Les forêts à feuilles persistantes emblématiques du nord-ouest du Pacifique n'ont pas toujours été là.

Dans une étude récente publiée dans la revue Paléogéographie, Paléoclimatologie, et paléoécologie , les scientifiques décrivent l'émergence de ces écosystèmes il y a environ 51 à 53 millions d'années - une époque avec les températures mondiales les plus élevées connues au cours des 66 derniers millions d'années - lorsque le nord-ouest du Pacifique était un climat subtropical similaire au sud de la Floride d'aujourd'hui.

Alors, comment les forêts tempérées ont-elles émergé pendant une période chaude, climat humide? La réponse se trouve dans les archives fossiles et est rendue possible par une autre icône du nord-ouest du Pacifique :les chaînes de montagnes volcaniques.

Alexandre Lowe, diplômé de l'Université de Brandon au Manitoba, Canada, et actuellement étudiant diplômé à l'Université de Washington et au Burke Museum, et les co-auteurs ont analysé 3, 700 fossiles d'un site paléontologique unique appelé McAbee Fossil Beds dans le sud de la Colombie-Britannique, Canada. Le site est un ancien lit de lac formé par les volcans actifs environnants. Les cendres provenant de multiples éruptions et d'autres sédiments se déversant dans le lac ont préservé une abondance de beaux fossiles de plantes et d'insectes, et aussi des micro-fossiles comme le pollen et les spores.

L'équipe a échantillonné des fossiles de deux couches géologiques différentes, représentant deux instantanés différents dans le temps qui sont estimés à seulement 10, 000 – 100, 000 ans d'intervalle. Cette rareté géologique a permis aux auteurs d'examiner la dynamique forestière opérant sur des milliers à des dizaines de milliers d'années. Plus souvent, les paléontologues établissent des comparaisons sur des millions d'années et à différents endroits.

Lowe et ses co-auteurs ont découvert que les forêts anciennes se composaient de plusieurs plantes emblématiques de la région du nord-ouest du Pacifique d'aujourd'hui :cèdres, sapins, et autres conifères, érables, bouleau et même des fougères. Une floraison de diversité de nombreuses espèces de plantes à fleurs et de conifères a été trouvée dans ces couches. Le conifère le plus répandu était Metasequoia occidentalis, le séquoia de l'aube qui est maintenant originaire de l'est de la Chine. Parmi les plantes à fleurs, Ulmus okanganensis (une espèce d'orme), Fagus langevinii (une espèce de hêtre) et Alnus parvifolia (une espèce d'aulne) étaient les espèces feuillues les plus abondantes sur le site.

"Il est intéressant de noter que les plantes que nous voyons dominer ces forêts anciennes représentent un mélange de plantes que nous trouvons aujourd'hui dans le nord-ouest du Pacifique, le sud-est des États-Unis, et l'est de la Chine. Ce mélange de plantes a donné lieu à une grande diversité, probablement comparable à celui observé sous les tropiques modernes, bien que ces forêts aient existé alors à des altitudes plus élevées, et le fait qu'il y avait des plantes résistantes au froid autour, sapins par exemple, " a déclaré Lowe. " Il est également intéressant de noter que malgré les éruptions volcaniques fréquentes et dynamiques à travers le temps, la forêt n'a pas beaucoup changé entre les deux couches que nous avons analysées, ces forêts étaient donc apparemment assez résistantes aux éruptions volcaniques."

L'équipe a reconstitué l'ancienne température et les précipitations en utilisant la forme et la taille des feuilles fossiles, et j'ai trouvé que c'était similaire à Seattle d'aujourd'hui, bien qu'existant alors à des altitudes plus élevées. Apparemment, certaines des plantes tempérées emblématiques du nord-ouest du Pacifique ont prospéré dans cette poche de haute altitude plus fraîche, quand le reste de la région était un climat subtropical semblable à celui de la Floride. L'activité volcanique qui était fréquente (mais pas assez dévastatrice pour anéantir toutes les plantes à chaque éruption) a fourni un sol fertile. Aussi, des altitudes plus basses dans les contreforts des montagnes ont créé des zones où les températures tempérées, les plantes plus fraîches pourraient se mêler aux plantes qui aiment la chaleur, fournir un environnement pour que les deux groupes de plantes coexistent dans un mélange très diversifié d'espèces végétales.

En plus de mieux comprendre l'écosystème de ces forêts tempérées précoces, cette étude fournit des indices sur ce qui peut arriver avec les préoccupations d'aujourd'hui concernant le changement climatique. En comprenant comment les plantes du nord-ouest du Pacifique vivaient dans les conditions subtropicales du passé, nous pouvons mieux comprendre ce qui peut arriver à mesure que les températures augmentent dans la région aujourd'hui.

"Comme nous le voyons dans les sites de montagne comme McAbee, et de plus en plus aujourd'hui, les espèces végétales et animales des climats plus froids sont poussées à des altitudes plus élevées à mesure que le climat se réchauffe. Mais que se passe-t-il quand il n'y a pas plus haut à faire ? Nous perdons ces espèces, " Le Dr David Greenwood a déclaré, L'ancien conseiller de Lowe et co-auteur de l'étude McAbee.

Dans les années à venir dans le cadre de son doctorat. recherche, Lowe va regarder les archives fossiles lors d'un autre, période chaude plus récente (il y a 17 à 15 millions d'années) pour voir comment les plantes et les climats régionaux ont réagi. Avec d'autres paléontologues de Burke, il envisage d'analyser des fossiles de Washington, Oregon, et Idaho.

Cette étude fournit un contexte écologique dans lequel comprendre la diversification et l'évolution des familles de plantes qui dominent maintenant les latitudes tempérées dans l'hémisphère nord, et ce qui pourrait potentiellement arriver à cet important écosystème face au réchauffement climatique actuel.