Insectes conservés dans un morceau d’ambre provenant d’El Soplao en Cantabrie (Espagne). Crédit : Xavier Delclòs, UB-IRBio
De nouvelles recherches ont permis d’élucider l’énigme de la production massive de résine à l’époque du Crétacé, qui a conduit à la formation de l’ambre. Elle souligne l’importance de l’ambre pour la compréhension des écosystèmes anciens et de leurs organismes, et suggère que des forêts de conifères très répandues et des conditions environnementales spécifiques ont contribué à ce phénomène. L’étude souligne l’importance de la période crétacée pour la compréhension des écosystèmes actuels et des origines évolutives des organismes.
Que penserait un voyageur du futur s’il pouvait un jour analyser les roches qui se forment actuellement sur la planète ? Il trouverait certainement de nombreux fragments de plastique et se demanderait pourquoi ce matériau est si abondant dans les roches d’un certain âge sur Terre. C’est la même question que se posent les géologues et les paléontologues après de nombreuses années d’étude d’un autre matériau : l’ambre, cette résine fossilisée du Crétacé qui nous aide à reconstituer ce qu’étaient les forêts habitées par les dinosaures.
Nous connaissons la raison de l’abondance de tant de plastiques dans les écosystèmes actuels, « mais nous ne pouvons qu’estimer les causes naturelles qui expliqueraient la production de grandes quantités de résine au Crétacé », explique Xavier Delclòs, professeur à la faculté des sciences de la terre de l’université de Barcelone et premier auteur d’un article publié dans la revue Earth-Science Reviews qui aborde cette énigme de la paléontologie moderne.
L’ambre d’El Soplao (Cantabrie, Espagne) fournit des traces de nouvelles espèces d’insectes essentielles pour comprendre comment se déroulait la vie dans les forêts du Crétacé. Crédit : Xavier Delclòs, UB-IRBio
« Les histoires du plastique et des résines fossiles sont très différentes, mais elles ont un point commun : la curiosité de constater qu’un phénomène nouveau et pertinent est apparu à un moment donné de l’histoire de la Terre et a été enregistré dans les roches », explique Delclòs, membre du département de dynamique de la Terre et des océans et de l’Institut de recherche sur la biodiversité (IRBio) de l’Université de Barcelone (UB).
« L’ambre, et en particulier son abondance, n’aurait que peu d’intérêt s’il ne contenait pas en son sein de nombreux organismes qui ont habité les forêts du passé, qui ont été parfaitement conservés sous forme de fossiles et qui nous permettent aujourd’hui de connaître les forêts du Crétacé avec un détail qui semble parfois irréel », explique Enrique Peñalver, membre de l’Institut géologique et minier d’Espagne, un centre national du Conseil national espagnol de la recherche (CN IGME-CSIC), et également co-auteur de l’étude.
Comment les grands gisements d’ambre se sont-ils formés ?
Le Crétacé, période qui s’étend de 145,5 à 66 millions d’années, représente une époque de changements évolutifs rapides et de diversification des organismes. Aujourd’hui, les conditions dominantes qui, au Crétacé, ont permis la formation massive d’abondants gisements de résine sur toute la planète ne sont pas réunies, et l’on ne sait pas non plus pourquoi il y avait, à l’époque des dinosaures, une production de résine aussi abondante.
« Pendant environ 54 millions d’années, et pour la première fois dans l’histoire de la Terre, il y a eu une production massive de résine par les plantes, et nous ne savons toujours pas pourquoi », soulignent Delclòs et Peñalver. « Les quantités de production qui auraient pu former des dépôts de résine fossile de ce que nous connaissons aujourd’hui sous le nom d’ambre n’avaient jamais été atteintes. Du Barrémien au Campanien, et grâce aux conditions existant sur la planète, certains groupes de conifères ont pu être à l’origine d’importants dépôts de résine fossile qui ouvrent une véritable fenêtre sur les écosystèmes du passé et fournissent aujourd’hui des informations paléobiologiques très importantes. Nous avons appelé cette période l’intervalle crétacé-résineux (CREI) ».
Cette recherche vise à élucider les mystères de l’évolution des écosystèmes forestiers il y a 110 millions d’années. Crédit : Xavier Delclòs, UB-IRBio
La formation d’importants dépôts d’ambre nécessite l’existence d’arbres capables de produire beaucoup de résine. Au cours du Crétacé, seuls les gymnospermes (p. ex. les conifères), qui sont plus anciens que les plantes à fleurs sur le plan évolutif, pouvaient produire de la résine. De plus, la résine devait être piégée dans un environnement sédimentaire sans oxygène pour être conservée pendant des millions d’années. Mais quels sont les facteurs environnementaux ou biologiques qui ont pu conditionner une telle production de résine au Crétacé ?
« Notre étude montre qu’au Crétacé, les forêts de conifères étaient largement répandues sur la planète. Ces dépôts d’ambre formés pendant le CREI partageaient les caractéristiques suivantes : une forte production de résine exclusivement par les conifères ; la présence de fusaïne, un matériau dérivé de matières végétales brûlées par les feux de forêt ; des fossiles préservés dans l’ambre qui correspondent à une faune et une flore similaires dans les différents dépôts ; et l’accumulation de résine dans des environnements sédimentaires de transition sous des paléoclimats subtropicaux et tempérés qui coïncident avec le début des phases d’élévation du niveau de la mer ».
L’étude indique également que la production massive de résine n’a pas été continue au cours du CREI et qu’elle n’a pas été égale partout : il y a eu des périodes de production plus élevée et plus faible. Dans cette étude, réalisée par un large groupe multidisciplinaire d’experts, la participation de Ricardo Pérez de la Fuente, du Musée de l’Université d’Oxford (Royaume-Uni), est particulièrement remarquable.
Une fenêtre ouverte sur le monde disparu du Crétacé
Des morceaux d’ambre récupérés par des paléontologues dans différents sites à travers le monde offrent de nouvelles perspectives sur le Crétacé. Cette période a vu l’émergence de grands écosystèmes terrestres dominés par les angiospermes – les plantes à fleurs – et de nombreuses lignées évolutives d’organismes actuels. La répartition des continents et des courants océaniques a été modifiée, le climat était plus chaud et plus humide qu’aujourd’hui et le niveau des mers s’est élevé de plus de 200 mètres au-dessus des côtes actuelles.
« Dans l’atmosphère, il y avait des niveaux élevés de dioxyde de carbone (CO2) en raison d’un volcanisme intense, mais aussi d’oxygène (O2) en raison de la grande extension des forêts à des latitudes aujourd’hui couvertes de glace, une caractéristique qui favorise également les incendies à grande échelle », notent Delclòs et Peñalver.
Voici le paysage et l’environnement global qui ont dominé la Terre pendant la majeure partie du Crétacé. Les facteurs environnementaux ont conditionné la vie et l’évolution des organismes qui existaient sur la planète, en particulier les organismes terrestres, des plus petits aux grands dinosaures, ainsi que les relations entre les différentes espèces.
Dans ce scénario, la CREI apparaît comme un phénomène mondial, avec des affleurements d’ambre répartis partout au cours du Crétacé, et concentrés surtout en Laurasie et sur la marge septentrionale du Gondwana. Les facteurs environnementaux ont pu agir à l’échelle mondiale, tandis que les facteurs biologiques – interaction entre les plantes et les arthropodes, etc.
« Le CREI représente une formidable fenêtre sur un monde disparu, aux débuts des écosystèmes modernes dominés par les plantes à fleurs, où vivaient les dinosaures et où ont évolué les lignées des premiers oiseaux et mammifères. L’étude de cette période nous permet d’obtenir de nombreuses données d’un grand intérêt scientifique sur les relations phylogénétiques, les organismes disparus, le début des comportements que nous pouvons reconnaître aujourd’hui dans de nombreux groupes, les relations intra- et interspécifiques des organismes disparus (parasitisme, pollinisation, soins parentaux, essaimage, sylviculture, reproduction, etc.) des habitants d’un environnement terrestre – la forêt – qui ne sont généralement pas fossilisés », concluent les experts.
Référence : « Amber and the Cretaceous Resinous Interval » par Xavier Delclòs, Enrique Peñalver, Eduardo Barrón, David Peris, David A. Grimaldi, Michael Holz, Conrad C. Labandeira, Erin E. Saupe, Christopher R. Scotese, Mónica M. Solórzano-Kraemer, Sergio Álvarez-Parra, Antonio Arillo, Dany Azar, Edwin A. Cadena, Jacopo Dal Corso, Jiří Kvaček, Antonio Monleón-Getino, André Nel, Daniel Peyrot, Carlos A. Bueno-Cebollada, Alejandro Gallardo, Beatriz González-Fernández, Marta Goula, Carlos Jaramillo, Iwona Kania-Kłosok, Rafael López-Del Valle, Rafael P. Lozano, Nieves Meléndez, César Menor-Salván, Constanza Peña-Kairath, Vincent Perricho, Ana Rodrigo, Alba Sánchez-García, Maxime Santer, Víctor Sarto i Monteys, Dieter Uhl, José Luis Viejo et Ricardo Pérez-de la Fuente, 25 juin 2023, Earth-Science Reviews.
DOI: 10.1016/j.earscirev.2023.104486