[Mag Intersections #5] Des volcans et des paresseux

Les paléontologues désignent sous le nom de « coprolithes » les fèces fossiles, préservées à travers les âges par la dessiccation ou la minéralisation. Les coprolithes sont des témoins privilégiés des conditions de vie de la faune ancienne. L’analyse de la matière organique présente dans les coprolithes, sous forme de poils, de graines, de pollens, livre de précieux indices sur l’habitat, le régime alimentaire. La fraction minérale des coprolithes retient plus rarement l’attention des chercheurs. Ainsi, la découverte récente de minéraux d’origine volcanique, au sein de coprolithes de paresseux géants, témoigne du retour de la faune dans une région dévastée par une éruption volcanique, survenue il y environ 15 000 ans.

Un paresseux de la taille d'un rhinocéros

Il y a 15 000 ans, alors que la dernière ère glaciaire touchait à sa fin, la Terre connaissait des conditions climatiques plus froides que celles d’aujourd’hui. La péninsule située à l’extrémité sud du continent américain, que Magellan n’avait pas encore nommée Patagonie, donnait à voir un paysage fort différent de celui du XXIe siècle. Entre 50 et 55°S de latitude, des glaciers occupaient les fjords aujourd’hui navigables. La forêt de hêtre antarctique n’avait pas encore remplacé la steppe herbue2. En lieu et place des ruminants domestiques, une faune exotique, aujourd’hui disparue, arpentait les plaines s’étendant à l’est de la cordillère des Andes. Son représentant le plus typique est le paresseux géant Mylodon (Fig. 1), un herbivore atteignant une masse d’une à deux tonnes, soit celle d’un rhinocéros noir africain. Comme ce dernier, le mylodon se nourrissait de végétation herbacée qu’il cueillait avec ses lèvres préhensiles3.
 

Les coprolithes à la lumière du microscope

Esperanza, la Grotte du Mylodon abrite une couche de sédiments riche en coprolithes de paresseux géants, témoignant de l’occupation de cet abri naturel par les mylodons pendant plusieurs millénaires, jusqu’à leur extinction il y a environ 11 000 ans. Des fouilles archéologiques dirigées en 2013 par Fabiana Martin (Université de Magallanes, Chili), avec la participation de Dominique Todisco et Joël Rodet (Université de Rouen), ont permis à ces derniers de prélever des échantillons de sédiments contenant des coprolithes de paresseux géants. Pour étudier les sédiments, les chercheurs s’intéressent aux structures et aux particules indiscernables à l’oeil nu. Ces dernières sont identifiées à l’aide d’un microscope optique, dans des lames minces de sédiment induré au moyen d’une résine polymérisée, d’une épaisseur standard de 30 μm. L’observation des lames minces, réalisées à partir des sédiments de la Grotte du Mylodon, a conduit à une découverte surprenante. Outre des restes végétaux partiellement digérés, les coprolithes de paresseux géants contiennent des fragments de lave poreuse, appelés ponces (Fig. 2).

Une éruption volcanique au temps des paresseux géants

Comment expliquer la présence de ponces dans les coprolithes de paresseux géants ? Le volcanisme andin est caractérisé par l’émission de laves riches en silice, associée à des éruptions explosives, projetant de grandes quantités de fragments rocheux dans l’atmosphère. Les fragments de lave d’un diamètre inférieur à 2 mm, appelés cendres, sont dispersés par le vent à plusieurs centaines de kilomètres à la ronde avant de retomber en tapissant le paysage. Il semblerait donc que les paresseux géants de la Grotte du Mylodon aient ingéré, à leur insu, des cendres déposées à la surface de la végétation lors d’une éruption volcanique.

L'enquête commence

À la manière d’une empreinte digitale, la composition chimique des cendres volcaniques est caractéristique d’un volcan, voire d’une éruption. Aurore Reboul, étudiante en première année de master Quaternaire, paléontologie et préhistoire à l’UPVD, a cherché à identifier la source volcanique des cendres contenues dans les coprolithes de paresseux géants4. Les teneurs en éléments majeurs des ponces contenues dans les coprolithes ont été mesurées par la méthode de la spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie à l’aide du microscope électronique à balayage du laboratoire PROMES. La composition chimique des ponces de la Grotte du Mylodon a ensuite été comparée à celle de cendres émises par plusieurs volcans andins, préservées dans les lacs et les tourbières de Patagonie.  Les ponces ingérées par les paresseux géants présentent une composition chimique proche de celle de cendres d’un âge compris entre 14,6 et 15 milliers d’années, attribuées au volcan Reclus, situé à 95 km au nord-ouest de la Grotte du Mylodon5. L’ingestion de ponces n’est pas sans risque pour la faune. Chez les herbivores actuels, le pouvoir abrasif de ce matériau cause une usure accélérée des dents, pouvant entraîner la mort par incapacité à s’alimenter6. Pourtant, la datation des restes de paresseux géants montre que ces derniers occupaient encore la Grotte du Mylodon plusieurs millénaires après la date présumée de l’éruption du Reclus. La cause de leur extinction est davantage à chercher dans les changements climatiques de la fin de la dernière ère glaciaire, et dans l’arrivée en Patagonie d’un nouveau prédateur : l’homme7.

Remerciements

Le travail d’Aurore Reboul a été supervisé par Igor Girault, Tara Beuzen-Waller et Anne-Sophie Lartigot-Campin (HNHP, Université Perpignan Via Domitia) et a bénéficié du soutien de Dominique Todisco (IDEES, Université de Rouen), Christian Perrenoud (HNHP, Université Perpignan Via Domitia) et Yonko Gorand (PROMES, Université Perpignan Via Domitia). Les fouilles dirigées par Fabiana Martin en 2013 ont bénéficié du soutien financier du FONDECYT (projet 1100822).