Il y a des fossiles, trouvés dans les sédiments marins anciens et constitués de quelques nanoparticules magnétiques seulement, qui peut nous en dire beaucoup sur le climat d'autrefois, en particulier des épisodes de réchauffement climatique brutal. Maintenant, des chercheurs, dont la doctorante Courtney Wagner et le professeur agrégé Peter Lippert de l'Université de l'Utah, ont trouvé un moyen de glaner les informations précieuses dans ces fossiles sans avoir à écraser les rares échantillons en une fine poudre. Leurs résultats sont publiés dans Actes de l'Académie nationale des sciences .

"C'est tellement amusant de faire partie d'une découverte comme celle-ci, quelque chose qui peut être utilisé par d'autres chercheurs étudiant les magnétofossiles et les intervalles de changement planétaire, " dit Wagner. " Ce travail peut être utilisé par de nombreux autres scientifiques, à l'intérieur et à l'extérieur de notre communauté spécialisée. C'est très excitant et enrichissant."

Le nom "magnetofossil" peut faire penser à des images des X-Men, mais la réalité est que les magnétofossiles sont des fossiles de fer bactériens microscopiques. Certaines bactéries fabriquent des particules magnétiques 1/1000 de la largeur d'un cheveu qui, lorsqu'il est assemblé en une chaîne à l'intérieur de la cellule, agir comme une boussole à l'échelle nanométrique. Les bactéries, appelées « bactéries magnétotactiques, " peuvent ensuite utiliser cette boussole pour s'aligner sur le champ magnétique terrestre et voyager efficacement vers leurs conditions chimiques préférées dans l'eau.

Pendant quelques périodes dans le passé de la Terre, au début et au milieu de l'époque éocène il y a 56 à 34 millions d'années, certains de ces aimants produits biologiquement ont atteint des tailles "géantes", environ 20 fois plus gros que les magnétofossiles typiques, et dans des formes exotiques telles que des aiguilles, broches, des fers de lance et des balles géantes. Parce que les bactéries ont utilisé leur supersens magnétique pour trouver leurs niveaux préférés de nutriments et d'oxygène dans l'eau de l'océan, et parce que les magnétofossiles géants sont associés à des périodes de changement climatique rapide et de température mondiale élevée, ils peuvent nous en dire beaucoup sur les conditions de l'océan pendant ce réchauffement rapide, et surtout comment ces conditions ont changé au fil du temps.

Précédemment, l'extraction et l'analyse de ces fossiles ont nécessité le broyage des échantillons en une fine poudre pour l'imagerie par microscopie électronique. "Le processus d'extraction peut être long et infructueux, la microscopie électronique peut être coûteuse, et la destruction des échantillons signifie qu'ils ne sont plus utiles pour la plupart des autres expériences, " dit Wagner. " La collecte et le stockage de ces échantillons nécessitent un personnel spécialisé, équipement et planification, nous voulons donc conserver autant de matériel que possible pour des études supplémentaires."

Alors Wagner, Lippert et ses collègues, dont Ramon Egli de l'Institut central de météorologie et de géodynamique et Ioan Lascu du Musée national d'histoire naturelle, trouvé un autre moyen. À l'aide d'échantillons de sédiments prélevés dans le New Jersey, ils ont conçu une nouvelle façon d'effectuer une analyse appelée mesures FORC (courbe d'inversion du premier ordre). Avec ces mesures magnétiques à haute résolution, ils ont découvert que la signature magnétique des magnétofossiles géants était distinctive, suffisamment pour que la technique puisse être utilisée dans d'autres échantillons pour identifier la présence des fossiles. "Les mesures FORC sondent la réaction des particules magnétiques aux champs magnétiques appliqués de l'extérieur, permettant de discriminer entre différents types de particules d'oxyde de fer sans les voir réellement, " dit Egli.

"La capacité de trouver rapidement des assemblages de magnétofossiles géants dans les archives géologiques aidera à identifier l'origine de ces magnétofossiles inhabituels, " écrivent les chercheurs, ainsi que l'écologie des organismes qui les ont formés. C'est important, Wagner dit, car aucun organisme vivant connu ne forme aujourd'hui de magnétofossiles géants, et nous ne savons toujours pas quels organismes les ont formés dans le passé. "Les organismes qui ont produit ces magnétofossiles géants sont tout à fait mystérieux, mais cela laisse des pistes de recherche passionnantes ouvertes pour l'avenir », ajoute Lascu.

Au-delà de ça, bien que, les informations contenues dans les magnétofossiles aident les scientifiques à comprendre comment les océans ont réagi aux changements climatiques passés et comment notre océan actuel pourrait réagir au réchauffement en cours.