Des fossiles “dorés” révèlent les origines d’une préservation exceptionnelle

Une étude récente menée par des scientifiques de l’Université du Texas à Austin et des collaborateurs a révélé que de nombreux fossiles du schiste de Posidonia en Allemagne ne tirent pas leur éclat de la pyrite, communément appelée or des fous, qui a longtemps été considérée comme la source de l’éclat. Au lieu de cela, la teinte dorée provient d’un mélange de minéraux qui fait allusion aux conditions dans lesquelles les fossiles se sont formés.

La découverte est importante pour comprendre comment les fossiles – qui sont parmi les spécimens de la vie marine les mieux conservés au monde du Jurassique inférieur – se sont formés en premier lieu, et le rôle que l’oxygène dans l’environnement a joué dans leur formation.

“Lorsque vous allez dans les carrières, des ammonites dorées jaillissent des dalles de schiste noir”, a déclaré le co-auteur de l’étude Rowan Martindale, professeur agrégé à l’UT Jackson School of Geosciences. “Mais étonnamment, nous avons eu du mal à trouver de la pyrite dans les fossiles. Même les fossiles qui semblaient dorés sont conservés sous forme de minéraux phosphatés avec de la calcite jaune. Cela change radicalement notre vision de ce célèbre gisement de fossiles.”

La recherche a été publiée dans Avis sur les sciences de la Terre. Drew Muscente, ancien professeur adjoint au Cornell College et ancien chercheur postdoctoral à la Jackson School, a dirigé l’étude.

Les fossiles des schistes de Posidonia remontent à 183 millions d’années et comprennent de rares spécimens à corps mou tels que des embryons d’ichtyosaures, des calmars avec des sacs d’encre et des homards. Pour en savoir plus sur les conditions de fossilisation qui ont conduit à une conservation aussi exquise, les chercheurs ont placé des dizaines d’échantillons sous des microscopes électroniques à balayage pour étudier leur composition chimique.

“J’avais hâte de les mettre dans mon microscope et d’aider à raconter leur histoire de préservation”, a déclaré le co-auteur Jim Schiffbauer, professeur agrégé au Département des sciences géologiques de l’Université du Missouri, qui a manipulé certains des plus gros échantillons.

Les chercheurs ont découvert que dans tous les cas, les fossiles étaient principalement constitués de minéraux phosphatés, même si la roche de schiste noir environnante était parsemée d’amas microscopiques de cristaux de pyrite, appelés framboïdes.

“J’ai passé des jours à chercher les framboïdes sur le fossile”, a déclaré le co-auteur Sinjini Sinha, doctorant à la Jackson School. “Pour certains des spécimens, j’ai compté 800 framboïdes sur la matrice alors qu’il y en avait peut-être trois ou quatre sur les fossiles.”

Le fait que la pyrite et le phosphate se trouvent à différents endroits sur les spécimens est important car il révèle des détails clés sur l’environnement de fossilisation. La pyrite se forme dans des environnements anoxiques (sans oxygène), mais les minéraux phosphatés ont besoin d’oxygène. La recherche suggère que bien qu’un fond marin anoxique ouvre la voie à la fossilisation – en gardant la décomposition et les prédateurs à distance – il a fallu une impulsion d’oxygène pour provoquer les réactions chimiques nécessaires à la fossilisation.

Ces découvertes complètent les recherches antérieures menées par l’équipe sur les conditions géochimiques de sites connus pour leurs caches de fossiles exceptionnellement préservés, appelées konservat-lagerstätten. Cependant, les résultats de ces études contredisent les théories de longue date sur les conditions nécessaires à une préservation exceptionnelle des fossiles dans la Posidonie.

“On a pensé pendant longtemps que l’anoxie était à l’origine de la conservation exceptionnelle, mais cela n’aide pas directement”, a déclaré Sinha. “Cela aide à rendre l’environnement propice à une fossilisation plus rapide, ce qui conduit à la préservation, mais c’est l’oxygénation qui améliore la préservation.”

Il s’avère que l’oxygénation – et le phosphate et les minéraux qui l’accompagnent – ont également amélioré l’éclat du fossile.

La recherche a été financée par le Cornell College et la National Science Foundation. Les spécimens de fossiles de posidonie utilisés dans cette étude font maintenant partie des collections du laboratoire de paléontologie des non-vertébrés de la Jackson School.