De minuscules bulles d’un ancien océan découvertes à l’intérieur de rochers à New York


Des scientifiques ont découvert de petites poches d’eau de mer emprisonnées dans la roche depuis quelque 390 millions d’années, une découverte qui pourrait considérablement approfondir notre compréhension de l’évolution des océans et de leur adaptation aux conditions climatiques changeantes.

Anciennes poches d’eau de mer piégées dans un framboïde de pyrite de fer. (Daniel Gregory, Université de Toronto/Cortland Johnson, Pacific Northwest National Laboratory)

Les minuscules quantités de liquide représentent des eaux autrefois peuplées de grands poissons blindés, d’ammonoïdes, de scorpions de mer géants et de trilobites.

Bien qu’il ne s’agisse pas du plus ancien échantillon d’eau jamais enregistré, on pense qu’il s’agit des plus petits vestiges de mers anciennes jamais étudiés.

L’eau de mer cachée a été préservée dans des roches de pyrite de fer dans le nord de l’État de New York, repérée par une équipe de chercheurs qui étudiait un problème environnemental important : le lessivage de l’arsenic toxique des roches.

Au même moment, ils ont remarqué de minuscules défauts sous la forme d’amas sphériques de petits cristaux de pyrite, appelés framboïdes.

Une pyrite framboïde. (Daniel Gregory, Université de Toronto/Cortland Johnson, Pacific Northwest National Laboratory)

“Nous avons d’abord examiné ces échantillons au microscope électronique, et nous avons vu ces sortes de mini-bulles ou de mini-caractéristiques à l’intérieur du framboïde et nous nous sommes demandés ce qu’elles étaient”, explique la géochimiste Sandra Taylor, du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) du ministère américain de l’énergie, dans l’État de Washington.

Une combinaison de techniques de tomographie par sonde atomique et de spectrométrie de masse a été utilisée, déployant des impulsions laser finement contrôlées et des faisceaux d’électrons pour ioniser les atomes et confirmer que l’eau piégée dans les roches était bien de l’eau salée et correspondait au profil chimique de l’ancienne mer intérieure de la région.

À partir de la taille minuscule des dépôts de framboises, moins de 10 micromètres, les chercheurs ont également pu déduire les conditions dans lesquelles ils se sont formés.

Au cours du Dévonien moyen, il y a près de 400 millions d’années, cette mer se serait étendue de l’endroit où se trouve aujourd’hui le Michigan jusqu’à l’Ontario au Canada. Son récif aurait rivalisé en taille avec la Grande Barrière de Corail en Australie. Des créatures ressemblant à des trilobites et les premiers types de limules y auraient élu domicile sous l’eau.

Il n’est pas rare que des minéraux et des pierres précieuses renferment des liquides piégés, mais il est rare qu’ils puissent être analysés à une échelle nanométrique comme celle-ci. Le sel gemme ou l’halite est généralement nécessaire pour les découvertes de ce type, mais les scientifiques ont maintenant démontré une technique similaire pour la pyrite, qui est beaucoup plus abondante.

“Les dépôts de sel provenant d’eau de mer piégée sont relativement rares dans les archives rocheuses, il manque donc des millions d’années dans les archives et ce que nous savons actuellement est basé sur quelques localités où l’on trouve de l’halite”, explique le géochimiste Daniel Gregory, de l’université de Toronto au Canada.

Tout doucement, le climat a changé et asséché la mer intérieure, les fossiles piégés dans ses sédiments devenant les roches de pyrite échantillonnées dans cette recherche des centaines de millions d’années plus tard.

Grâce à l’étude continue de ces dépôts minéraux, les chercheurs ont l’intention d’en apprendre davantage sur la façon dont l’océan a géré la hausse des températures, ce qui devrait donner une indication sur la façon dont un scénario similaire pourrait se dérouler aujourd’hui.

Les chercheurs prévoient également d’utiliser ces techniques pour mieux comprendre comment l’hydrogène interagit avec les roches. Le stockage et l’extraction en toute sécurité de grandes quantités d’hydrogène dans les réservoirs souterrains est une stratégie actuellement étudiée pour que cet élément puisse être utilisé comme source de carburant à faible teneur en carbone.

“Grâce à cette technique, nous pourrions comprendre ce qui se passe au niveau atomique, ce qui nous aiderait à évaluer et à optimiser les stratégies de stockage de l’hydrogène dans le sous-sol”, explique M. Taylor.

La recherche a été publiée dans Earth and Planetary Science Letters.

Lire aussi : Des scientifiques viennent de découvrir un vaste aquifère d’eau de mer ancienne sous l’Antarctique

Source : Science Alert – Traduit par Anguille sous roche


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