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Posté par Michel le Mercredi 09/03/2011 à 00:00
Coup de froid au temps des dinosaures
Les dinosaures n'ont pas toujours bénéficié de températures clémentes. De nouveaux résultats montrent que durant une partie du Crétacé inférieur, le nord-est de la Chine a été soumis à un climat tempéré avec des hivers rigoureux. Cette découverte explique l'abondance de dinosaures à "plumes" dans les gisements fossiles de cette période. Elle vient d'être mise en évidence par une collaboration internationale (1) coordonnée par Romain Amiot du Laboratoire de géologie de Lyon: terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la...), planètes et environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) (CNRS/ENS de Lyon/Université Lyon 1). Leurs travaux sont publiés sur le site des PNAS au cours de la semaine du 7 mars 2011.

Les climats du Mésozoïque, l'ère des dinosaures, ont longtemps été considérés comme globalement chauds sur l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous une...). Une étude récente vient ébranler cette idée. Ce travail concerne une région du nord-est (Le nord-est est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux nord et est. Le nord-est est opposé au sud-ouest.) de la Chine où s'est développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des...) la faune de "Jehol" durant une partie du Crétacé inférieur (entre -125 et -110 millions d'années). Les fossiles retrouvés dans ce gisement comptent de nombreux dinosaures recouverts de structures filamenteuses s'apparentant aux plumes des oiseaux (ces structures pouvaient prendre divers aspects, allant du filament aux "vraies plumes", en passant par le duvet et les "protoplumes"). Cette particularité provient-elle simplement des excellentes conditions de conservation ou bien de l'adaptation de ces espèces aux conditions environnementales ? Ces dinosaures ne pouvant pas voler, plusieurs scientifiques ont suggéré que leurs "plumes" faisaient office d'isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes physiques, en...).


Fragment de mandibule du dinosaure cératopsien Archaeoceratops avec les dents échantillonnées
provenant du Crétacé inférieur de la province de Gansu (Chine).

L'équipe de paléontologues français, chinois, japonais et thaïlandais s'est penchée sur cette question en essayant de déterminer les températures de l'époque. Des dents et des os de dinosaures, de reptiles mammaliens, de crocodiles, de tortues et de poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à l'est. Bien qu’assez grande,...) d'eaux douces provenant de gisements fossiles contenant la faune de Jehol ont été rassemblés. L'échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il faut effectuer des mesures en nombre fini, afin de...) a ensuite été complété par des restes fossiles provenant de gisements contemporains d'autres régions de Chine, du Japon et de Thaïlande. Les scientifiques ont analysé la composition isotopique de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) pour chacun des échantillons. Ils se sont ensuite basés sur le principe suivant: la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des...) de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...) local détermine la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) relative des isotopes de l'oxygène contenus dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore météorologique qui fait partie du cycle de l'eau. La...) bue par les animaux. Cet "enregistrement isotopique" est transmis et mémorisé au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du...) des os et des dents de l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il...) lors de leur fabrication. Comme l'oxygène contenu dans ces tissus minéralisés est préservé lors de la fossilisation, les chercheurs ont ainsi pu reconstituer les températures aériennes du milieu de vie (La vie est le nom donné :) des dinosaures asiatiques au Crétacé inférieur.


Mandibule du dinosaure psittacosaure Hongshanosaurus avec les dents échantillonnées
provenant de la faune de Jehol du Crétacé inférieur de la province du Liaoning (Chine).

Les résultats montrent que les températures moyennes de cette période du Crétacé inférieur étaient très similaires à celles d'aujourd'hui à des latitudes équivalentes (climat actuel de Pékin (Pékin (ou Beijing) (?? ; pinyin : B?ij?ng   Écouter la prononciation en mandarin , « la capitale du nord ») est la capitale et l'un des centres culturels de la...) par exemple). La faune de Jehol vivait donc sous des climats tempérés frais caractérisés par des hivers rigoureux durant lesquels les reptiles à sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est doté...) froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) (tortues, lézards) devaient hiberner, alors que les animaux à sang chaud (mammifères, oiseaux et dinosaures) tiraient avantage de leurs duvets, plumes et poils afin de conserver une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) soutenue en hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.). "Ces résultats ne prouvent absolument pas que les plumes sont apparues pour leur rôle isolant ; ils supposent qu'un plumage devait procurer aux dinosaures de la faune de Jehol un avantage physiologique par rapport à leurs contemporains à écailles", précise Romain Amiot, premier auteur de ces travaux, aujourd'hui chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au Laboratoire de géologie de Lyon (CNRS/ENS de Lyon/Université Lyon 1).

Ce travail contribue à mieux connaître la période du Crétacé inférieur pour laquelle on ne possède que peu d'archives géologiques. Il éclaire sous un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) nouveau l'idée que l'on se faisait de la planète au temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) des dinosaures.

Note:

(1) Les laboratoires impliqués sont: les Laboratoires de géologie de Lyon: terre, planètes et environnement (CNRS/ENS de Lyon/Université Lyon 1) et de géologie de l'École normale supérieure (CNRS/ENS Paris), l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) du globe de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents...) (CNRS/UPMC/Université Paris Diderot) ainsi que de l'Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology de Pékin en Chine.


Référence:

Oxygen isotopes of East Asian dinosaurs reveal exceptionally cold Early Cretaceous climates. Romain Amiot, Xu Wang, Zhonghe Zhou, Xiaolin Wang, Eric Buffetaut, Christophe Lécuyer, Zhongli Ding, Frédéric Fluteau, Tsuyoshi Hibino, Nao Kusuhashi, Jinyou Mo, Varavudh Suteethorn, Yuanqing Wang, Xing Xu, and Fusong Zhang. PNAS, Semaine du 7 mars 2011.


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Source: CNRS
Illustrations: © Romain Amiot