Une équipe de chercheurs provenant de l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, de l’Université technique de Dresde (TUD) et de l’Université nationale australienne a mis au jour une accumulation « inattendue » de béryllium-10 — un radionucléide rare généré par les rayons cosmiques dans l’atmosphère — dans des échantillons prélevés au fond du Pacifique central et nordique.
Koll et al. rapportent la découverte d’une anomalie dans les profils de concentration de béryllium-10 de plusieurs croûtes ferromanganésiennes profondes (étoiles) du Pacifique central et nord durant le Miocène tardif. Les principaux courants océaniques de fond (ligne bleue) et de surface (ligne rouge) de la circulation thermohaline sont indiqués. Crédit image : Koll et al., doi: 10.1038/s41467-024-55662-4.
Les radionucléides sont des types de noyaux atomiques (isotopes) qui se désintègrent en d’autres éléments au fil du temps.
Ils sont utilisés pour dater des échantillons archéologiques et géologiques, la datation au radiocarbone étant l’une des méthodes les plus connues.
« Les fonds des principaux océans de la Terre constituent l’un des archives géologiques les plus préservées, enregistrant des millions d’années de conditions et de changements environnementaux, sous forme de croûtes ferromanganésiennes », a déclaré le Dr Dominik Koll, chercheur à l’Université nationale australienne et à l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.
« La datation de ces archives marines peut être réalisée grâce à des fossiles par biostratigraphie, aux variations de composition isotopique ou élémentaire, ou en analysant les changements imprints du champ magnétique terrestre par magnétostratigraphie. »
« Une autre technique couramment utilisée est la datation par nucléides cosmogéniques, » ont-ils ajouté.
« Le radionucléide béryllium-10 est constamment produit dans la haute atmosphère par spallation due aux rayons cosmiques, principalement sur l’azote et l’oxygène. »
« Le temps de séjour du béryllium-10 dans l’atmosphère est de l’ordre de 1 à 2 ans jusqu’à ce qu’il se fixe à des aérosols et précipite. »
« Dans l’océan, le béryllium-10 atmosphérique se mélange avec le béryllium-9 stable lithosphérique, qui est principalement transporté dans l’océan par les ruissellements fluviaux et la poussière fluviale après l’érosion de minéraux terrestres. »
Le Dr Koll et ses co-auteurs ont découvert une anomalie prolongée de béryllium-10 cosmogénique dans les échantillons du Pacifique central et nord.
Une telle anomalie pourrait être attribuée à des changements dans les courants marins ou à des événements astrophysiques survenus durant l’époque du Miocène tardif, il y a environ 10 millions d’années.
Cette découverte pourrait servir de repère temporel global, représentant une avancée prometteuse dans la datation des archives géologiques s’étendant sur des millions d’années.
« Pour des périodes de plusieurs millions d’années, de tels marqueurs temps cosmogéniques n’existent pas encore, » a précisé le Dr Koll.
« Néanmoins, cette anomalie de béryllium a le potentiel de servir de tel marqueur. »
Les résultats de cette recherche sont publiés dans la revue Nature Communications.
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D. Koll et al. 2025. A cosmogenic 10Be anomaly during the late Miocene as independent time marker for marine archives. Nat Commun 16, 866; doi: 10.1038/s41467-024-55662-4
Bon à savoir
- Les croûtes ferromanganésiennes se forment sur de longues périodes et contiennent des informations climatiques sur plusieurs millions d’années.
- Le béryllium-10 peut également fournir des indices sur les variations des rayons cosmiques à travers le temps.
- Cet enjeu ouvre des portes à de nouvelles méthodologies pour la datation géologique, améliorant ainsi notre compréhension des changements climatiques passés.
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