Un étudiant de l'Université de Sydney a développé une toute nouvelle façon de regarder à l'intérieur des fossiles de corail pour récupérer les records perdus du changement climatique passé.
En collaboration avec l'Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO), la géoscientifique Carra Williams a lancé l'utilisation de la tomodensitométrie à neutrons (NCT) pour identifier de minuscules poches bien préservées de squelettes de corail qui peuvent révéler des titres précis des changements de niveau de mer et climatiques qui s'étendent sur des centaines d'années.
« Cette méthode ouvre la porte à la récupération des informations climatiques à partir d'échantillons de corail une fois radiés comme trop modifiés pour être utiles », a déclaré Williams, qui entreprend un doctorat. à l'École de géosciences de l'Université de Sydney dans le groupe de recherche géocoastal.
« En voyant à l'intérieur des fossiles en 3D, nous pouvons distinguer le minéral corallien d'origine, l'aragonite, de sa forme modifiée, la calcite. L'aragonite conserve les meilleurs signaux des conditions de l'océan et du climat passé à notre disposition. »
Williams a déclaré qu'en comprenant le passé avec plus de détails, nous sommes mieux préparés à comprendre comment le changement climatique anthrope affectera les récifs aujourd'hui et à l'avenir.
La recherche a été publiée dans Géochimie, géophysique, géosystèmes.
Squelettes coralliens et livres altérés
Les coraux construisent leurs squelettes à partir de l'aragonite, une forme de carbonate de calcium. Au fil du temps, ce minéral délicat se transforme souvent en calcite à travers un processus appelé diagenèse, détruisant une grande partie des informations originales sur le climat lorsque le corail augmentait, rendant les fossiles peu fiables pour les rencontres et la reconstruction des climats passés.
En exploitant la tomographie calculée à neutrons à l'instrument d'imagerie à neutrons Dingo d'Ansto, l'équipe de Sydney a pu scanner les noyaux de corail et cartographier où l'aragonite survit à l'intérieur des échantillons modifiés, sans endommager les échantillons.
En termes simplifiés, NCT implique la réalisation de faisceaux de neutrons – produits dans le réacteur de recherche opale d'Ansto à Lucas Heights – à travers les fossiles de corail pour créer des images de leurs structures internes, un peu comme les rayons X ou les tomodensitométrie sont utilisés pour regarder à l'intérieur du corps humain.
Les analyses ont révélé des zones d'aragonite cachées, prouvant que même les fossiles même «inadditionnables» peuvent encore fournir des informations robustes.
« C'est comme trouver des pages intactes dans un livre autrement altéré », a déclaré Williams.
« Ces rares sections d'aragonite d'origine nous permettent d'étendre et de renforcer nos enregistrements sur la façon dont les récifs et les océans ont réagi aux changements environnementaux majeurs dans le passé. Ce contexte est essentiel pour évaluer comment les récifs d'aujourd'hui feront face au réchauffement rapide et à l'élévation du niveau de la mer. »
Le projet est supervisé par le professeur Jody Webster, une autorité mondiale sur l'histoire des récifs coralliens. Il a dit que la nouvelle approche a le potentiel de transformer la façon dont les scientifiques reconstruisent les archives des climats anciens.
« Les récifs coralliens sont l'une des archives les plus sensibles du changement environnemental », a déclaré le professeur Webster.
« En utilisant des neutrons pour regarder à l'intérieur de leurs fossiles, nous pouvons débloquer des données cachées depuis des millénaires.
La recherche démontre la première utilisation du NCT pour dépister les coraux fossiles pour les études climatiques et de rencontres. Contrairement aux rayons X, qui ne montrent que des contrastes de densité, les neutrons sont très sensibles à l'hydrogène, ce qui les rend idéaux pour détecter l'aragonite, qui contient plus d'eau et de matière organique que la calcite.
Le résultat est une carte 3D claire des phases minérales à l'intérieur d'un noyau corail sans l'ouvrir.
L'étude a analysé quatre échantillons de corail, y compris un échantillon d'étalonnage de corail moderne à partir d'un récif d'arbre à la station de recherche de l'Université de Sydney à One Tree Island. Les échantillons géologiques comprenaient un récent fossile de l'île Muschu en Papouasie-Nouvelle-Guinée à partir de 1650 ans, un échantillon de l'ère tardive de la Pléistocène plus de 40 000 ans de l'Ashmore Reef sur le plateau nord-ouest, et un échantillon de l'ère de la pléistocène de la Grande Barrière qui a environ 600 000 ans.
L'étude marque une collaboration importante entre l'Université de Sydney et ANSTO, l'agence de sciences nucléaires de l'Australie.
Le travail met en évidence l'Université de Sydney comme un endroit où les étudiants peuvent diriger les découvertes du monde avec un impact mondial.
« C'est excitant de voir un étudiant de doctorat conduisant de telles sciences innovantes », a déclaré le professeur Webster. « Le travail de Carra montre le calibre de la formation en recherche que nous proposons – combiner la technologie de pointe avec de grandes questions sur l'avenir de l'humanité. »
