Caché sur une montagne dans le désert, signes des premiers récifs du monde
Dans les montagnes du sud-ouest du Nevada, les sombres vestiges fossilisés de récifs d’archéocyathes éteints parsèment les sommets des collines. Il y a des millions d’années, ces sommets se trouvaient au fond de la mer. Photo de Sara Pruss
Les archéocyathes étaient les premiers constructeurs de récifs de la Terre, et l’un des meilleurs endroits pour les voir est dans le désert du Nevada.
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Dans les montagnes du comté d’Esmeralda, au-dessus de l’étendue desséchée du sud-ouest du Nevada et juste de l’autre côté de la frontière de la vallée de la mort en Californie, Emmy Smith est à la recherche des signes de ce qui semble inimaginable dans un endroit aussi brûlé : un récif tropical.
Il y a environ 520 millions d’années, peu de temps (d’un point de vue géologique) après que l’explosion cambrienne ait inauguré une abondance soudaine de vie complexe, les sommets de ces montagnes étaient le fond marin. La mer paléozoïque regorgeait de vie d’invertébrés, et les organismes qui y vivaient ont trouvé refuge dans un tout nouveau type d’écosystème : un récif construit par des animaux.
« C’était une innovation biologique majeure, et elle a été enregistrée en Californie et au Nevada », explique Smith, paléontologue à l’Université Johns Hopkins dans le Maryland.
Sur un site de terrain à environ huit kilomètres au nord-est de la mare en grande partie déserte de Gold Point, Nevada – une ancienne ville minière avec une population de seulement six personnes – Smith et ses collègues ont récemment examiné les ruines fossilisées de l’un de ces anciens récifs.
« Vous êtes dans le désert à marcher dans les montagnes, mais en même temps, vous avez l’impression de faire de la plongée sous-marine », explique Smith.
Pour un œil non averti, les rochers ne ressemblent pas à grand-chose. Mais au microscope, une fine section transversale fourmille de formes ressemblant à des beignets segmentés et de veines sombres et sinueuses. Ce motif abstrait est le vestige fossilisé des archéocyathes, un groupe diversifié d’éponges filtreuses.
De près, les rochers du désert du Nevada se hérissent des restes fossilisés de la vie ancienne. Photo de Mary Lonsdale
Les archéocyathes ont été les premiers constructeurs de récifs au monde. Commun juste après l’explosion cambrienne, les archéocyathes sont antérieurs aux coraux constructeurs de récifs de 40 millions d’années. Comme leurs équivalents modernes, les archéocyathes ont grandi sur les squelettes calcifiés de leurs ancêtres, ajoutant leurs propres corps tubulaires et ramifiés pour construire d’immenses structures au fil des générations.
Ces écosystèmes prospères ont eu une durée de vie relativement courte. À l’échelle mondiale, les récifs archéocyathes n’ont persisté que pendant environ 20 millions d’années, un simple saut dans l’histoire océanique. C’est un mystère pourquoi ils se sont éteints, mais le récif de Gold Point, qui offre l’un des derniers exemples connus de ces éponges récifales, détient un indice.
Des récifs d’archéocyathes fossilisés ont été trouvés partout de la Sibérie au Maroc. Mais le récif perché dans les montagnes du sud-ouest du Nevada est une aubaine particulière pour la compréhension des scientifiques des conditions volatiles après l’explosion cambrienne. Le récif fossilisé a une épaisseur de 70 mètres à certains endroits, explique Sara Pruss, paléontologue au Smith College du Massachusetts qui a participé à la recherche. « Vous pouvez observer les changements à petite échelle au fil du temps, car vous obtenez cette période de dépôt importante et épaisse », dit-elle. « Vous pouvez réellement voir comment l’environnement change. »
Dans les restes fossilisés, Pruss et Smith ont trouvé des preuves d’un changement brusque du climat. Il y a environ 515 millions d’années, une grande plaque de l’Amérique du Nord ancestrale connue sous le nom de Laurentia s’était séparée d’un supercontinent du sud, crachant des quantités massives de carbone dans l’atmosphère, qui a siphonné l’oxygène des océans et acidifié l’eau lors d’un événement connu sous le nom d’archéocyathe. excursion isotopique du carbone d’extinction.
Cet événement, dit Pruss, reflète comment la chimie de l’océan a changé aujourd’hui, bien que d’une manière beaucoup plus dramatique : « Il y a tellement de points communs entre l’extinction des archéocyathes et le déclin [des] récifs coralliens modernes », explique Pruss.
La préservation détaillée du récif de Gold Point brosse également un tableau de ce à quoi il aurait ressemblé à son apogée.
Les fossiles englobent un éventail d’habitats côtiers et d’espèces d’archéocyathes, des habitants du littoral qui préféraient les bas-fonds battus par les vagues à ceux qui ne pouvaient tolérer que des enclaves calmes en eau profonde. Cet éventail de modes de vie des archéocyathes fait écho à la diversité corallienne moderne, explique Pruss. « Si vous allez aux Bahamas et faites de la plongée avec tuba, vous voyez le même [pattern] de différents coraux vivant à différents endroits. »
Un archéocyathe fossilisé comme on le voit dans le calcaire cambrien déterré en Australie-Méridionale. Photo par le Musée d’histoire naturelle/Alamy Stock Photo
Pourtant, alors que le récif de Gold Point partage des similitudes structurelles avec une clé des Caraïbes incrustée de corail moderne, David Cordie, paléontologue au Edgewood College du Wisconsin, dit que cela n’aurait probablement pas fait une excellente plongée en apnée. Près du rivage et extrêmement peu profonds, ces récifs auraient été submergés par les nutriments et les sédiments provenant des côtes. « Si vous remontiez le temps, c’était probablement trouble, très peu profond, avec pas autant d’activité que vous pourriez vous attendre dans les environnements récifaux d’aujourd’hui », explique Cordie, qui n’était pas impliquée dans la nouvelle recherche de Gold Point. « Donc peut-être un peu décevant par rapport aux normes de certaines personnes. »
Cependant, si vous pouviez regarder à travers l’eau trouble, vous seriez accueilli par un groupe étrange d’habitants du récif. Des trilobites épineux se sont précipités le long du fond marin, faisant des embardées autour des bras en plumes des crinoïdes et des tiges en forme de cactus des chancelloriidés, un groupe énigmatique de créatures sessiles enfermées dans des centaines de plaques d’armure en forme d’étoile. D’autres fouilles à proximité ont révélé des hyolithes fossilisés, un groupe étrange d’anciens brachiopodes apparemment arrachés aux pages d’un roman de science-fiction. Certaines espèces d’hyolithes se sont calées sur le fond marin à l’aide d’une paire de longues épines et ont déployé un ensemble de tentacules itinérants entre leurs deux coquilles, dont la partie inférieure s’est effilée en un cône, pour rassembler des proies planctoniques. (Leurs fossiles ressemblent un peu à un cornet de crème glacée avec des bras.)
Comme leurs analogues modernes, les récifs archéocyathes « étaient des centres de diversité », explique Smith. Et la merveilleuse préservation du récif de Gold Point, qui comprend sa structure tridimensionnelle complexe, a permis aux paléontologues de localiser les coins et recoins où les trilobites et les premiers crinoïdes se sont blottis entre les tiges des éponges. « Vous avez vraiment une idée des petites maisons dans lesquelles vivaient les choses », explique Mary Lonsdale, une étudiante diplômée poursuivant son doctorat dans le laboratoire de Smith à Johns Hopkins. « C’est un écosystème florissant. »
« Les récifs sont des endroits incroyables de diversité, et ils sont assez beaux », dit Lonsdale. « Les environnements récifaux sont tout simplement délicieux dans le monde moderne, mais ils le sont tout autant dans le passé. »
