Forêt fossile de l’Arctique canadien : découverte de trois nouvelles espèces éteintes de noix
Il y a 45 millions d’années, à moins de 1 000 kilomètres du pôle Nord, il existait une forêt riche en espèces dont les vestiges ont été découverts il y a à peine 40 ans. Mais ce n’est que maintenant qu’une équipe de chercheurs a découvert que trois espèces de noix jusqu’alors inconnues y poussaient également.
Là où poussent aujourd’hui des saules polaires et des bouleaux nains de quelques centimètres de haut, d’énormes souches et racines émergent du sol, entourées de branches, de feuilles, de cônes et de graines, presque comme si elles venaient de tomber. C’est en 1985 que le géologue Brian David Ricketts est littéralement tombé sur les restes fossilisés d’une forêt qui poussait il y a 45 millions d’années, au milieu de l’Éocène, sur l’île arctique Axel Heiberg, qui appartient aujourd’hui au Canada.
Un an plus tard seulement, James Basinger, aujourd’hui professeur émérite de géosciences à la University of Saskatchewan, était l’un des premiers scientifiques à explorer la forêt fossile avec son équipe. Il se souvient encore parfaitement de ses impressions lors de sa première expédition sur le site et les décrit ainsi dans un courriel adressé au Polar Journal AG :
« Ce qui est le plus impressionnant, c’est le contraste flagrant entre le passé et le présent. Des souches de plus d’un mètre de diamètre, toujours enracinées dans le sol où elles ont poussé. Ces souches forment un contraste saisissant avec la toundra arctique d’aujourd’hui. Il s’agit d’environnements totalement différents, mais qui se trouvent tous deux dans le Grand Nord, séparés non pas dans l’espace, mais dans le temps.
Un examen plus attentif révèle l’état de conservation remarquable des fossiles. Les feuilles mortes ressemblent à du compost d’arrière-cour. Du bois qui semble presque moderne et qui l’est au toucher. Et bien sûr, des cônes et des noix, dont des noix de Grenoble, qui gisent à la surface ».
« Il n’y a pas vraiment beaucoup d’endroits où l’on peut voir des fossiles aussi bien conservés », a déclaré le professeur Steven Manchester, conservateur de paléobotanique au Florida Museum of Natural History, dans un communiqué de presse du musée.
Une forme rare de conservation
L’état de conservation exceptionnel du matériel végétal fossile s’explique par un mode de conservation particulier, qui ne s’est produit que très rarement dans l’histoire de la Terre : la momification. Cette forme de fossilisation ne se produit que dans des conditions très particulières, qui semblent avoir été réunies au pied des Geodetic Hills sur Axel Heiberg il y a 45 millions d’années.
« Les noyers poussaient dans la plaine alluviale d’une rivière à méandres. Les inondations périodiques de la plaine alluviale ont déposé des sédiments qui ont enseveli les noix », nous explique encore le professeur Basinger. « La fossilisation dépend de nombreux facteurs, dont un enfouissement rapide et l’exclusion de l’air/oxygène dans un sédiment saturé d’eau pour empêcher la décomposition. Et pour la qualité exceptionnelle de la conservation sur l’île d’Axel Heiberg, la momification des fossiles, il est nécessaire que les fossiles ne soient pas enterrés profondément, là où ils deviendraient du charbon. Et bien sûr, ils ont été froids, voire gelés, au cours des 10 derniers millions d’années, en raison de la détérioration globale du climat qui a conduit à la période glaciaire ».
Après la première expédition vers la forêt fossile, de nombreuses autres l’ont conduit sur l’île au cours des deux décennies suivantes, afin de collecter davantage de matériel fossile bien conservé. « La collecte répétée de noix fossiles émergeant des sédiments sous l’effet de l’érosion a été nécessaire pour accumuler l’extraordinaire collection que nous avons maintenant ». Une collection qui comprend plus d’un millier de noix et de graines – suffisamment de matériel pour permettre une identification précise de l’espèce.
Des espèces de noix jusqu’ici inconnues
Cependant, les caractéristiques des noix fossiles diffèrent de celles des espèces connues jusqu’à présent. Le professeur Manchester a analysé les noix, notamment par tomographie assistée par ordinateur, et a constaté, en les comparant aux espèces modernes, que les noyers qui poussaient sur Axel Heiberg il y a 45 millions d’années appartenaient à trois nouvelles espèces, pourtant déjà éteintes : Juglans eoarctica, J. nathorstii et J. cordata.
Dans une étude publiée récemment dans l’International Journal of Plant Sciences, le professeur Manchester, auteur principal, et le professeur Basinger, avec deux collègues, décrivent les nouvelles espèces. Les noix, en forme d’œuf ou de poire, mesurent entre 10 et 29 millimètres de long et sont légèrement plus petites que les noix qui poussent aujourd’hui dans nos régions.
Le professeur Basinger a décrit dans un communiqué de presse du musée qu’il avait trouvé quelques noix sur une tache, ce qui suggère que des animaux ont dû les collecter et les déposer là. Certaines noix présentaient même de petits trous, très probablement causés par des rongeurs de la taille d’une souris.
La découverte de ces nouvelles espèces permet également de mieux comprendre l’histoire évolutive de la famille des noyers, dont on a longtemps pensé qu’elle était originaire d’Asie. Mais les fossiles découverts indiquent qu’elles sont d’abord apparues dans des régions chaudes et humides d’Amérique du Nord ou d’Europe.
Une île verte au milieu de l’Éocène
A l’époque, Axel Heiberg se trouvait également à peu près à la même latitude qu’aujourd’hui et était donc exposé, comme aujourd’hui, au jour et à la nuit polaires. Néanmoins, grâce à un climat beaucoup plus chaud qu’aujourd’hui, une magnifique forêt a pu se développer, semblable aux forêts de séquoias de la côte ouest de l’Amérique du Nord d’aujourd’hui.
Outre les noyers et les séquoias, on y trouvait également des cèdres, des micocouliers, des pruches, des mélèzes, des bouleaux et des ginkgos. Les cernes de croissance des souches bien conservées permettent de voir comment les arbres se sont adaptés à la luminosité éternelle de l’été et à l’obscurité qui dure des mois en hiver : en été, les arbres poussaient rapidement et formaient de larges lignes claires dans leur bois, tandis qu’en hiver, ils cessaient leur croissance et ne laissaient que d’étroites lignes sombres.
Sur l’île, seule une petite partie de la forêt originelle est encore visible sous la forme de vestiges fossiles. Le professeur Basinger nous explique que la forêt fossile occupe une surface d’environ un demi-kilomètre carré. La surface sur laquelle les noix ont été trouvées ne se mesure toutefois qu’en mètres carrés.
Julia Hager, Polar Journal AG
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