jeudi 10 avril 2014

Little Foot est-il aussi vieux que Lucy ?

Little Foot, le seul Australopithèque dont nous avons un squelette quasi complet, était mal daté. Une analyse stratigraphique vient corroborer l'estimation de l'anatomie comparée : il serait âgé de plus de trois millions d'années – assez pour être un ancêtre du genre Homo.

Pour fuir le tigre qui le poursuit, l’Australopithèque saute dans le trou, et tombe de plus de 20 mètres. Sous le choc, il perd connaissance, roule contre un éboulis et meurt, tandis que dans un dernier réflexe de lutte, les doigts de sa main droite se crispent autour du pouce. Trois millions d’années plus tard, l’âge de ce petit Australopithèque découvert fortuitement au XIXe siècle, puis exhumé à partir de 1997, vient d’être estimé avec beaucoup de peine.

En 1994, Ronald Clarke, de l’Université du Witswatersrand (à Johannesburg, en Afrique du Sud), retrouve une boîte contenant le pied gauche de cet Australopithecus prometheus, qui pour cette raison sera nommé Little Foot. En 1997, dans une autre boîte, il découvre des ossements provenant selon lui du même individu. Cette fois, leur provenance est indiquée : la grotte de Sterkfontein. Cette immense cavité est l’une des grottes du Berceau de l’humanité, une petite zone d’à peine 25 000 hectares au Nord-Ouest de Johannesburg, ainsi surnommée parce qu'elle a livré à elle seule plus du tiers des fossiles humains anciens ! Là, dans une roche vieille de 2,5 milliards d’années, l’eau, dissolvant la roche depuis des millions d’années, creuse des réseaux de galeries souterraines. Parfois, le plafond d’une salle souterraine s’écroule en partie et crée un puits, qui devient aussitôt un redoutable piège pour les animaux imprudents, tel Little Foot.

Persuadé par ces nouveaux restes que la grotte en contient encore d'autres, R. Clarke charge ses assistants Stephen Motsumi et Nkwane Molefe de fouiller l’immense grotte de la « forte source » (Sterkfontein, en afrikaner) à la recherche du lieu de provenance des os. L'eau d'infiltration qui ruisselle dans cette grotte, chargée en calcaire, nourrit la croissance de stalactites et de planchers de calcite. Au XIXe siècle, les mineurs d’or européens sont venus s’y procurer le calcaire pur dont ils avaient besoin pour faire de la chaux. Pour cela, ils ont fait sauter à la dynamite nombre de ces concrétions calcaires. Progressant d’indice en indice, S. Motsumi et N. Molefe ont fini par retrouver le site d’extraction de calcite dont proviennent les ossements, à l’à-pic d’un puits. Surprise : ils découvrent une section de tibia affleurant de la roche. Les mineurs à l’origine de la découverte de Little Foot avaient eu le bon goût d’arrêter leurs tirs de dynamite juste après avoir mis au jour le pied de Little Foot !

Aussitôt, les chercheurs entreprennent le difficile travail de dégagement du fossile de sa gangue de roche, travail qui durera... 13 ans, mais qui livrera un squelette presque complet d'Australopithèque. Le seul que nous avons.

Comment dater ce fossile ? Celui-ci est pris dans plusieurs strates de « brèches » – un mélange de fragments de dolomie (une roche riche en carbonate de calcium et de magnésium) soudés par un ciment minéral – entremêlées de planchers de calcite, le tout extrêmement dur. Très tôt, Ron Clarke remarque qu’un plancher de calcite sépare les ossements en deux groupes : le bras droit et plusieurs os des jambes sont en haut, tandis que le crâne et le pelvis sont au-dessous.

En 2006, une première datation est établie en datant la strate de calcite via le rapport isotopique uranium/plomb. Elle attribue à Little Foot un âge de 2,2 millions d’années, ce qui le rend contemporain des premiers humains... Pour sa part, R. Clarke étudie les os de Little Foot à mesure qu’ils sortent de la pierre et les compare avec ceux des autres espèces d'Australopithèques. Cette analyse d’anatomie comparée l’amène à conclure à un âge de quelque 3,3 millions d’années.

Qui a raison ? Les physiciens datant la calcite ou le paléontologue ? En 2007, toujours convaincu que son estimation est juste, R. Clarke contacte Laurent Bruxelles, l’un des géomorphologues de l’INRAP spécialisé dans les karsts (les paysages et les grottes qui se forment dans les roches calcaires), et lui demande de réaliser une analyse stratigraphique poussée du lit de mort de Little Foot. Une fois sur place, L. Bruxelles se rend vite compte que les millions d’années d’histoire de la grotte de Sterkfontein ont construit autour de Little Foot un entremêlement de strates d’une grande complexité.

Après avoir retardé le prélèvement du fossile pour le modéliser avec sa gangue en trois dimensions, les chercheurs analysent soigneusement chaque strate, leurs relations et leur mécanisme de formation. Ils comprennent que si les ossements sont séparés en deux groupes, c’est parce que la brèche qui les contenait tous initialement (résultant de l’éboulis sur lequel est mort Little Foot) s’est effondrée, sans doute érodée par en dessous par le passage de l’eau. Un creux s’est constitué, dans lequel est venu se former le plancher de calcite remarqué par R. Clarke. Ce plancher a recouvert la partie effondrée du fossile. Bref, il n’est pas possible de dater précisément le fossile en mesurant l'âge du plancher de calcite séparant les os en deux groupes, car il est postérieur à la mort de Little Foot.

De combien ? Pour les chercheurs, il est certain que le squelette est notablement plus vieux que les dépôts de calcite qui l’ont entouré après l’effondrement de la brèche le contenant initialement. Leur analyse de la durée de formation des remplissages de calcite et de la pile sédimentaire de dix mètres de haut à la base de laquelle Little Foot se trouvait les amène à estimer qu’il s'est probablement écoulé plusieurs centaines de milliers d’années au moins entre l’effondrement de la brèche et la fin du remplissage de calcite exploité par les mineurs du XIXe siècle. Un reste de hyène chasseuse trouvé non loin de Little Foot semble confirmer cette durée.

Ainsi, même si l’enquête continue, il est clair que Little Foot est plusieurs centaines de milliers d'années plus vieux que le plancher de calcite qui sépare ses restes en deux groupes. Dès lors, son âge ne peut plus être déduit de celui de ce plancher. En d'autres termes, l'analyse géologique ne contredit plus l'âge estimé par comparaison anatomique. Si cet âge « paléontologique » de trois millions d'années était confirmé par une méthode physique, cela placerait définitivement Little Foot parmi nos ascendants au même rang que Lucy. Le petit père de l’humanité pourrait finalement être un petit pied.

Source : Pour la Science du 10/04/2014