De nouvelles recherches montrent que l’activité humaine modifie considérablement la manière dont les organismes marins sont préservés, avec des effets durables qui peuvent à la fois améliorer et altérer les archives fossiles. Les résultats sont publiés dans la revue Biogeosciences .

"Nous ne modifions pas seulement l'environnement ; nous modifions également la nature des documents qui archivent ces informations", a déclaré Michal Kowalewski, titulaire de la chaire Thompson de paléontologie des invertébrés au Musée d'histoire naturelle de Floride.

"Ces changements peuvent être à la fois bons et mauvais. D'une part, les activités humaines peuvent empêcher les archives fossiles de préserver des informations utiles sur les changements en cours. Dans d'autres situations, les actions humaines peuvent en fait améliorer la qualité des archives fossiles en formation, fournissant ainsi plus d'informations. informations."

S’ils ne sont pas correctement pris en compte, ces effets sur les archives fossiles peuvent conduire à une mauvaise interprétation des données vitales pour les efforts de conservation. Les humains ont commencé à modifier les écosystèmes bien avant de commencer à les étudier systématiquement. Dans de nombreux endroits, la seule façon pour les scientifiques de savoir à quoi ressemblait un écosystème avant l'arrivée de l'homme est de consulter les archives fossiles récentes.

"Nous utilisons les fossiles dans le cadre de la conservation pour comprendre la transition entre des environnements naturels et vierges et ceux que nous connaissons aujourd'hui", a déclaré Kowalewski. Lorsque les scientifiques savent à quoi ressemblait un écosystème dégradé avant qu'il ne soit altéré, ils savent vers quoi viser lorsqu'ils tentent de le restaurer.

Kowalewski et ses collègues sont spécialisés dans la paléoécologie marine et ont co-écrit l'étude en mettant l'accent sur les lits de fossiles dans les océans du monde. Dans ces environnements, disent les auteurs, plusieurs facteurs interconnectés influencent la fossilisation, notamment la vitesse à laquelle les sédiments s'accumulent sur le fond marin, la mesure dans laquelle les animaux creusent dans les sédiments, la profondeur à laquelle les restes sont enterrés et la rapidité avec laquelle certains fossiles sont enterrés. se désintégrer avec le temps.

Tous ces facteurs peuvent et ont été influencés par les humains. La pratique du chalutage de fond, dans laquelle un filet est traîné le long du fond marin, mélange et baratte les sédiments, leur insufflant de l'oxygène qui décompose les restes organiques.

À l'échelle mondiale, on estime que le chalutage de fond rejette dans la colonne d'eau autant de sédiments que tous les fleuves du monde déposent dans les océans.

"En travaillant sur cette étude, j'ai été surpris de constater que les impacts du chalutage de fond soient si répandus", a déclaré l'auteur principal Rafal Nawrot, paléontologue à l'Université de Vienne. Nawrot étudie les changements dans les écosystèmes marins survenus depuis la dernière période glaciaire, un domaine dans lequel il est essentiel de connaître les différents facteurs qui favorisent ou entravent la fossilisation.

Il a raconté une étude dans laquelle lui et ses collègues ont constaté une absence flagrante de grosses coquilles dans les carottes de sédiments forées dans le fond marin. "Compte tenu de ce que nous savons maintenant de l'intensité du chalutage dans certaines des zones dans lesquelles nous travaillions, cette tendance pourrait simplement être un artefact de leur élimination par des filets traînés à travers le fond marin."

Les modifications des archives fossiles peuvent également être indirectes. Les extinctions locales causées par l’activité humaine et l’introduction d’espèces envahissantes peuvent à la fois prévenir et améliorer le processus de fossilisation. Les auteurs donnent l’exemple des crabes royaux rouges (Paralithodes camtschaticus), introduits intentionnellement dans la mer de Barents, entre la Russie et la Finlande, dans les années 1960. Là, ils avaient peu de prédateurs naturels et leur population a explosé.

Les crabes royaux rouges mangent à peu près tout ce sur quoi ils peuvent mettre leurs griffes et écrasent les carapaces de leurs proies. Cela a provoqué une forte réduction du nombre d'invertébrés fouisseurs, qui oxygénent les sédiments.

Moins d’organismes fouisseurs signifie moins d’oxygène dans les sédiments, ce qui signifie une meilleure préservation. Mais plus il y a de crabes broyeurs de coquilles, plus il y a moins de coquilles pouvant être conservées. Sans le bon contexte historique, les futurs paléontologues essayant de démêler cette séquence d'événements pourraient repartir déconcertés.

Ces changements, ainsi que d’autres changements provoqués par l’homme, peuvent être particulièrement difficiles à interpréter car ils imitent des processus naturels comme l’érosion ou les migrations d’espèces. Dans certains cas, l'activité humaine peut effacer entièrement les archives fossiles ou perturber les efforts de recherche en ajoutant des tonnes de matières étrangères à un environnement.

"Certains processus ne se produisent pas du tout naturellement, comme la reconstitution des plages", a déclaré Kowalewski. Lorsque des parties d'une plage sont emportées par des ouragans ou par l'élévation du niveau de la mer, les autorités locales paient souvent des navires pour transporter les sédiments des eaux profondes (où l'érosion naturelle est négligeable) jusqu'au rivage, les fossiles et tout le reste.

Dans d'autres cas, les fossiles eux-mêmes sont la cible d'une relocalisation.

"Les huîtres qui vivaient il y a des centaines de milliers d'années pourraient être retirées d'une zone et ajoutées au fond marin moderne d'une autre pour faciliter la restauration des récifs d'huîtres actuels", a déclaré Kowalewski.

Alors, comment les scientifiques peuvent-ils commencer à démêler les différentes forces naturelles et humaines qui influencent la fossilisation ? C'est compliqué, a déclaré Nawrot. "Cela dépend de l'objectif de l'étude, mais il existe des moyens de contourner ces problèmes."

Une stratégie récemment devenue plus réalisable à mettre en œuvre est la datation au radiocarbone. Les scientifiques utilisent cette méthode pour estimer l'âge de fossiles relativement jeunes, mais jusqu'à récemment, les coûts élevés signifiaient qu'elle ne pouvait être utilisée qu'avec parcimonie.

Lors de l’analyse d’une carotte de sédiments forée dans les fonds marins modernes, dans laquelle les organismes situés au sommet peuvent être des milliers d’années plus jeunes que ceux situés au fond, les chercheurs ne sélectionnent généralement que quelques fossiles pour une datation au radiocarbone. Cela fournissait des informations fiables mais une mauvaise résolution, et si les sédiments avaient été mélangés sans le savoir par le chalutage de fond, les résultats pourraient être trompeurs.

"Vous ne seriez pas conscient de ce problème à moins d'échantillonner plusieurs spécimens par couche, ce qui n'est pas une approche répandue. Nous pensons que cela devrait être utilisé beaucoup plus souvent", a déclaré Nawrot.

Les chercheurs devront également faire preuve de plus de créativité dans les types d’analyses statistiques qu’ils utilisent pour interpréter les données. Ce type de méthodes prend du temps à développer et à tester, mais elles deviennent lentement plus courantes et les scientifiques se rapprochent d'une meilleure compréhension de la manière dont les humains affectent les archives historiques de la vie sur Terre.

"Les changements dans les archives géologiques peuvent être des empreintes digitales de l'activité humaine et peuvent eux-mêmes révéler quelque chose sur l'histoire d'un écosystème", a déclaré Kowalewski.

Martin Zuschin de l'Université de Vienne, Adam Tomašových de l'Académie slovaque des sciences et Daniele Scarponi de l'Université de Bologne sont également co-auteurs de l'étude.