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Ces étonnants « magnétofossiles » renferment de précieuses informations sur les climats du passé

Magnétofossiles géants vus par microscopie électronique. Crédits : Courtney Wagner, Ioan Lascu and Kenneth Livi.

Des chercheurs de l’Université d’Utah (États-Unis) ont mis au point une technique novatrice de détection des magnétofossiles géants dans les sédiments marins. Ces étranges fossiles sont le fait de spécimens encore inconnus de bactéries dites magnétotactiques. Or, ces dernières contiennent de toute évidence des informations précieuses sur les épisodes de réchauffements rapides du passé de la Terre. Les résultats ont récemment été publiés dans la revue PNAS.

Certaines bactéries ont l’étonnante capacité de produire des magnétosmes. Il s’agit d’organites qui permettent aux organismes en possédant de s’orienter grâce aux lignes du champ magnétique terrestre. Découvertes en 1975, elles portent le nom de bactéries magnétotactiques. Les chercheurs les étudient grandement de nos jours, notamment dans le cadre des biotechnologies.

L’intérêt des magnétofossiles en climatologie

Toutefois, elles intéressent également les climatologues. En effet, leur dépôt puis fossilisation dans les sédiments marins laissent une trace très spécifique de fer bactérien. Ces particules magnétiques de taille nanométrique sont appelées des magnétofossiles. Or, les carottages ont montré la présence de magnétofossiles géants aux formes exotiques à certaines époques reculées, en particulier entre -56 et -34 millions d’années où leur taille atteignait plus de vingt fois celle des spécimens typiques.

Les scientifiques ont pu associer ces formations à des épisodes de réchauffements climatiques brutaux, responsables de profondes perturbations environnementales. De fait, les particules contiendraient de précieuses informations sur la disponibilité en nutriments et la stratification des océans de l’époque. On rappelle en effet que les bactéries utilisent ces sortes de boussoles biologiques pour se déplacer sur les lignes de champ magnétique. Cela leur permet ainsi de trouver un niveau où les conditions chimiques sont idéales.

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Diverses captures de magnétofossiles vus par microscopie électronique. Crédits : Robert E. Kopp, 2007.

Une technique de détection non destructive

Dans une nouvelle étude, des chercheurs ont mis au point une façon d’identifier ces magnétofossiles sans avoir besoin de réduire les échantillons en fine poudre par une technique d’extraction destructive. « Le processus d’extraction peut être long et infructueux, la microscopie électronique peut être coûteuse et la destruction des échantillons signifie qu’ils ne sont plus utiles pour la plupart des autres expériences », explique Courtney Wagner, auteure principale de l’étude. « La collecte et le stockage de ces échantillons nécessitent un personnel, un équipement et une planification spécialisés. Nous souhaitons donc conserver autant de matériel que possible pour des études supplémentaires ».

La nouvelle technique repose sur des mesures magnétiques à haute résolution. Testée sur des échantillons issus des rivages du New Jersey, elle a montré que les fossiles géants avaient une signature magnétique spécifique. « Les mesures sondent la réaction des particules magnétiques aux champs magnétiques appliqués de l’extérieur, ce qui permet de distinguer différents types de particules d’oxyde de fer sans les voir réellement » détaille Ramon Egli, coauteur du papier. Ainsi, plus besoin de passer par une phase dispendieuse de destruction des fragments.

« La capacité à trouver rapidement des assemblages de magnétofossiles géants dans les archives géologiques aidera à identifier l’origine de ces magnétofossiles inhabituels », indiquent les chercheurs dans leur étude. « C’est important, car aucun organisme vivant connu ne forme aujourd’hui des magnétofossiles géants et nous ne savons toujours pas quels organismes les ont formés dans le passé », relate Courtney Wagner. « Les organismes qui ont produit ces magnétofossiles géants sont totalement mystérieux, mais cela laisse des pistes de recherche passionnantes pour l’avenir », ajoute Ioan Lascu, coauteur de l’étude.