Des données climatiques et archéologiques à partir des coquillages
Au cours de leur vie, les mollusques marins se construisent une coquille de carbonate de calcium dont la composition est influencée par l’environnement extérieur. À leur tour, des informations extrêmement détaillées sur le climat se cachent dans la composition de la coquille. Les archéologues qui enquêtent sur les débris de coquilles provenant d’anciens sites habités, connus sous le nom d’«amas coquilliers», peuvent reconstituer les changements climatiques passés et acquérir des connaissances sur l’exploitation des ressources côtières par les populations humaines. Des dépôts de coquilles issus des activités humaines et dont l’origine remonte à plus de 160 000 ans peuvent être trouvés dans le monde entier. Cependant, les informations vitales qu’elles contiennent sont pratiquement inaccessibles car elles nécessitent d’avoir recours à des techniques de laboratoire coûteuses et exigeantes en main-d’œuvre. Le financement et la main-d’œuvre étant habituellement limités, les études actuelles tendent à utiliser des échantillons de taille réduite et non représentatifs, ce qui entraîne un manque de robustesse et de comparabilité entre les différents jeux de données. L’analyse laser donne des résultats rapides Le projet Horizon 2020 ACCELERATE, financé par l’UE, a relevé ces défis en développant une technique rapide et quasiment gratuite d’analyse des relevés climatiques dans les restes de coquillages. Les scientifiques ont utilisé la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS) afin de récupérer les informations conservées au niveau de la composition élémentaire des carbonates dans les coquilles des mollusques marins, et ont mis au point une approche standardisée pour appliquer cette technique aux amas coquilliers côtiers. Les amas coquilliers côtiers sont répandus dans le monde entier et peuvent avoir la taille d’une maison, voire même plusieurs kilomètres de long, ce qui constitue un potentiel énorme en termes d’archives climatiques, auquel les scientifiques étaient auparavant incapables d’accéder de manière représentative. «Outre les informations climatiques et écologiques provenant des coquillages eux-mêmes, les amas coquilliers conservent extrêmement bien les artefacts archéologiques et les sépultures humaines en raison de l’environnement chimique résultant des carbonates des coquilles», explique le chercheur Niklas Hausmann. La LIBS utilise des impulsions laser pour réaliser une analyse chimique in situ extrêmement rapide, fournissant des données en quelques secondes. «Avoir accès au résultat immédiatement plutôt que d’avoir à attendre un jour ou une semaine signifie que vous pouvez rapidement vérifier vos données et recommencer l’analyse si nécessaire», explique le Dr Hausmann. «Vous pouvez essayer de nouvelles stratégies d’échantillonnage et, comme il s’agit d’une technique non destructive, vous ne serez jamais à court de matériau à échantillonner.» De plus gros échantillons, de meilleurs résultats L’analyse rapide a permis aux chercheurs de procéder à un échantillonnage en deux dimensions et de dresser la carte complète des enregistrements présents dans un coquillage, ce qui permet de voir les changements de données dans toutes les parties du coquillage plutôt que de se limiter à une petite zone. «Dans l’ensemble, l’utilisation de cartes a renforcé la robustesse de nos interprétations, ce qui a permis aux chercheurs de comprendre des enregistrements climatiques auparavant mal compris», affirme le Dr Hausmann. Avec de plus grands jeux de données, ACCELERATE permet également d’analyser comment les changements infra-annuels dans l’environnement peuvent avoir un impact sur la faune côtière, en identifiant de façon plus complète les conditions saisonnières extrêmes. «Un été très chaud, par exemple, peut suffire à détruire de grandes populations, mais il serait invisible dans des enregistrements climatiques annuels. De plus, l’augmentation de la taille des échantillons signifie que nous pouvons examiner les impacts climatiques sur des populations entières plutôt que sur un seul animal. Ce sont souvent les animaux les plus faibles qui souffrent le plus, mais ils sont également ignorés par les études pour lesquelles il existe des limitations en termes de taille d’échantillon», souligne le Dr Hausmann.
Mots‑clés
ACCELERATE, coquillage, climat, amas coquillier, spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS)
