Clima din vremea dinozaurilor Pentru știință
Datorită analizei dinților fosili, știm că dinozaurii au experimentat mai multe cicluri de răcire și încălzire. Cu toate acestea, climatul global a fost mai blând decât în prezent.
Dinții rechinilor actuali sunt analizați de geochimiști care determină compoziția izotopică a oxigenului în funcție de temperatură. Aceste măsurători efectuate, pot reconstitui climele trecutului prin studierea dinților fosili.
Jurasicul (cu –200 - –145 milioane de ani în urmă) și Cretacicul (–145– –65 milioane de ani) sunt două perioade din istoria Pământului marcate de domnia necontestată a reptilelor și a dinozaurilor. În ceea ce privește flora, angiospermele (plante ale căror semințe sunt protejate de un fruct, acestea sunt plantele cu flori) înlocuiesc treptat gimnospermele (plante cu semințe goale, cum ar fi coniferele) la sfârșitul Cretacicului inferior (există aproximativ 100 de milioane de ani ). În ce condiții meteorologice au avut loc aceste evenimente? Scheletele vertebratelor și nevertebratelor ne ajută să răspundem și să reconstruim clima în timpul dinozaurilor. Morcovii de înghețată nu ajung atât de departe.
Să vedem mai întâi morfologia Pământului în acest moment. La sfârșitul Cretacicului inferior acum 100 de milioane de ani, deschiderea Oceanului Atlantic a fragmentat din ce în ce mai mult masele terestre (vezi figura de la pagina 2). Nivelul mării a fost de aproximativ 100 până la 150 de metri deasupra nivelului actual și a lăsat mari platforme maritime care se întindeau spre tropice, în partea de vest a Tethys, oceanul primordial înconjurat de continente.
Schelete care vorbesc volume
Europa era un mozaic de insule scăldate în mări calde și puțin adânci, înconjurate de mase terestre locuite de dinozauri, crocodili, țestoase și câteva mamifere mici. Pe mare, sedimentele (viitoarele calcare și marne) au prins multe schelete de nevertebrate carbonat de calciu (stridii, belemnite, brahiopode) și vertebrate (pești și reptile) în țesuturile formate din carbonat de calciu. Calciu Ca5 (PO4) 3 (OH, F, Cl). Pe continente, rămășițele vertebratelor terestre, cum ar fi dinozaurii, au fost îngropate în solurile nisipoase sau mlăștinoase ale mediilor de coastă.
Aceste diferite biominerale de carbonat și fosfat conțin elemente chimice ale căror cantități sau proporții de izotopi (atomi de aceeași natură, de exemplu oxigen, care diferă prin numărul de neutroni din nucleu) mărturisesc condițiile fizico-chimice, cum ar fi temperatura și salinitatea, a mediului în care a trăit animalul. Cu toate acestea, în timpul și după înmormântarea lor în sedimente, scheletele fosile din carbonat de calciu suferă uneori procese de dizolvare și recristalizare care transformă compoziția chimică a mineralelor și, prin urmare, modifică cantitățile de izotopi.
Acest fenomen, numit diageneză, poate modifica astfel memoria chimică a condițiilor originale ale mediului de viață al acestor animale fosilizate. Cu cât este mai lung timpul care a trecut de când fosilele au fost îngropate în sediment, cu atât este mai mare probabilitatea ca memoria chimică să fie parțial modificată sau chiar pierdută. În acest caz, analiza chimică a acestor fosile poate duce la interpretări eronate ale mediilor trecute ale planetei noastre.
Apatitul, care constituie țesutul mineralizat al vertebratelor, este un mineral mai rezistent la procesele de diageneză, deoarece este mult mai puțin solubil decât carbonații de calciu. Mai bine, smalțul dentar, un țesut deosebit de dens și foarte puțin modificabil, este, prin urmare, un material de alegere pentru reconstituirea climei antice ale planetei noastre.
Vertebratele își construiesc scheletele din ioni de calciu Ca 2+ și fosfat PO4 3 - pe care îl găsesc în hrana și apa potabilă. În timpul metabolizării acestui ultim nutrient, cei doi izotopi de oxigen O16 și O18 ai fosfatului mineralizat al animalului sunt distribuiți în funcție de două variabile: temperatura animalului și compoziția izotopică a oxigenului animalului. adesea cea a mediului de viață (apa mării sau apa ploii). Astfel, datorită geometriei și energiilor care caracterizează molecula PO4 3, aceasta încorporează izotopul greu O18 cu atât mai mult cu cât temperatura mediului este scăzută.
În timpul creșterii țesuturilor fosfatice ale ființelor vii, un echilibru izotopic dinamic este menținut de enzime în timpul reacțiilor care au loc între oxigenul din apă și cel din fosfat.
Pentru a exprima raportul a doi izotopi de oxigen O16 și O18 în natură, geochimiștii folosesc notația δ 18 O (exprimată în procente) care compară compoziția izotopică a probelor măsurate cu cea a unei referințe universale, smow (pentru apă medie standard a oceanului) ). Acest parametru reprezintă compoziția izotopică medie a oceanului mondial. Δ 18 O al oceanului mondial este, prin definiție, egal cu 0.