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Groenland : les scientifiques font parler les fossiles // What fossils reveal about Greenland

Les scientifiques mettent en garde contre une élévation catastrophique du niveau de la mer si la glace de l’Arctique continue de fondre comme elle le fait aujourd’hui. Tous les scientifiques s’accordent à dire que l’Arctique est la ligne de front du réchauffement climatique et que la fonte pourrait avoir des effets catastrophiques sur le reste du monde.
Une équipe d’une quarantaine de chercheurs internationaux, financée par la National Science Foundation, a récemment analysé des fossiles prélevés au centre de la calotte glaciaire du Groenland. Les résultats de leur étude ont été publiés début août 2024 dans les Actes de l’Académie Nationale des Sciences. Les fossiles contiennent de la matière organique, signe d’une période sans glace pendant le Pléistocène, il y a environ 400 000 ans. Les échantillons de sol présentent des fragments de saule et de bois, ainsi que des restes d’insectes, des mégaspores de mousses, des champignons et des graines de pavot. Cela signifie que la glace avait complètement disparu à cette époque lointaine. Il est facile d’en déduire que si l’Arctique est capable de devenir libre de glace sans intervention humaine, il peut certainement le faire également avec le réchauffement actuel d’origine anthropique.
Les échantillons fossiles analysés dans l’étude proviennent de forages effectués en 1993 ; ils ont été extraits à environ 3 000 mètres sous la calotte glaciaire du nord-ouest du Groenland, à environ 160 kilomètres de la bordure de cette dernière.
Les plantes fossilisées montrent que la température à Summit (station de recherche à 3216 m d’altitude, au coeur de la calotte glaciaire du Groenland) était probablement comprise entre 2,7 et 6,6 degrés Celsius lorsque la glace a disparu. La glace a ensuite été remplacée par un écosystème de toundra il y a environ 400 000 ans. Le niveau de dioxyde de carbone à cette époque est estimé à environ 280 parties par million, contre environ 420 ppm aujourd’hui, des concentrations qui expliquent le réchauffement actuel de notre planète.
Les données fournies par le satellite Grace de la NASA montrent une réduction drastique de la masse de la calotte glaciaire du Groenland au cours des deux dernières décennies. Non seulement la calotte glaciaire est plus instable qu’on ne le pensait, mais elle fond aussi plus vite que prévu par les scientifiques. La combinaison de ces deux facteurs pourrait accélérer encore davantage sa disparition.
Un article publié en 2019 dans la revue Nature a révélé que la fonte de la calotte glaciaire du Groenland pourrait exposer 400 millions de personnes à un risque d’inondation. La fonte potentielle du Groenland aura des répercussions dans le monde entier. Des villes côtières comme Mumbai, Le Cap, New York, Boston et Miami sont menacées et pourraient être englouties.
Une étude réalisée en 2020 a indiqué que les trois plus grands glaciers du Groenland – Jakobshavn Isbræ, Kangerlussuaq et Helheim – perdront plus de glace que prévu si les émissions de gaz à effet de serre se poursuivent. Ces glaciers représentent environ 12 % de l’ensemble de la calotte glaciaire et contiennent suffisamment de glace pour élever le niveau de la mer d’environ 1,30 mètre.
Source : ABC News via Yahoo News.

Vue aérienne de la calotte glaciaire du Groenland (Photo: C. Grandpey)

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Scientists are warning of a catastrophic sea level rise if the ice in the Arctic keeps melting like it does today. All scientists agree to say that the Arctic is the front line for global warming and the melting could have catastrophic effects on the rest of the world.

A team of about 40 international researchers funded by the U.S. National Science Foundation recently analyzed fossils taken from the center of the Greenland ice sheet. The results of their study were published in early August 2024 in the Proceedings of the National Academy of Sciences The fossils were found to have organic matter, indicating an ice-free period during the Pleistocene Epoch, about 400,000 years ago. The soil samples contained fragments of willow and wood, as well as insect parts, spike moss megaspores, fungi and poppy seeds. This means the ice had completely disappeared by that time. It is easy to conclude that if the Arctic can become ice-free without human interference, it certainly can do so again in the presence of anthropogenic warming.

The fossil samples analysed in the study were derived from a drilling expedition in 1993 ; they were extracted from about 3,000 meters beneath the ice shelf in Northwest Greenland, about 160 kilometers from the ice margin.

The fossilized plants suggest temperatures at Summit, Greenland, were likely between about 2.7 and 6.6 degrees Celsius when the ice disappeared. The ice was then replaced by a tundra ecosystem about 400,000 years ago. Carbon dioxide levels at that time are estimated to have been about 280 parts per million, compared to about 420 ppm today. The vast increase in carbon dioxide levels offers an explanation for current heat trends.

Data from NASA’s Grace satellite shows a drastic reduction in the mass of the Greenland ice sheet over the last two decades. Not only is the ice sheet more unstable than previously thought ; it is also melting faster than scientists predicted, a combination of factors that could quickly accelerate the disappearance of the ice sheet.

A 2019 paper published in Nature found that the melting of the Greenland ice sheet could expose 400 million people to flooding risk. The potential melting in Greenland will have impacts all over the world. Coastal cities like Mumbai, Cape Town, New York, Boston and Miami are at risk and could disappear.

A 2020 study warned that Greenland’s three largest glaciers – Jakobshavn Isbræ, Kangerlussuaq and Helheimcould – could lose more ice than previously predicted if emissions continue. These glaciers make up about 12% of the entire ice sheet and hold enough ice to raise sea levels by about 1.30 meters.

Source : ABC News via Yahoo News.

Les cendres volcaniques préservent les fossiles // Volcanic ash preserves fossils

Les volcans tels que le Vésuve, situés à la frontière des plaques tectoniques, sont connus pour leurs éruptions explosives et de grande ampleur, capables de générer plusieurs dizaines de kilomètres cubes de matériaux. Ces éruptions peuvent piéger quasi instantanément la vie présente et conserver sous leurs cendres les témoignages de civilisations entières, comme à Pompéi ou sur l’île grecque de Santorin.

Photo: C. Grandpey

 Une équipe internationale de chercheurs a publié un article décrivant la découverte de deux nouvelles espèces de trilobites présentant des détails anatomiques inédits. Ces arthropodes fossiles retrouvés pétrifiés dans leur dernière posture sont les représentants d’un écosystème vieux de 515 millions d’années, un «Pompéi» marin, découvert dans des niveaux de cendres volcaniques, à Aït Youb, dans la région du Souss-Massa au Maroc.

 

Vue ventrale d’une reconstitution microtomographique d’un trilobite Gigoutella mauretanica. (Source : A. Mazurier, Abderrazak El Albani)

À Aït Youb, lors d’une éruption volcanique, les organismes vivants ont été ensevelis par des nuées ardentes. Les tissus biologiques ont alors été consumés par la chaleur intense, ne laissant que des cavités dans les cendres solidifiées : les moules des organismes. Ces derniers préservent les moindres détails de la surface extérieure des trilobites, y compris les poils et les épines le long des appendices. Leur tube digestif a également été conservé après s’être rempli de cendres.

Grâce à une technique d’imagerie, la microtomographie de rayons X, les scientifiques ont pu étudier les fossiles en 3D sans les extraire de leur gangue. Cette technique se base sur la propriété des rayons X à traverser la matière et à être absorbés en fonction de la nature et de la densité des constituants qu’ils rencontrent. En remplissant numériquement leur moule, les corps disparus ont été reconstitués avec un niveau de détails saisissant.

 

Vue latérale d’une reconstitution microtomographique d’un trilobite Gigoutella mauretanica. (Source : A. Mazurier, Abderrazak El Albani)

Cette découverte démontre le rôle essentiel des dépôts de cendres volcaniques pour la préservation des fossiles et l’importance cruciale de l’exploration des environnements sous-marins volcaniques.

Elle démontre aussi que la microtomographie de rayons X est un outil puissant permettant d’observer en 3D des objets fossilisés dans des roches très dures, sans risque de les altérer. Ainsi, les dépôts pyroclastiques devraient devenir de nouvelles cibles d’études au vu de leur potentiel exceptionnel à piéger et conserver des restes biologiques sans générer de dégradation.

Source : The Conversation.

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Volcanoes such as Mount Vesuvius, located at the boundaries of tectonic plates, are known for their explosive and large-scale eruptions, capable of generating several tens of cubic kilometers of material. These eruptions can trap life almost instantly and preserve under their ashes the evidence of entire civilizations, as in Pompeii or on the Greek island of Santorini.

An international team of researchers has published a study describing the discovery of two new species of trilobites with previously unseen anatomical details. These fossil arthropods found petrified in their last posture are representatives of a 515 million-year-old ecosystem, a marine “Pompeii”, discovered amidst volcanic ash, in Aït Youb, in the Souss-Massa region in Morocco.
In Aït Youb, during a volcanic eruption, living organisms were buried by fiery clouds. The biological tissues were then consumed by the intense heat, leaving only cavities in the solidified ash: the molds of the organisms. These preserve the smallest details of the trilobites’ outer surface, including the hairs and spines along the appendages. Their digestive tract was also preserved after being filled with ash.
Thanks to an imaging technique, X-ray microtomography, scientists were able to study the fossils in 3D without extracting them from their matrix. This technique is based on the property of X-rays to pass through matter and to be absorbed depending on the nature and density of the constituents they encounter. By digitally filling their mold, the missing bodies were reconstructed with a striking level of detail.
This discovery demonstrates the essential role of volcanic ash deposits for the preservation of fossils and the critical importance of exploring underwater volcanic environments. It also demonstrates that X-ray microtomography is a powerful tool for observing fossilized objects in very hard rocks in 3D, without the risk of altering them. Thus, pyroclastic deposits should become new targets for study given their exceptional potential to trap and preserve biological remains without generating degradation.
Source: The Conversation.

Les secrets de Petrified Forest (Etats Unis) // The secrets of Petrified Forest (United States)

En mai 2017, au cours de mon périple à travers l’ouest des États-Unis, j’ai fait une halte au Parc National de Petrified Forest, l’un des endroits les plus fantastiques pour voir des arbres pétrifiés. Cependant, on peut en observer ailleurs dans le monde, que ce soit en Nouvelle-Zélande, en Grèce ou en Argentine.

Il y a 225 millions d’années, le site de Petrified Forest était recouvert d’une forêt dense avec de nombreux conifères et d’une douzaine d’autres espèces d’arbres. Des entassements de troncs se sont produits à cette époque lointaine lorsque des arbres morts et d’autres éléments de végétation sont tombés dans les rivières qui traversaient le paysage. Toutes ces plantes ont ensuite été rapidement enfouies sous des sédiments et des cendres volcaniques riches en silice.
La transformation en bois pétrifié ne peut avoir lieu que dans certaines circonstances. Quand un organisme meurt, il se décompose habituellement et les micro-organismes attaquent la matière organique. De temps en temps, cependant, il se peut qu’un arbre mort se trouve rapidement enseveli sous la boue ou la cendre volcanique. En le recouvrant, ces matériaux protègent l’arbre mort mais le privent d’oxygène. Comme l’oxygène est le principal moteur du processus de décomposition, la plante se décompose beaucoup plus lentement qu’elle ne le ferait normalement. Dans le même temps, de l’eau et/ou de la boue s’infiltre dans les pores de l’arbre mort et d’autres ouvertures. Au fur et à mesure que la structure interne de la plante se dégrade, sa matière organique (dans le cas présent les fibres de bois) est remplacée par de la silice et d’autres minéraux. Sur une période de quelques millions d’années, ces minéraux vont se cristalliser. Le résultat final est une pierre qui prend la forme et la structure de l’arbre telles qu’elles étaient à l’origine.
Le niveau de détail observé sur certains spécimens est vraiment étonnant. Les troncs, les branches et les feuilles sont parfois parfaitement conservés. Dans certains segments de troncs pétrifiés, il est même possible de compter les cernes de croissance.
En parcourant les sentiers de Petrified Forest, j’ai été fasciné par la palette de couleurs vives offerte par certaines sections de troncs. Les différentes teintes sont dues à la présence de plusieurs minéraux. Par exemple, certains troncs pétrifiés arborent une teinte rouge ou rose à cause de la présence d’hématite. S’il y a une couleur verdâtre, cela signifie que du fer natif se trouve à l’intérieur du fossile. Les nuances de noir sont associées à la pyrite.
Il est strictement interdit de récolter du bois pétrifié dans le Parc National de Petrified Forest. Il y a quelques années, les gardes pesaient les véhicules à l’entrée et à la sortie pour s’assurer que les visiteurs n’emportaient pas de cailloux. On estime actuellement que les visiteurs du parc volent environ 900 kilogrammes de ces fossiles chaque mois. Pourtant, le bois volé a tendance à revenir dans le parc. En effet, les gens éprouvent souvent des remords après avoir dérobé les fossiles et les renvoient au parc. Le Rainbow Forest Museum a prévu une pièce entière baptisée Guilt Room – salle de culpabilité – où sont stockés les spécimens retournés avec des lettres d’excuses.
Ce genre de comportement empreint de remords est observé aussi à Hawaï. Certains visiteurs du Parc National des Volcans d’Hawaii renvoient les morceaux de lave qu’ils avaient prélevés en guise de souvenirs. Ils expliquent qu’ils ont été victimes de la malédiction de Pelé et ont dû faire face à des problèmes après leur retour à la maison.
Source: Howstuffworks.

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In May 2017, travelling across western USA, I made a stop at Petrified Forest National Park, one of the most fantastic places in the world to see petrified trees. However, caches of petrified wood can be found all over the world, from New Zealand to Greece to Argentina.

225 million years ago, Petrified Forest was the site of a dense forest loaded with conifers and about a dozen other tree species. Log jams were often created when deceased trees fell into the prehistoric rivers that ran across the landscape. Scores of these plants were then buried rapidly in sediment and silica-rich volcanic ash.

The transformation from real wood to petrified wood can only take place under the right set of circumstances. When an organism dies, it usually decomposes and microorganisms break down organic matter. Once in a while, though, a newly-deceased tree gets rapidly buried by mud, silt or volcanic ash. This blanketing material then shields the dead tree from oxygen. Because oxygen is the main driving force behind the decaying process, the smothered plant will begin to decompose far more slowly than it normally would. Meanwhile, mineral-laden water or mud seeps into the dead tree’s pores and other openings. As the plant’s internal structure gradually breaks down, its organic material (namely wood fibers) gets replaced by silica and other minerals. Over a period of a few million years, those minerals will crystalize. The end result is a rock that appropriates the shape and structure of the original tree.

The level of detail we find in some specimens is really astonishing. Petrified logs with well-preserved trunks, branches and leaves.  In certain petrified log segments, it is even possible to count the growth rings.

While visiting Petrified Forest, I was surprised at the coloration of the trunks’cross-sections. They often showcase a nice rainbow of colours. The different hues are produced by different minerals. For example, some petrified logs have a red or pink tint to them. Internal hematite is responsible for this hue. If there is a greenish colour, that means native iron is inside the fossil. Shades of black are associated with pyrite.

It is strictly forbidden to harvest petrified wood in Petrified Forest National Park. A few years ago, park rangers weighed the vehicles when they entered and left the park to make sure visiyors were not taking rocks away. Nevertheless, it is estimated that park visitors steal around 900 kilograms worh of these fossils per month. Yet, the kidnapped wood tends to find its way home. People often feel remorse after swiping the fossils and mail them back to the park. The on-site Rainbow Forest Museum has in fact dedicated an entire room — aptly named « the guilt room » — to specimens that were returned with letters of apology.

This kind of remorse also happens at Hawaii. Some visitors send back the pieces of lava thay have brought back home. They say they were the victims of Pele’s curse and had to face problems at home.

Source: Howstuffworks.

Photos: C. Grandpey