Quand le synchrotron révèle le monde fossile caché dans l'ambre opaque du Crétacé

- communiqué de presse

Mardi, 1 avril 2008

Plus de 350 inclusions animales viennent d'être découvertes dans de l'ambre complètement opaque issu de sites de Charentes datant du milieu du Crétacé (environ 100 millions d'années). Cette découverte a été effectuée par des chercheurs du Laboratoire Géosciences Rennes (CNRS/Université de Rennes) et du Laboratoire de paléoentomologie du Muséum national d'histoire naturelle de Paris (CNRS/MNHN) grâce à une technique mise au point à l'ESRF. Les rayons X très intenses de la source de lumière européenne ont permis de scanner deux kilogrammes de cette résine fossile et de révéler la présence d'insectes et d'autres petits animaux (acariens, araignées, crustacés) dans les morceaux d'ambre. La technique utilisée à l'ESRF est le seul moyen actuellement disponible pour visualiser et donc étudier de telles inclusions. Ces travaux sont sous presse dans Microscopy and Microanalysis en juin 2008.

Crédits : animation P. Tafforeau/ESRF.

Dans les sites du Crétacé, comme ceux des Charentes, on trouve jusqu'à 80% d'ambre opaque. Or, jusqu'à maintenant, l'ambre opaque résistait aux paléontologues, qui supposaient l'existence d'inclusions animales ou végétales fossiles, sans y avoir accès. Ce temps est révolu pour Malvina Lak et ses collègues du Laboratoire Géosciences Rennes, de l'ESRF de Grenoble, du Muséum national d'histoire naturelle de Paris et du Museum für Naturkunde der Humboldt de Berlin: ils ont appliqué à ces échantillons une technique d'imagerie en rayons X, extrêmement puissante, connue sous le nom de microradiographie en contraste de phase. Les rayons X du synchrotron peuvent pénétrer à l'intérieur des échantillons opaques et les « éclairer » de façon à révéler les inclusions.

Les scientifiques ont ainsi exploré 640 morceaux d'ambre. C'est la première fois que l'on a découvert ce qu'ils contenaient. Nous allons pouvoir maintenant étudier ces fossiles dans les moindres détails, nous dit Paul Tafforeau, paléontologue à l'ESRF. En effet, l'équipe a pu visualiser pas moins de 356 animaux fossiles, allant des guêpes et des mouches aux fourmis, araignées et même acariens. Seule la famille de la moitié des organismes découverts a pu être identifiée et les espèces correspondantes sont encore inédites.

La plupart des inclusions dans l'ambre sont de très petite taille. Par exemple, un des acariens découverts mesure 0,8 mm de long tandis qu'une guêpe fossile ne dépasse pas 4 mm. La petite taille des organismes est probablement due au fait que les animaux plus gros ont été capables de s'échapper de la résine plus facilement, alors que les plus petits sont restés piégés, explique Malvina Lak.

a) Différentes variétés de l'ambre opaque crétacé des Charentes, de couleur miel et un peu translucide ou brun laiteux plus ou moins sombre ; b et c) microradiographies d'un morceau d'ambre opaque, par b) imagerie d'absorption et (c) contraste de phase, révélant, à droite et à gauche, les silhouettes de deux insectes. © M. Lak, P. Tafforeau, D. Néraudeau (ESRF Grenoble et UMR CNRS 6118 Rennes). Planche montrant la diversité des organismes fossilisés dans l'ambre opaque, imagés par microradiographie à l'ESRF: a) gastéropode, b) annélide, c) araignée, d) rameau de conifère, e) crustacé, f) guêpe. © M. Lak, P. Tafforeau, D. Néraudeau (ESRF Grenoble et UMR CNRS 6118 Rennes).

De l'eau pour mieux voir les tout petits fossiles

Les défauts de surface des morceaux d'ambre tels que des craquelures perturbent l'image en rayons X. Afin de résoudre ce problème, les scientifiques ont eu l'idée de placer leurs échantillons dans de l'eau. Comme l'eau et l'ambre ont des densités très proches, l'immersion rend les contours des morceaux d'ambre et leurs imperfections presque invisibles. En même temps, ce procédé augmente la visibilité sur l'inclusion et améliore la détection et la caractérisation des fossiles.

Classification des espèces

Après avoir repéré les inclusions au cours d'un premier scanner, les chercheurs ont appliqué les techniques de microradiographie et microtomographie sur certains de ces fossiles. Ils ont ainsi pu les imager en trois dimensions avec une grande précision, et même les extraire virtuellement de la résine. L'excellente qualité de ces reconstructions en trois dimensions, qui font appel à des procédés informatiques très performants, permet aux paléontologues d'étudier et de décrire ces fossiles de façon extrêmement détaillée. Le succès de cette expérience montre la grande valeur des nouvelles techniques d'imagerie de l'ESRF pour l'étude des fossiles. L'ambre opaque contient encore de nombreux aspects inconnus de la vie passée sur notre planète, et l'utilisation des sources de rayonnement synchrotron de troisième génération continuera à jouer un rôle essentiel dans ces découvertes, affirme Malvina Lak.

Ces travaux ont bénéficié du projet AMBRACE de l'ANR.

Note(s): 
  1. Imagerie en 3 dimensions
  2. Evolution faunique, floristique et paléoclimatique des AMBRes crétaCEs de France
Source(s): 

Phase Contrast X-ray Synchrotron Imaging: Opening Access to Fossil Inclusions in Opaque Amber,
Malvina Lak, Didier Néraudeau, André Nel, Peter Cloetens, Vincent Perrichot, and Paul Tafforeau,
Microscopy and Microanalysis Vol. 14, No. 3, juin 2008.

Contact(s):
  • Paul Tafforeau, ESRF
    paul [dot] tafforeau [at] esrf [dot] fr
  • Didier Neraudeau, Géosciences Rennes
    didier [dot] neraudeau [at] univ-rennes1 [dot] fr, 02 23 23 65 96

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