Quelque chose d'étrange arrive à l'eau lorsqu'il se déplace à travers les tiges des plantes de cabinet – et ce processus unique fournit des indices précieux pour comprendre les écosystèmes passés et présents
Les plantes à cheval lisses ont des tiges segmentées
Une étrange plante qui a existé depuis que les animaux ont marché pour la première fois sur terre peuvent distiller l'eau à un degré extrême, ce qui le fait ressembler plus à l'eau des météorites qu'à l'eau ordinaire de la Terre. En plus d'être la clé pour comprendre les écosystèmes aujourd'hui, les restes fossilisés de la plante pouvaient éclairer le climat et les systèmes d'eau de la Terre lorsque les dinosaures étaient vivants.
Presque tous les atomes d'oxygène dans l'eau ont huit neutrons, mais certains sont des isotopes rares et plus lourds avec neuf ou 10 neutrons. Lorsque l'eau s'évapore, les isotopes plus légers s'évaporent plus que les plus lourds, ce qui fait le changement de rapport de manière prévisible. Les scientifiques peuvent l'utiliser pour retracer l'histoire d'un échantillon d'eau particulier, par exemple si l'eau provenait du sol ou du brouillard, à quelle vitesse l'eau a traversé la plante ou l'humidité que cette plante a ressentie dans le passé.
Cependant, comme les isotopes plus lourds se produisent en si petites quantités, il est difficile de recueillir de bonnes données sur la façon dont le rapport isotope change, ce qui rend les observations difficiles à expliquer pour les scientifiques.
Lors de l'échantillonnage de l'eau des plantes et des animaux du désert, Zachary Sharp à l'Université du Nouveau-Mexique et ses collègues ont constaté que leurs données ne correspondaient pas à ce qui était attendu des modèles en fonction des lectures de laboratoire.
Sharp et ses collègues pensent qu'ils ont résolu le problème grâce à des plantes inhabituelles appelées Horsetails, qui ont grandi sur Terre depuis la période dévonienne, il y a environ 400 millions d'années, et ont des tiges creux et segmentées. «C'est un cylindre de haut en haut avec un million de trous, également espacés. C'est une merveille d'ingénierie», explique Sharp. « Vous ne pouviez rien créer de tel dans un laboratoire. »
Lorsque l'eau monte dans chaque segment de la tige de la cave, elle s'évapore, la distillant plusieurs fois lorsqu'elle passe par la plante. Sharp et ses collègues ont échantillonné l'eau à de nombreux points le long de la tige dans des prêts lisses (Equisetum laevigatum) se déplaçant près du Rio Grande au Nouveau-Mexique.
Au moment où l'eau atteint le sommet de la tige, le rapport isotope est différent de toute autre eau trouvée sur Terre. « Si je trouvais cet échantillon, je dirais que cela provient d'une météorite, car elle n'est pas de la Terre. Mais en fait, (les rapports isotopes de l'oxygène) vont à ces valeurs folles fous », a déclaré Sharp à la conférence Goldschmidt en géochimie à Prague, République tchèque, le 7 juillet.
Avec ces mesures de cabinet, Sharp et son équipe pourraient calculer comment le rapport isotopique d'eau change dans des conditions presque parfaites et mettre ces valeurs dans leurs modèles pour les rendre plus précises.
Lorsqu'ils ont revisité leurs données sur les plantes du désert avec ces modèles mis à jour, leurs observations ont été soudainement explicables. Sharp pense que ces valeurs pourraient également expliquer d'autres observations difficiles à expliquer, en particulier dans les environnements désertiques.
Les prêts anciens – qui ont grandi jusqu'à 30 mètres de haut, beaucoup plus hauts que les descendants d'aujourd'hui – ont peut-être fourni des rapports isotopiques encore plus extrêmes et pourraient être utilisés pour comprendre les anciens systèmes d'eau et les climats, explique Sharp. De petits grains de sable appelés phytolithes dans la tige de la cabine, qui peuvent survivre jusqu'à nos jours, ont des signatures d'isotopes différentes selon l'humidité de l'air, car cela affectera la quantité d'évaporation. «Nous pouvons l'utiliser comme paléo-hygromètre (mesureur d'humidité), ce qui est assez cool», explique Sharp.
