Une nouvelle méthode développée par une étudiante de l'Université de Sydney, en collaboration avec l'Organisation australienne pour la science et la technologie nucléaires (ANSTO), permet d'explorer l'intérieur des fossiles de coraux. Cette technique, la tomographie par neutrons, offre la possibilité de reconstituer des milliers d'années d'histoire climatique et de niveaux marins, même à partir d'échantillons jugés auparavant inutilisables.
Points clés
- Une nouvelle méthode utilise la tomographie par neutrons (NCT) pour analyser les fossiles de coraux.
- La NCT permet de distinguer l'aragonite originale de la calcite altérée dans les coraux.
- Cette technique révèle des données climatiques précises sur des centaines de milliers d'années.
- Elle offre une meilleure compréhension des impacts futurs du changement climatique sur les récifs.
- La recherche est une collaboration entre l'Université de Sydney et l'ANSTO.
Révéler les secrets climatiques des coraux
Carra Williams, géoscientifique et doctorante à l'École des géosciences de l'Université de Sydney, a dirigé cette recherche. Elle a mis au point l'utilisation de la tomographie par neutrons pour identifier des zones microscopiques d'aragonite bien conservées au sein des squelettes de coraux fossilisés. Ces zones contiennent des informations cruciales sur les changements passés des niveaux marins et du climat.
L'étude, publiée dans la revue Geochemistry, Geophysics, Geosystems, marque une avancée importante. Elle permet de récupérer des données climatiques à partir d'échantillons de coraux autrefois considérés comme trop altérés pour être utiles. Cette approche non destructive est essentielle pour l'étude des archives climatiques.
« Cette méthode ouvre la porte à la récupération d'informations climatiques à partir d'échantillons de coraux autrefois considérés comme trop altérés pour être utiles », a déclaré Carra Williams. « En voyant l'intérieur des fossiles en 3D, nous pouvons distinguer le minéral corallien original, l'aragonite, de sa forme altérée, la calcite. L'aragonite conserve les meilleurs signaux des conditions océaniques et climatiques passées disponibles. »
Comprendre l'aragonite et la calcite
Les coraux construisent leurs squelettes à partir d'aragonite, une forme de carbonate de calcium. Ce minéral est délicat. Au fil du temps, il se transforme souvent en calcite par un processus appelé diagénèse. Ce processus détruit une grande partie des informations originales sur le climat au moment de la croissance du corail. Cela rendait les fossiles peu fiables pour la datation et la reconstruction des climats passés.
Fait Intéressant
Contrairement aux rayons X, qui ne montrent que les contrastes de densité, les neutrons sont très sensibles à l'hydrogène. Cela les rend idéaux pour détecter l'aragonite, qui contient plus d'eau et de matière organique que la calcite.
La nouvelle méthode permet de contourner ce problème. Elle identifie les zones d'aragonite préservées, même dans des échantillons très anciens. Cela offre une fenêtre sur des périodes climatiques lointaines.
La technologie derrière la découverte
L'équipe de Sydney a utilisé l'instrument d'imagerie neutronique DINGO de l'ANSTO. Cet instrument a permis de scanner des carottes de corail et de cartographier l'emplacement de l'aragonite survivante à l'intérieur des spécimens altérés, sans endommager les échantillons. La tomographie par neutrons implique de diriger des faisceaux de neutrons, produits au réacteur de recherche OPAL de l'ANSTO, à travers les fossiles de coraux. Ces faisceaux créent des images de leurs structures internes.
Ce processus est similaire à l'utilisation des rayons X ou des scanners CT pour examiner l'intérieur du corps humain. Les scans ont révélé des zones d'aragonite cachées. Ils ont prouvé que même des fossiles auparavant considérés comme « indatables » peuvent encore fournir des informations solides sur le climat passé. Cette approche offre une vision 3D claire des phases minérales à l'intérieur d'une carotte de corail sans la couper.
« C'est comme trouver des pages intactes dans un livre autrement altéré », a expliqué Williams. « Ces rares sections d'aragonite originale nous permettent d'étendre et de renforcer nos registres sur la façon dont les récifs et les océans ont réagi aux changements environnementaux majeurs par le passé. Ce contexte est essentiel pour évaluer comment les récifs d'aujourd'hui feront face au réchauffement rapide et à l'élévation du niveau de la mer. »
Implications pour l'avenir climatique
Comprendre le passé avec plus de détails prépare mieux les scientifiques à anticiper les effets du changement climatique anthropique sur les récifs coralliens actuels et futurs. Les récifs coralliens sont des archives sensibles des changements environnementaux. En utilisant les neutrons pour analyser leurs fossiles, les chercheurs peuvent débloquer des données restées cachées pendant des millénaires.
Contexte de la Recherche
Le projet est supervisé par le professeur Jody Webster, une autorité mondiale en histoire des récifs coralliens. Il souligne que cette nouvelle approche a le potentiel de transformer la façon dont les scientifiques reconstituent les archives des climats anciens.
Ces informations sont vitales pour comprendre les seuils et les points de basculement auxquels les récifs ont été confrontés par le passé. Cette connaissance est d'autant plus pertinente que le changement climatique d'origine humaine s'accélère. La recherche offre une base solide pour la modélisation climatique et les stratégies de conservation.
Échantillons étudiés et collaboration
L'étude a analysé quatre échantillons de coraux. Cela inclut un échantillon de calibration de corail moderne provenant de One Tree Reef, à la station de recherche de l'Université de Sydney sur l'île One Tree. Les échantillons géologiques comprenaient :
- Un fossile récent de l'île Muschu en Papouasie-Nouvelle-Guinée, datant d'environ 1650 ans.
- Un échantillon de la fin du Pléistocène, vieux de plus de 40 000 ans, provenant du récif d'Ashmore sur le plateau du nord-ouest.
- Un échantillon fossilisé du Pléistocène moyen de la Grande Barrière de Corail, datant d'environ 600 000 ans.
Cette étude est le fruit d'une collaboration importante entre l'Université de Sydney et l'ANSTO, l'agence australienne des sciences nucléaires. Ce travail met en lumière la capacité des étudiants à mener des découvertes mondiales ayant un impact global. C'est un exemple de recherche innovante menée par de jeunes scientifiques.
« Il est passionnant de voir une doctorante mener une science aussi innovante », a déclaré le professeur Webster. « Le travail de Carra montre la qualité de la formation en recherche que nous offrons, combinant une technologie de pointe avec de grandes questions sur l'avenir de l'humanité. »
