Extraction de gigantesques serpents fossiles
Pour les scientifiques intéressés par ce à quoi le monde ressemblait et se sentait il y a des millions d’années, les mines de charbon sont aussi bonnes qu’elles le sont. Bien que le charbon puisse être l’un des principaux responsables du réchauffement climatique, il n’y a pas de place comme une mine de charbon pour étudier le changement climatique dans le passé et ses effets probables sur notre propre monde. Les sociétés minières le savent, et pour quelque raison que ce soit, qu’il s’agisse d’une bonne citoyenneté ou simplement de bonnes relations publiques, elles prêtent souvent un coup de main aux paléontologues.
Considérons, par exemple, Cerrejón, un immense ensemble de mines de charbon à ciel ouvert dans le nord de la Colombie, près de la côte caraïbe. Les fosses sont d’énormes cicatrices circulaires de paysage lunaire dans la terre avec des pentes shaley qui déversent l’eau de ruissellement dans des lacs de cratère verts où aucune plante n’ose pousser et aucun oiseau n’ose nager. De temps en temps, la dynamite s’effondre sur une partie du mur d’enceinte et d’énormes grues recueillent le charbon tandis que les feux de méthane éructent des fissures dans les falaises au-dessus.
Mais il y a autre chose. Les pentes schisteuses de Cerrejón ont conservé les archives fossiles de tout un écosystème tropical tel qu’il existait il y a 58 millions d’années. En regardant les fossiles, les paléontologues peuvent dire à quoi ressemblait l’ancien climat de Cerrejón (plus chaud et plus humide qu’aujourd’hui) et à quoi ressemblait le feuillage (très luxuriant et semblable à la jungle amazonienne d’aujourd’hui). Les animaux étaient énormes. Cerrejón avait des tortues de rivière avec des coquilles de la taille de tables de cuisine pouvant accueillir six personnes, et au sommet de la chaîne alimentaire se trouvait Titanoboa cerrejonensis, un serpent de 45 pieds et 2 500 livres. Titanoboa était un véritable monstre de rivière – le plus grand serpent jamais connu pour avoir existé, et environ cinq fois la taille de l’anaconda amazonien, le plus grand serpent vivant aujourd’hui.
Ce que le charbon montre, c’est que Cerrejón a produit ces créatures géantes à une époque où les températures ambiantes moyennes sous les tropiques étaient élevées dans les années 80, environ six degrés plus chaudes qu’aujourd’hui et à peu près aussi chaudes que les températures peuvent l’être sans risquer une extinction massive. Pourtant, Titanoboa et la forêt où il vivait ont apparemment prospéré.
Et ce que l’extraction du charbon vous donne, c’est l’accès à un tel endroit. Cerrejón est le seul écosystème tropical ancien complet disponible pour étude. On peut supposer qu’il y a beaucoup de fossiles sous les tropiques, mais ils sont enterrés dans la jungle quelque part au milieu de nulle part. Les subventions universitaires ne peuvent pas payer pour de grandes fouilles sur spec, mais les compagnies de charbon le feront, car le charbon vaut bien l’investissement.
Et comme les paléontologues et les sociétés charbonnières savent depuis au moins un siècle que les mines sont des coffres au trésor de secrets anciens, de nombreuses entreprises ont du personnel scientifique qui recherche des formations inhabituelles et alerte les recherches lorsqu’elles trouvent quelque chose de bon. Lorsque j’ai voyagé à Cerrejón il y a quelques années, la multinationale qui le dirige, Carbones del Cerrejón Ltd. a fait autant que possible pour aider les paléontologues en visite, fournissant tout, des casques de protection aux conducteurs de camions équipés de radio, qui savaient quand la dynamite était prête à exploser et où trouver un abri quand cela s’est produit.
Les gisements de charbon sont des marécages de tourbe comprimée qui ont commencé comme des forêts tropicales sèches. Les températures deviennent plus froides au début d’un cycle climatique naturel, et les calottes glaciaires polaires se dilatent et le niveau de la mer baisse. Lorsque le cycle commence à changer, la glace n’a pas encore atteint son étendue maximale, mais les pluies augmentent sous les latitudes plus basses, transformant la forêt sèche en marais. La glace se réchauffe mais ne fond pas immédiatement. Quand c’est le cas, cela se produit rapidement et de manière spectaculaire, provoquant une forte élévation du niveau de la mer. L’eau salée inonde le marais, la forêt meurt, la boue, le limon et le sable tassent tout et le charbon se forme. Ensuite, le cycle recommence.
Les bonnes choses — spores, graines, pollen, parois cellulaires et os — ne se trouvent pas seulement dans le charbon lui-même, mais dans les couches de roche sédimentaire sur le sol et le toit de chaque gisement de charbon. Considérez les couches comme un sandwich: Le charbon est la garniture et les couches sédimentaires sont le pain. La tranche du bas nous montre ce qu’il y avait dans la forêt lorsque le cycle a commencé; la tranche du haut contient tout ce qui était là quand la forêt est morte. Chaque cycle, appelé “cyclothème”, dure environ 100 000 à 400 000 ans, selon l’endroit où il se trouve.
Il n’y a rien sur Terre de mieux qu’une mine de charbon pour analyser les écosystèmes anciens. Les informations contenues dans le charbon sont “si denses” compte tenu du volume de végétation comprimé, note Scott Elrick, géologue de l’Illinois State Geological Survey, “qu’il va sans dire que vous allez avoir une énorme présence de fossiles.”
Elrick fait partie d’un réseau informel de scientifiques qui surveillent les mines de charbon aux États-Unis et dans le monde pour trouver des opportunités d’étudier de nouvelles strates à mesure qu’elles sont exposées. En 2006, Elrick et un collègue ont découvert quatre miles carrés de forêt fossile dans le plafond de la mine de tunnel de Vermilion Grove de Peabody Energy dans l’est de l’Illinois, élégamment préservée il y a 306 millions d’années lorsqu’une série de tremblements de terre a permis à la mer d’enterrer toute la forêt en un seul événement catastrophique.
Explorer les mines de charbon peut être une entreprise urgente, car les fossiles, une fois révélés, ne s’attardent pas. Une fois que Peabody a terminé l’extraction d’une section de filon de charbon à Vermilion Grove, l’entreprise a placé une clôture métallique contre le plafond pour empêcher les morceaux lâches du toit en schiste de tomber sur le plancher du tunnel. Les chercheurs devaient apporter des lampes de poche, prendre des photos, prélever des échantillons et partir avant que la formation ne s’effrite.
La bonne nouvelle est que la science du charbon est une ressource renouvelable. Une fois l’ancienne formation disparue, une exposition fossile entièrement nouvelle est découverte. À Cerrejón, les pluies tropicales de printemps et d’été coupent d’énormes canaux d’érosion dans le schiste et le mudstone, envoyant des fossiles et des os dans une tombe aquatique dans le cratère bien en dessous. Mais en novembre, les chercheurs peuvent trouver un tout nouvel ensemble de restes squelettiques séchant au soleil.
Les plantes et les animaux fossiles en disent long sur ce qu’était le monde préhistorique à chaque cycle glaciaire. Mais les chercheurs poussent l’analyse un peu plus loin. Le réchauffement et le refroidissement de la Planète résultent en partie de changements périodiques de l’orientation de la Terre pendant l’orbite. Mais les tendances au réchauffement s’accompagnent d’une augmentation spectaculaire du dioxyde de carbone atmosphérique. La question clé — pour notre époque – est de savoir si le CO2 est le moteur.
Le charbon est un “climat organique”, a déclaré la paléoclimatologue Isabel Montanez de l’Université de Californie à Davis. ” Il nous dit quand il faisait humide et quand il faisait sec.”Et le charbon peut être un outil pour reconstruire le CO2 atmosphérique à des moments géologiques particuliers. “C’est une jauge environnementale”, a déclaré Montanez, “qui me permet de lier le niveau de la mer au CO2 dans l’atmosphère au climat continental.”
Montanez reste en contact avec Elrick et les autres membres du réseau pour trouver où explorer ensuite. Depuis deux ans, elle analyse les stomates des plantes fossiles — les pores par lesquels les plantes absorbent le CO2 dont elles ont besoin pour la photosynthèse. Ses échantillons proviennent de mines de charbon dans de nombreuses régions du monde; une grande partie des travaux récents a été effectuée dans le bassin du Donets, en Ukraine. La “substance au fond” d’un filon de charbon est la fin de la fin d’une période glaciaire, a-t-elle déclaré. Le dioxyde de carbone est faible et les plantes ont “beaucoup plus de stomates” pour obtenir ce dont elles ont besoin. “Au-dessus du charbon, il y a de moins en moins de stomates”, a-t-elle ajouté.
C’est à ce moment que le CO2 atteint ses niveaux les plus élevés — et quand les inondations surviennent. Ensuite, tout ce qui se trouve dans les marais meurt ou est emporté vers la mer où le plancton aspire tout le carbone en vrac, et le CO2 atmosphérique plonge à nouveau.
Alors qu’est-ce que cela signifie pour nous aujourd’hui ? Beaucoup, il s’avère. La Terre est dans une période “interglaciaire” en ce moment. Le dioxyde de carbone augmente et la planète se réchauffe. La glace fond, le pergélisol polaire et le dégel de la toundra, les microbes sur terre ont leur propre fête de végétation morte et commencent à émettre du méthane — un puissant gaz à effet de serre — en quantité suffisante pour augmenter le réchauffement.
Le charbon nous dit que, en soi, il n’y a rien d’inhabituel dans le changement climatique, “et quand nous en parlons aux gens, ils pensent que parce que c’est un processus naturel, ils n’ont pas à s’inquiéter des émissions de CO2″, a déclaré Montanez. ” Mais ce que nous faisons n’est pas naturel.”Le cycle naturel prend plusieurs centaines de milliers d’années. Les plantes et les animaux ont le temps d’évoluer. Avec les changements atmosphériques qui se produisent de nos jours, cependant, ce cycle pourrait se produire dans des siècles. De nombreuses plantes et bestioles n’auront pas assez de temps pour s’adapter.
Le charbon nous indique également que lorsque le CO2 atmosphérique augmente, l’effet de réchauffement s’accélère. Ajoutez les émissions automobiles et les gaz d’échappement des centrales électriques au charbon pour une secousse supplémentaire de CO2, et c’est comme augmenter le punch. “Cela fera une énorme différence, cela ne fait aucun doute”, a déclaré Montanez. “La question est de savoir quand.”
