le passé récent. Cette étude montre que les coquilles d’espèces de mollusques fossilisées peuvent être analysées de la même manière, ouvrant la porte à des recherches plus approfondies sur la chimie des océans dans le passé de la Terre et son lien avec les événements climatiques.

“L’un des aspects passionnants de cette recherche est que nous savons maintenant que nous pouvons utiliser des coquilles fossiles d’animaux marins aragonitiques d’il y a des millions d’années comme bio-indicateurs de l’acidification passée des océans”, a déclaré le co-auteur Richard Twitchett, professeur au Natural History Museum. , Londres.

Les co-auteurs supplémentaires de l’étude sont Maria Reistroffer, qui a mené la recherche tout en obtenant un baccalauréat de la Jackson School, et Conor Farrell, un étudiant de premier cycle à l’University College Dublin.