Un fossile complet de dinosaure scanné au synchrotron

Publié par Marion Sabourdy, le 28 juillet 2016   2.5k

Xl esrf fossile dinosaure0009 credit esrf p. jayet

Après les fossiles de Toumaï, d’Australopithecus sediba et d’un Archeopteryx , c’est un autre invité de marque que l’ESRF a reçu pendant quelques jours en juillet : Heterodontosaurus tucki, un petit dinosaure herbivore découvert en Afrique du sud et daté de 200 millions d’années.

Vue d'artiste de l'Heterodontosaurus tucki

Ils ont travaillé jour et nuit, du 21 au 26 juillet 2016, pour scanner un fossile de dinosaure, le plus complet de son espèce. Cinq jours pendant lesquels ils n’ont même pas eu le temps d’admirer les images dont ils ont fait l’acquisition si patiemment. Ce 26 juillet, le Professeur Jonah Choinière, ses étudiantes Kimberly Chapelle et Kathleen Dollman de l’Université de Witwatersrand (Johannesburg, Afrique du Sud) et le paléontologue français Vincent Fernandez découvrent les images de « tucki », le petit nom de « leur » dinosaure… Et ils n’en décrochent plus, faisant défiler les coupes du crâne et commentant chaque détail des scans, tout sourire.

Les chercheurs découvrent les scans du dinosaure

Les différents morceaux du fossile de cet Heterodontosaurus, eux, sont posés sur la table de la salle voisine, façon puzzle. L’animal, étroitement emprisonné dans sa gangue rocheuse n’est pas très gros (1m – 1m20) et a de longues canines. Il fait partie de l’ordre des Ornitischiens auquel appartiennent également les très connus tricératops et stégosaures. Jonah Choinière laisse les journalistes assembler le puzzle, rectifie une position et montre la colonne vertébrale, visible en coupe sur le rebord de la roche. « Il y a encore beaucoup de choses que nous ne connaissons pas à propos des jeunes dinosaures herbivores, commente-t-il, et nous avons besoin de nouveaux spécimens comme celui-ci et de nouvelle techniques comme celles du synchrotron pour résoudre ces questions ».

Le squelette de tucki, découpé en 6 morceaux

La colonne vertébrale du dinosaure, vue en coupe

Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une coopération entre l’ESRF et l’Afrique du sud, pays « scientifique associé » de l’ESRF. Ainsi l’année dernière, Vincent Fernandez avait déjà scanné des œufs d’un des plus vieux dinosaures au monde, originaire de ce pays. « Les roches du Karoo ont révélé un grand nombre de fossiles de grande qualité », explique le paléontologue français et notamment ceux des premiers animaux terrestres vivant au Permien ou ceux des premiers hominidés (par exemple sur le site du « Cradle of Humankind » - le berceau de l’humanité - classé à l’Unesco).

Tucki, lui, a été découvert dans le lit d’une rivière, à l’est de la province du Cap, par le paléontologue sud-africain Billy de Klerk, conservateur émérite au Musée d’Albany.

Billy de Klerk sur le site où a été découvert le fossile

Avec l’aide de son équipe, il a extrait le fossile et a minutieusement gratté la roche autour des os. « Quelques années de plus dans ce lit de rivière et le fossile aurait été emporté » explique-t-il. Mais la trop grande proximité de composition chimique et de densité entre la roche et les os fossilisés, ainsi que la présence d’inclusions métalliques dans le sol ont rendu plus difficile l’étude du spécimen.

C’est là que l’ESRF entre en jeu et notamment la ligne de lumière ID17 et ses faisceaux de rayons X de haute énergie et d’une brillance intense. « L’ESRF permet de faire, sur un échantillon large, de la micro-tomographie à contraste de phase à longue distance de propagation, à haute énergie » précise Vincent Fernandez. Une technique de tomographie dite « scan CT » qui a « révolutionné la paléontologie », indique Kathleen Dollman, en permettant de déterrer virtuellement les fossiles.

Les paléontologues Jonah Choinière et Vincent Fernandez dans la pièce où a été scanné le fossile

Après traitement des données (environ 1 terabit de données en tout, 280 Go pour le seul crâne) – ce qui prendra sans doute plusieurs mois – les paléontologues tenteront de comprendre comment tucki mangeait, se déplaçait et respirait, notamment en étudiant ses côtes et ses dents, et ainsi mieux comprendre l’évolution de cette espèce.

>> Pour en savoir plus :

Lire les articles « ESRF : tableaux et fossiles sous les rayons X » et « Le mystère d'une boite du 17e siècle décrypté à la lumière synchrotron »

>> Crédits photos : ESRF / P. Jayet - Billy de Klerk