Les îles Galápagos abritent une immense diversité de plantes et d'animaux que l'on ne trouve nulle part ailleurs dans le monde. Mais pourquoi c'est, et quand tout a commencé, reste une question ouverte.

Maintenant, les scientifiques peuvent avoir au moins une pièce de plus du puzzle. Selon une nouvelle étude publiée aujourd'hui en Lettres des sciences de la Terre et des planètes , la formation géologique d'une partie particulière de l'archipel, la partie responsable de l'immense biodiversité, s'est formée, il y a environ 1,6 million d'années.

L'auteur principal de l'étude est le boursier CIRES Kris Karnauskas, qui, selon vous, a un faible pour ces îles. Il les a beaucoup étudiés, auteur de six articles scientifiques évalués par des pairs avec « Galápagos » dans le titre. Mais une question en particulier le taraudait :quand les Galápagos sont-ils devenus les Galápagos ?

"J'ai demandé autour de moi et je n'ai pas pu obtenir de réponse directe, " dit Karnauskas, qui est également professeur adjoint au département des sciences atmosphériques et océaniques de l'Université du Colorado à Boulder. "Mes amis géologues ont dit il y a entre un demi-million et vingt millions d'années, en fonction de la fonctionnalité dont nous parlons."

L'âge d'une île en particulier, ou même toute la chaîne, n'était pas tout à fait ce que Karnauskas recherchait. "Je n'étais pas vraiment intéressé par le moment où la toute première île a fait une brèche à la surface, mais quand cet écosystème s'est développé, " dit-il. Il voulait mettre le doigt sur l'événement ou le moment géologique qui a transformé les Galápagos d'un autre ensemble d'îles océaniques ordinaires en l'un des endroits les plus biologiquement diversifiés au monde. " Ce n'est pas la façon habituelle de poser des questions dans géologie, il ne se prête pas non plus à la boîte à outils habituelle."

Pour commencer par les bases, les Galápagos siègent sur la plaque tectonique de Nazca, au large des côtes de l'Amérique du Sud. La plaque se déplace lentement d'ouest en est (environ 4 cm chaque année), et il se trouve que vous voyagez au-dessus d'un hotspot, un point où le magma du noyau de la Terre traverse la croûte terrestre, formant des îles volcaniques. La plus ancienne des îles Galápagos, maintenant érodé et non plus au-dessus de l'eau, a des millions d'années ; l'île la plus jeune, plus à l'ouest, se trouve actuellement au-dessus du hotspot.

Karnauskas et ses collègues ont émis l'hypothèse que l'événement critique qui a provoqué une explosion biologique dans les Galápagos s'est produit lorsque le courant de fond équatorial (EUC) a commencé à entrer en collision avec l'archipel. L'EUC est un courant qui, à cause des lois de la physique - la forme de la Terre et la façon dont elle tourne - est pratiquement collée à l'équateur. Mais que se passe-t-il quand quelque chose gêne ?

"C'est ce qui s'est passé avec les Galápagos, " dit Karnauskas. À un moment donné, une île assez grande (ou peut-être un groupe d'entre elles) s'élevait assez haut du fond marin pour bloquer le courant. Aujourd'hui, c'est l'île d'Isabela qui remplit ce rôle. "C'est un pur accident de la géographie qu'Isla Isabela soit si grande et se trouve juste sur l'équateur, là où l'EUC essaie de passer. C'est assez pour conduire à froid, l'eau riche en nutriments jusqu'à la surface où elle peut alimenter la productivité marine. Nous pouvons facilement le voir aujourd'hui depuis l'espace; l'eau est très froide et productive juste à l'ouest des Galápagos, le long des rives d'Isabela. Ce n'est pas une surprise que vous y trouverez tous les pingouins qui sautent dans l'eau."

Découvrir exactement quand les Galápagos ont bloqué l'EUC a nécessité l'aide d'une partie de la communauté paléoocéanographique. Karnauskas et ses collègues ont utilisé des données précédemment collectées à partir de carottes de sédiments - des échantillons profonds du fond marin - qui avaient été extraits de sites d'échantillonnage près des îles Galápagos et de l'Amérique du Sud. Les fichiers de données, qui sont hébergés par les centres nationaux d'information environnementale de la NOAA Boulder, ont fourni des informations sur les changements des températures de surface de la mer sur des millions d'années.

Bas et voici, il y a environ 1,6 million d'années, ils ont vu des changements dans la composition chimique des insectes fossiles dans les sédiments suggérant un changement significatif de ces températures. L'eau froide qui remontait autrefois au large des côtes de l'Amérique du Sud remontait soudainement le long des rives occidentales des Galápagos. Cela semblait familier à Karnauskas et à ses coauteurs; ils savaient, grâce à leurs propres expériences modèles menées au cours de la dernière décennie, qu'il s'agissait de l'empreinte digitale des Galápagos bloquant l'EUC. Co-auteur Eric Mittelstaedt, Professeur assistant de sciences géologiques à l'Université de l'Idaho, puis développé un nouveau modèle informatique de l'évolution géologique de l'archipel; en combinant ce modèle avec le modèle de circulation océanique de Karnauskas, l'équipe a pu corroborer de manière indépendante le timing.

A ce moment-là (d'un point de vue géologique, bien sûr), l'écosystème des Galápagos a été changé à jamais. L'EUC ne pouvant plus continuer tout droit vers le continent, une partie s'est précipitée vers le haut, emportant avec lui ces froids, des eaux riches en nutriments à la surface, et créer des conditions dans lesquelles le poisson, les plantes et les pingouins qui habitent maintenant la chaîne d'îles pourraient prospérer.

"Typiquement, nous utilisons des contraintes géologiques connues pour aider à expliquer les changements passés de l'environnement tels que la circulation océanique, " dit Karnauskas. " Dans ce cas, nous avons renversé le problème sur sa tête, modèles combinés qui ne sont normalement pas combinés, et découvert une nouvelle contrainte pour reconstituer le tableau d'ensemble de l'évolution de, et sur, les îles au fil du temps. Il fournit un point de données unique non seulement pour la géologie, mais aussi pour l'écologie et la biogéographie, où et quand la vie est distribuée."