L'horloge atomique calcule l'âge des œufs de dinosaures

Une couvée de 28 œufs de dinosaures découverts dans la réserve fossilifère de Qinglongshan, en Chine centrale, est vieille d'environ 86 millions d'années, selon des scientifiques qui ont utilisé la technique de l'horloge atomique pour dater les spécimens. Les chercheurs espèrent désormais que les œufs et la technique utilisée pour estimer leur âge contribueront à révéler comment les dinosaures vivant dans le bassin de Yunyang, en Chine, se sont adaptés à un climat plus froid.

La méthode de datation utilisée pour étudier les œufs, plus connue sous le nom de datation au carbonate d'uranium-plomb ou U-Pb, est une méthode courante pour déterminer l'âge des minéraux carbonatés contenant du calcium, du fer, du manganèse et du magnésium. Ces minéraux contiennent de l'uranium, qui se désintègre en plomb au fil du temps, explique CNN.

Les scientifiques ont utilisé un microlaser pour découper des morceaux de coquille d'œuf fossilisée, vaporiser les fragments minéraux, puis compter la quantité d'atomes d'uranium et de plomb. En mesurant le rapport uranium/plomb, les chercheurs ont pu déterminer l'âge des œufs.

La récente découverte de calcite – une forme de carbonate de calcium – dans des coquilles d'œufs fossiles suggère que ces œufs pourraient être de bons candidats pour la datation U-Pb, ont rapporté des chercheurs jeudi dans la revue Frontiers in Earth Science. Ces œufs sont les premiers fossiles datés de manière fiable dans la réserve fossilifère de Qinglongshan, qui comprend trois sites contenant plus de 3 000 œufs, dont la plupart sont partiellement exposés et préservés en 3D, leurs formes originales étant restées pratiquement inchangées, note CNN.

La plupart des œufs trouvés appartiennent à l'espèce Placoolithus tumiaolingensis, un membre de la famille des Dendrolithaceae, dont la classification est basée sur les œufs eux-mêmes plutôt que sur le squelette fossile du dinosaure. (Le dinosaure qui a pondu les œufs n'a pas encore été identifié.) Les œufs sont des sphères légèrement aplaties de 120 à 170 millimètres de long, avec une coquille minéralisée d'une épaisseur maximale de 2,4 millimètres.

Les coquilles d'œufs de ce groupe sont généralement relativement poreuses pour des œufs de dinosaures, une caractéristique qui peut donner un aperçu de cet ancien écosystème pendant la période du Crétacé (il y a 145 à 66 millions d'années), lorsque la Terre avait déjà commencé à se refroidir.

Les paléontologues estiment souvent l'âge des fossiles végétaux et animaux en se basant sur les sédiments dans lesquels la matière organique est préservée. Cependant, les fossiles peuvent se trouver à un endroit précis avant ou après la formation de roches, de lave ou de cendres à proximité, ce qui signifie qu'ils peuvent être plus anciens ou plus récents que l'endroit où ils ont été découverts, note CNN.

Leur idée de tester la datation U-Pb sur la calcite contenue dans des œufs fossilisés « est née par hasard lors de discussions avec des chercheurs spécialisés dans la chronologie des stalagmites utilisant des méthodes U-Pb carbonatées », a déclaré à CNN par courriel Bi Zhao, co-auteur de l'étude et chercheur à l'Institut des géosciences du Hubei à Wuhan. « Nous avons décidé de tester cette méthode sur les œufs de Qinglongshan sans nous attendre à des résultats aussi clairs et fiables. »

La géochronologie — la science qui permet de déterminer avec précision l'âge des roches et des minéraux — par analyse U-Pb « est de loin la méthode de datation la plus précise disponible », affirme Heriberto Rosin-Bañaga, chercheur postdoctoral au Département des sciences de la Terre de l'Université de Toronto. Rosin-Bañaga, qui n'a pas participé à la nouvelle étude, a utilisé cette méthode pour analyser d'anciens coraux et des bélemnites, une classe éteinte de céphalopodes ressemblant à des calmars.

Les scientifiques ont utilisé la datation U-Pb sur des roches âgées de 1 million à des centaines de millions d'années avec un degré de confiance élevé dans leurs résultats, a déclaré Zhao. Il existe d'autres systèmes de désintégration radioactive pour l'analyse géologique ancienne, mais « le système U-Pb est considéré comme le plus précis », a déclaré Roshin-Banyaga.

Les progrès récents ont rendu la datation U-Pb plus accessible, a déclaré Zhao, mais elle n'est pas encore largement disponible pour l'analyse des fossiles. « Elle nécessite un équipement très sophistiqué et des conditions de laboratoire strictes », a-t-il ajouté. Les échantillons doivent être soigneusement collectés et analysés afin d'éviter toute contamination par d'autres matériaux qui pourraient fausser la chronologie. Et si la présence de calcite dans les coquilles d'œufs a rendu cette analyse possible, ce n'est peut-être pas le cas pour d'autres types de fossiles.

« Théoriquement, cette méthode pourrait être appliquée à d'autres fossiles contenant des minéraux carbonatés primaires. Cependant, nous n'avons pas encore tenté cette approche », souligne Zhao. « La faisabilité du projet dépend de la préservation du matériau carbonaté et du contexte géologique. »

Le site de Qinglongshan offre un rare aperçu terrestre du Crétacé, illustrant le comportement de nidification des dinosaures et la façon dont leurs groupes interagissaient avec leur environnement. La porosité de ces œufs pourrait représenter une adaptation évolutive pour cette espèce de dinosaure non identifiée, mais on ignore également si la présence d'œufs poreux a constitué un avantage ou un inconvénient lors du refroidissement de leur environnement.

L'étude ayant établi que la datation U-Pb est une méthode viable pour déterminer l'âge des œufs fossiles, les chercheurs prévoient d'appliquer cette méthode à d'autres découvertes crétacées à proximité « afin de mieux comprendre l'origine et l'évolution de ces œufs caractéristiques », ainsi que les habitudes de nidification des dinosaures qui les ont pondus, a déclaré Zhao. Compte tenu de l'existence de plus de 200 couvées d'œufs de dinosaures dans le monde, dont seules quelques-unes ont été datées avec précision, la datation U-Pb pourrait constituer un nouvel outil précieux pour étudier des exemples préservés de ponte d'œufs de dinosaures et comprendre son évolution au fil du temps.

« Si elle est appliquée plus largement », espère Zhao, « cette approche pourrait aider à établir une base chronologique solide pour le comportement reproductif des dinosaures. »