Une vue d'artiste des évènements à l'origine du site de Tanis, un instantané de la mort des dinosaures. © lassedesign, Adobe Stock
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Grande découverte d’une patte d’un dinosaure mort le jour de l’impact de l’astéroïde !

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De nouveaux fossiles ont été exhumés sur le site de Tanis. Certains indices laissent à penser que la mort de ces dinosaures serait directement liée à la chute de l'astéroïde de Chicxulub, responsable de l'extinction de masse de la fin du Crétacé.

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[EN VIDÉO] Interview : le mystère de l’extinction des dinosaures est-il enfin élucidé ?  Les scientifiques ont bien du mal, depuis toujours, à trouver un consensus expliquant l’extinction des dinosaures. Même si la théorie la plus grandement acceptée est celle d’une météorite, il persiste encore aujourd’hui des zones d’ombres. Futura-Sciences a interviewé Éric Buffetaut, paléontologue, pour qu’il nous éclaire sur la question. 

Il s'agit d'une énorme découverte paléontologique. Une jambe complète de dinosaure, fossilisée avec la peau, a été retrouvée sur le site de Tanis dans l'État américain du Dakota du Nord. Outre sa préservation exceptionnelle, ce fossile pourrait être le témoin direct de l'une des catastrophes les plus importantes de l'histoire de la Terre : l'impact de l'astéroïde de Chicxulub il y a 66 millions d'années, qui aurait participé à l'extinction massive des dinosaures.

Retrouver des restes de dinosaures ayant vécu durant les quelques milliers d'années encadrant cet événement est déjà relativement rare. Alors quand Robert DePalma (université de Manchester) et ses collègues annoncent avoir découvert des fossiles de dinosaures morts le jour même de l'impact, toute la communauté scientifique est en émoi. Certains indices suggèrent en effet que ces dinosaures seraient morts à cause de l'impact en lui-même.

Des poissons ayant avalé des débris de l’astéroïde

Parmi les fossiles retrouvés sur le site de Tanis, plusieurs ont attiré l'œil des scientifiques. Cette magnifique jambe de Thescelosaurus, mais également les restes de plusieurs poissons. Ce sont en réalité surtout ces derniers qui ont mis la puce à l'oreille des chercheurs. Car à l'intérieur de leurs branchies, les scientifiques ont retrouvé de petites sphérules de roches fondues, qui pourraient être des débris de l’impact météoritique, projetés sur des milliers de kilomètres autour du cratère. En tombant sur la Terre, l'astéroïde de 12 kilomètres de diamètre aurait en effet pulvérisé la roche de la croûte terrestre, dispersant une pluie de débris sur une grande partie du Globe. Ces débris de roches fondues se seraient notamment déposés dans les lacs et rivières occupant l'actuelle région de Tanis, où les poissons les auraient avalés.

Fossiles de poissons comportant des sphérules de roches fondues au niveau de leurs branchies. © DePalma et al. 2019, Pnas, CC by 4.0

Les études chimiques de ces sphérules, ainsi que leur âge, montrent qu'elles seraient bien en lien avec l'impact de l'astéroïde, dont le cratère se situe à environ 3.000 kilomètres au sud de Tanis. Les résultats, publiés en 2019 dans Pnas, suggèrent que certains éléments composant les sphérules de roches fondues avalées par les poissons sont d'origine cosmique. Ces analyses permettent de mieux contraindre la composition de l'astéroïde responsable du cataclysme, qui s'est complètement désintégré lors de l'impact et dont il reste très peu de traces.

Un dinosaure mort très brutalement

Pour les chercheurs, l'exceptionnelle préservation de la jambe de dinosaure suggère, quant à elle, que l'animal est mort de façon très brusque. L'équipe travaillant sur Tanis pense que cette mort instantanée serait également en lien direct avec le cataclysme. Il s'agirait donc du premier fossile datant exactement du jour de la chute de l'astéroïde.

Si les observations réalisées sur les sphérules à l'intérieur des poissons semblent faire consensus comme étant un marqueur direct de l'impact, certains scientifiques restent néanmoins sceptiques sur l'interprétation du scénario de la mort du Thescelosaurus.

Pour les chercheurs à l'origine de cette découverte, l'argument principal en faveur d'une mort en lien direct avec l'impact est que le fossile a été retrouvé dans des dépôts sédimentaires complètement remaniés et très chaotiques, en association avec de nombreux autres restes d’animaux, dont les poissons porteurs des résidus de l'astéroïde. Ce type de dépôt sédimentaire serait caractéristique de l'arrivée d'une grande vague ayant dévasté la région suite à l'impact. Parmi les autres découvertes réalisées sur le site, les chercheurs ont également mis au jour un œuf de Ptérosaure possédant un embryon dans un état remarquable. Une découverte extrêmement rare.

Le site de Tanis est caractérisé par un dépôt chaotique riche en fossiles de poisson. © DePalma et al. 2019, Pnas, CC by 4.0

S'il semble encore difficile d'affirmer avec certitude que cet embryon, ainsi que le Thescelosaurus, sont morts le jour même de l'impact, cette découverte apporte dans tous les cas de nouveaux éléments de compréhension sur le développement prénatal ainsi que sur l'anatomie des dinosaures, et plus particulièrement sur leur peau. Il faudra cependant attendre la publication des données, via le processus en vigueur de peer-review, pour confirmer les hypothèses avancées par les chercheurs.

  • Il y a 66 millions d'années, le site paléontologique de Tanis trouvé dans la formation de Hell Creek au Dakota du Nord (États-Unis) était en bordure de la fameuse mer de Niobraran, aussi connue sous le nom de voie maritime intérieure de l'Ouest (Western Interior Seaway) traversant l'Amérique du Nord.
  • Ce site a livré une couche sédimentaire contenant un mélange d'organismes marins et d'eau douce avec une grande quantité de tectites, ces gouttelettes de roches fondues de la croûte terrestre, produites par l’impact d’un corps céleste de grande taille.
  • Leur datation est celle de la couche argileuse contenant de l’iridium surmontant celle où se trouve ce véritable cimetière. Elle coïncide précisément avec la datation de l’impact de Chicxulub associé à la disparition des dinosaures.
  • Ce cimetière est donc très probablement un instantané de cette catastrophe, livrant des fossiles de victimes tuées une heure tout au plus après cet impact selon les chercheurs.
  • De nouveaux fossiles ont été exhumés et les scientifiques ont présenté une jambe de dinosaure étonnamment préservée. Le membre, complet avec la peau, n'est qu'une partie d'une série de découvertes remarquables sur le site de Tanis.
Pour en savoir plus

Astéroïde tueur de dinosaures : on a trouvé des victimes du jour de l'impact !

Une couche datant de la fin du Crétacé, qui contient nombre de fossiles de poissons et d'autres organismes vivants, dont au moins un fragment d'os de dinosaure, conduit à penser que l'on est en présence de victimes mortes probablement moins d'une heure après la chute de l'astéroïde tueur de dinosaures. Un certain flou règne encore cependant sur la présence ou non d'autres fossiles de dinosaures dans cette couche trouvée aux États-Unis.

Article de Laurent Sacco publié le 6 avril 2019

Ce qui aurait pu être le graal ultime de la paléontologie des dinosaures, à savoir retrouver dans de l'ambre les restes de l'ADN de plusieurs dinosaures - ce qui nous aurait peut-être permis de les cloner comme dans le film Jurassic Park -, est malheureusement destiné à rester un fantasme étant donné que nous savons que l'ADN est trop fragile pour avoir survécu pendant au moins 66 millions d'années.

Un graal plus modeste vient tout de même d'être trouvé avec le site paléontologique baptisé Tanis et qui se trouve dans la fameuse formation de Hell Creek (le « ravin de l'enfer ») aux États-Unis, une formation géologique, au sommet du Crétacé supérieur. Elle est célèbre non seulement parce que l'on y trouve la fameuse couche enrichie en iridium, qui correspond à la limite Crétacé-Tertiaire (K-T) datée de 66 millions d'années, mais aussi des quantités impressionnantes de fossiles d'invertébrés, de plantes, de poissons, de mammifères, de reptiles et en particulier des restes de fameux dinosaures comme le T-Rex et le Triceratops.

À gauche, Walter Alvarez et à droite, Robert DePalma sur le site de Tanis. © Robert DePalma 2019 UC Regents

Une strate noire et une mer intérieure à la fin du Crétacé

Rappelons que la première découverte de la fameuse strate noire de la limite K-T a été faite par Walter Alvarez arpentant vers le milieu des années 1970 la région de Gubbio, une ville italienne. Il était alors un jeune géologue fraîchement émoulu de l'université de Berkeley dont l'attention avait été retenue par une strate argileuse sombre montrant la disparition subite du plancton marin, pourvoyeur en carbonates. Elle délimitait précisément l'époque où disparaissaient aussi les grands reptiles marins, les dinosaures, les ammonites et les bélemnites.

Avec l'aide de son père, le prix Nobel de physique Luis Alvarez et surtout des chimistes Frank Asaro et Helen Michel, tous de l'université de Berkeley, il entreprit de faire parler la couche en la datant et en l'analysant précisément. Et c'est ainsi que tous ces chercheurs découvrirent à leur grande stupéfaction que cette strate contenait une quantité anormalement élevée d'un élément rare à la surface de la Terre, l'iridium. Ce métal est en revanche assez abondant dans les comètes et les astéroïdes. C'est pourquoi Walter Alvarez n'hésita pas à proposer avec ses collègues, en 1980, que la crise biologique survenue il y a 66 millions d'années était due à la chute sur la planète d'un petit corps céleste. La découverte au début des années 1990 de l'astroblème de Chicxulub allait leur donner raison, malgré le scepticisme initial d'une bonne partie de la communauté des géosciences.

Une présentation de la voie maritime intérieure de l'Ouest (Western Interior Seaway) au Crétacé et des structures géologiques qu'elle a laissées. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Explore, Rob Reep

Un instantané du jour de l'impact tueur de dinosaures

Aujourd'hui, c'est le paléontologue Robert DePalma qui a son heure de gloire avec le site de Tanis dans l'actuel Dakota du Nord, qu'il a découvert en 2013, et dont il a entrepris l'étude initialement seul. Il y a 66 millions d'années, Tanis était en bordure d'un bassin orienté du sud au nord dans lequel l'eau d'une transgression marine s'était engouffrée, créant la fameuse mer de Niobraran, aussi connue sous le nom de voie maritime intérieure de l'Ouest (Western Interior Seaway). Il est représentatif de la formation de Hell Creek qui est formée de divers sédiments (des grès peu indurés, argileux et des mudstones) déposés dans un milieu d'eaux douce ou saumâtre associées à des cours d'eau et des deltas.

Mais qu'ont donc découvert de si exceptionnel Robert DePalma et ses collègues depuis ces six dernières années sur le site de Tanis non loin de Bowman, dans le Dakota du Nord, et qui agitent aujourd'hui jusqu'aux médias, et avec la publication officielle d'un article dans les fameux Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ?

Tout simplement une couche d'un mètre et demi d'épaisseur déposée dans le lit d'une rivière contenant de nombreux poissons d'eau douce empilés les uns sur les autres mais mélangés avec des ammonites, des micro-organismes marins appelés dinoflagellés, des os de mosasaures, des troncs d'arbres brûlés, des branches de conifères, un fragment de hanche de Triceratops et les restes fossilisés d'un autre dinosaure de type hadrosaure si l'on en croit un communiqué de l'université de Berkeley (et même beaucoup plus selon un long article publié par The New Yorker) mais qu'un des paléontologues ayant lu l'article de PNAS avant sa sortie dément. Surtout, on y trouve des quantités impressionnantes de tectites, ces gouttelettes de roches fondues de la croûte terrestre produites par l'impact d'un corps céleste de grande taille, dont la datation est celle de la couche argileuse contenant de l'iridium surmontant celle où se trouve ce véritable cimetière, coïncident précisément avec la datation de l'impact de Chicxulub.

Tanis n'est donc rien de moins qu'un instantané dans le temps livrant les restes fossilisés d'organismes tués le jour même de la chute du corps céleste marquant la fin de l'ère des dinosaures.

Les poissons d'eau douce morts en masses et dont les ouïes ont été obstruées par des tectites. © Robert DePalma 2019 UC Regents

En croisant les informations provenant de l'étude de Tanis et de l'impact de Chicxulub, les chercheurs sont arrivés à élaborer le scénario suivant qui semble très crédible.

Un déluge de tectites et des ondes de seiches

Dix à quelques dizaines de minutes tout au plus après la chute du corps céleste, les ondes sismiques générées (un tremblement de terre de magnitude 10 ou 11) ont atteint la région de Tanis, créant là comme à d'autres endroits de la mer de Niobraran des seiches, c'est-à-dire des ondes stationnaires à sa surface similaires à celles que l'on peut observer en remuant un saladier rempli d'eau. Environ 45 minutes après l'impact, une pluie diluvienne de tectites tombe sur cette région à environ 3.000 kilomètres de Chicxulub. C'est précisément le bon timing pour que se produisent les phénomènes dont la mémoire est conservée à Tanis.

Deux cartes paléogéographiques de l'Amérique du Nord pendant le (A) Campanien tardif (75 millions d'années) et (B) le Maastrichtien tardif (65 millions d'années) montrant la présence de la fameuse mer de Niobraran et la région du Yucatán, alors une mer peu profonde, où est tombé le corps céleste à l'origine du cratère de Chicxulub. © Ron Blakey, Colorado Plateau Geosystems

Des poissons d'eau douce, en l'occurrence de type esturgeons et poissons-spatules avaient déjà commencé à respirer avec difficultés en gobant les tectites tombées dans l'eau et qui commençaient à obstruer leurs ouïes. L'une des ondes des seiches a alors emporté des centaines, voire des milliers de ces poissons dans une vague de 10 mètres de haut qui a remonté le courant d'une rivière à son embouchure avant de se retirer, déposant ces poissons et des victimes de ce mur d'eau sur un banc de sable et de boue. La pluie drue de tectites a continué pendant 10 à 20 minutes, certaines atteignant cinq millimètres de diamètre et mettant le feu à la végétation environnante.

Des tectites trouvées sur le site de Tanis. © Robert DePalma 2019 UC Regents

On sait que ce n'est pas le tsunami géant consécutif à l'impact qui a remonté la rivière de Tanis car il n'aurait dû arriver sur le site qu'en remontant la mer de Niobraran bien des heures après, et surtout le fait que l'on trouve des tectites qui se sont enfoncées dans des couches de boue implique que cela n'a pu se produire qu'au moment de leur chute sur une surface découverte, ce qui est cohérent avec l'hypothèse d'une onde de seiche.

Une deuxième grande vague de ce type a fini par recouvrir les poissons et les autres organismes vivants, d'eau douce, maritime et terrestre sous des graviers, des sables et des sédiments fins, les isolant du monde pendant 66 millions d'années en attendant que leurs fossiles soient retrouvés par un nouveau venu dans la biosphère : Homo sapiens.

Comme l'explique Robert DePalma : « C'est le premier assemblage de grands organismes morts en masse que l'on ait trouvé associé à la limite K-T. Dans aucune autre coupe géologique de la frontière K-T connue, vous ne trouverez une telle collection comprenant un grand nombre d'espèces représentant différents âges d'organismes et différentes étapes de la vie, qui sont tous morts au même moment, le même jour. »

Robert DePalma sur le site de Tanis. © KU News Service

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