Dinosaures : comment les preuves fossiles expliquent leur évolution et extinction

Trois lignes distinctes de preuves scientifiques expliquent l'histoire des dinosaures : des couches de roches datées avec précision qui montrent quand les dinosaures ont d'abord apparu, des fossiles qui conservent leurs os et leur comportement, et des signatures isotopiques dans la roche de la fin de la période Crétacé qui identifient ce qui les a éliminés. Les chercheurs ont affiné les trois méthodes au cours de la dernière décennie en utilisant des méthodes allant de la datation uranium-plomb à la géochimie des isotopes.

Origines : réécrivant la chronologie triassique

Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont daté des cristaux de zircon volcanique de la Formation Chinle, une séquence rocheuse couvrant l'Arizona, le Nouveau-Mexique, l'Utah et le Colorado, et ont trouvé des dinosaures présents en Amérique du Nord il y a environ 223 millions d'années. La méthode repose sur la mesure du rapport des isotopes d'uranium à plomb dans les cristaux de zircon, qui commencent à accumuler du plomb à un taux connu une fois que le minéral se forme, donnant aux scientifiques un âge précis pour la roche environnante.

Cette découverte a compliqué une vision antérieure selon laquelle les dinosaures n'étaient apparus qu'en Amérique du Sud il y a environ 230 millions d'années avant de s'étendre ailleurs. Le géologue Jahan Ramezani, qui a travaillé sur l'étude du MIT, a déclaré que les deux continents montrent des modes d'évolution très différents au cours de cette période.

En Amérique du Sud, en contraste, les chercheurs ont trouvé très peu de chevauchement entre les stades évolutifs antérieurs et ultérieurs des dinosaures. L'équipe a également identifié une lacune de 16 millions d'années dans le dossier fossile juste en dessous des roches contenant les dinosaures les plus anciens connus, ce qui signifie que les dinosaures peuvent avoir eu une origine encore plus ancienne que ce que montrent les fossiles actuels, si la preuve de cette période n'a jamais été préservée ou n'a pas encore été trouvée.

Comment les fossiles préservent les preuves des dinosaures

Le Musée d'Histoire Naturelle de Londres explique que la plupart des fossiles de dinosaures se forment par un processus appelé pétrification. Un animal qui meurt près d'un lac ou d'une rivière peut être rapidement enterré dans la boue, le sable ou le limon ; le manque d'oxygène qui en résulte ralentit la décomposition suffisamment longtemps pour que l'eau souterraine dépose des minéraux à l'intérieur de l'os, le transformant graduellement en pierre. Le musée note que ce processus peut prendre des millions d'années et nécessite généralement un enterrement rapide, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles les découvertes sont rares.

• Fossiles corporels : os préservés, dents et griffes, souvent avec une texture interne en forme d'éponge ou de nid d'abeille laissée par les cristaux minéraux.
• Fossiles trace : empreintes, impressions de peau ou de plume, et coprolithes (excréments fossilisés) qui enregistrent le comportement plutôt que les parties du corps.
• Fossiles moulé et coulé : cavités laissées lorsque l'eau souterraine dissout l'os enterré, remplies ultérieurement par du sédiment ou des minéraux pour former un coulage de la forme originale.

L'astéroïde qui a terminé l'Ère des Dinosaures

La période Crétacé s'est terminée abruptement il y a 66 millions d'années quand un astéroïde a frappé ce qui est maintenant la Péninsule du Yucatán au Mexique, laissant le cratère de Chicxulub. Une étude de 2024 dirigée par Mario Fischer-Gödde de l'Université de Cologne, rapportée par le Musée d'Histoire Naturelle et par Sci.News, a mesuré les isotopes du ruthénium dans la roche de la limite Crétacé-Paléogène provenant de sites incluant l'Espagne, l'Italie et le Danemark. Les signatures isotopiques correspondaient à des chondrites carbonacées plutôt qu'aux astéroïdes siliceux typiques du Système Solaire interne, indiquant que l'impacteur s'était originé au-delà de l'orbite de Jupiter.

Les chercheurs ont comparé les échantillons de limite avec du matériel provenant de cinq autres structures d'impact plus petites datées entre 36 millions et 470 millions d'années, ainsi qu'avec des couches anciennes de sphérules d'impact et deux météorites carbonacées, pour confirmer que la correspondance était spécifique à l'événement de Chicxulub. Selon Sci.News, la professeure Carsten Münker de l'Université de Cologne, coauteure de l'étude, a déclaré que la découverte rend l'impact de Chicxulub 'un événement très rare et unique dans le temps géologique' parmi les impacts d'astéroïdes connus sur Terre.

National Geographic rapporte que l'astéroïde a frappé à environ 45 000 miles par heure, projetant d'énormes volumes de poussière, de débris et de soufre dans l'atmosphère et déclenchant une grave perturbation climatique mondiale. Le même article indique qu'environ 76 pour cent de toutes les espèces sur Terre se sont éteintes, y compris tous les dinosaures non-aviens, tandis que les oiseaux — classés par les scientifiques comme des dinosaures aviens — ont survécu. Sci.News cite un chiffre proche mais légèrement différent, attribuant aux chercheurs de l'Université de Cologne une découverte que l'impact et ses conséquences ont tué 75 pour cent de la vie sur la planète.

Le volcanisme était-il aussi un facteur ?

National Geographic note que les grandes éruptions volcaniques aux Pièges du Deccan en Inde actuelle peuvent avoir aggravé la crise environnementale à peu près au moment de l'impact. Le média indique également que l'événement de Chicxulub reste le seul des extinctions massives majeures de la Terre définitivement lié à un impact d'astéroïde, car les quatre autres étaient principalement associées à l'activité volcanique et aux changements climatiques à long terme plutôt qu'à un impact unique.