Introduction
En août 2013, un acheteur d’opales d’Adélaïde nommé Mike Poben triait des sacs d’opale brute qu’il avait achetés à des mineurs du champ opalifère de Wee Warra, juste à l’extérieur de Lightning Ridge, dans l’outback de la Nouvelle-Galles du Sud. Il cherchait de la couleur, l’éclair de rouge et de vert qui paie les factures d’un acheteur. Ce qui l’a arrêté, c’est une forme. Deux petites crêtes en éventail se détachaient de la terre collée à un étrange morceau de pierre. C’étaient des dents. Le morceau était la mâchoire inférieure d’un dinosaure, et elle s’était entièrement transformée en opale.
Poben aurait pu faire tailler la pièce et la vendre. Il l’a plutôt donnée à la science. Cinq ans plus tard, le paléontologue Phil Bell, de l’université de New England, et ses collègues ont donné un nom à l’animal : Weewarrasaurus pobeni, le genre d’après le champ où il a été trouvé, l’espèce d’après l’homme qui a reconnu qu’un seau de gravats renfermait une nouvelle branche de l’arbre généalogique des dinosaures (Bell, Herne, Brougham et Smith, 2018, PeerJ). C’était le premier nouveau dinosaure décrit en Nouvelle-Galles du Sud depuis près d’un siècle, et il était sorti de terre sous la forme d’un fossile opalisé, un os transformé en pierre précieuse. Lightning Ridge est le seul endroit sur Terre où cela se produit couramment.
Comment se forment les fossiles opalisés : quand un os devient un bijou
Un fossile opalisé est un fossile dont la substance est de l’opale, de la silice hydratée, le même minéral que l’on sertit dans les bagues et les pendentifs. La plupart des fossiles se forment lorsque des minéraux comme la calcite ou la silice s’infiltrent dans des restes enfouis et durcissent. À Lightning Ridge et dans les autres champs opalifères australiens, le minéral de remplissage se trouve être de l’opale précieuse, celle qui décompose la lumière en couleurs.
L’Australian Opal Centre, qui détient la plus grande collection publique de ce matériau au monde, décrit deux modes de formation, et un même spécimen peut présenter les deux. Dans le premier, un organisme pourrit sous terre et laisse une cavité dans le sédiment. Une solution riche en silice vient ensuite combler ce vide comme de la gelée remplit un moule, produisant un moulage en opale qui restitue la forme extérieure d’une coquille ou d’un os, mais rien de sa structure interne. Dans le second, la silice imprègne la matière d’origine avant qu’elle ne se décompose et la remplace morceau par morceau, jusque dans les détails internes les plus fins. Lorsque l’opale ainsi obtenue est limpide plutôt que laiteuse, ce détail peut se lire directement à travers la pierre. Selon l’Australian Opal Centre, Lightning Ridge a livré les seuls fossiles transparents d’os de grands animaux connus sur Terre.
Des bélemnites, des ammonites, des bivalves, des gastéropodes, des pommes de pin et du bois flotté se retrouvent tous transformés en opale, surtout dans les champs marins comme Coober Pedy et White Cliffs. Lightning Ridge fait exception, et cette différence change tout pour les dinosaures.
Une mer au milieu de l’Australie
Il y a environ cent millions d’années, au Crétacé, une mer peu profonde s’étendait sur l’intérieur du continent. Les géologues l’appellent la mer d’Eromanga. À son extension maximale, elle submergeait environ un tiers de l’Australie, une étendue d’eau froide, de haute latitude, dans un monde dont les pôles ne portaient aucune glace permanente. Ses sédiments constituent aujourd’hui une grande partie du Grand Bassin artésien.
Lightning Ridge se trouvait sur la rive sud de cette mer, sur une plaine d’inondation côtière boisée, non loin du pôle Sud. Des rivières y déposaient du sable et de l’argile ; des animaux y vivaient et y mouraient, dans les marais et les chenaux. Ces sédiments constituent aujourd’hui la formation de Griman Creek, l’unité rocheuse qui livre les os opalisés. Comme la plaine d’inondation était d’eau douce et non marine, elle a conservé des animaux terrestres, ce qui explique que Lightning Ridge livre des dinosaures, tandis que les champs marins livrent des créatures de la mer.
Pendant longtemps, on a supposé que la formation était d’âge albien, une tranche plus ancienne du Crétacé. Une étude de 2019 a révisé cette idée. En mesurant la désintégration radioactive de l’uranium en plomb dans de minuscules grains de zircon détritique, des cristaux érodés entraînés dans une argilite volcanique située juste au-dessus d’une couche à fossiles, Bell et ses collègues ont fixé un âge de dépôt maximal de 100,2 à 96,6 millions d’années, plaçant solidement les fossiles entre le début et le milieu du Cénomanien (Bell, Fanti, Hart, Milan, Craven, Birch et Smith, 2019, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology). Le même article documentait l’une des faunes terrestres du Crétacé moyen les plus riches connues en Australie.
L’acide, le fer et un parallèle martien
Pourquoi l’opale se forme-t-elle ici et presque nulle part ailleurs ? L’opale précieuse est réellement rare dans les archives géologiques, et l’explication de référence vient du géologue Patrice Rey, de l’université de Sydney (Rey, 2013, Australian Journal of Earth Sciences).
Après le retrait de la mer d’Eromanga, le paysage émergé a entamé un long assèchement, il y a environ 97 à 60 millions d’années. Les sédiments crétacés laissés sur place étaient chargés de pyrite, de fer et de cendres volcaniques altérées, qui donnaient ensemble au sol une forte capacité à devenir acide en s’oxydant. Dans le modèle de Rey, cette altération acide et oxydante a mobilisé la silice à travers l’empilement sédimentaire, en la dissolvant à partir des grains volcaniques et en l’entraînant vers le bas sous forme de gel. Produire de l’opale précieuse, celle qui fait jaillir des couleurs plutôt que la variété laiteuse commune, demande ensuite une seconde étape : la chimie doit repasser du côté alcalin avant que ce gel ne sèche et ne durcisse dans les cavités. Ce basculement n’est possible que là où la roche environnante peut absorber l’acide, et l’ingrédient décisif est ici un ingrédient quasi absent. Ces roches ne contiennent presque pas de carbonate, qui neutraliserait ordinairement l’acide trop tôt et mettrait fin à tout le processus. Là où des calcaires ou des niveaux coquilliers tamponnent la chimie, c’est-à-dire presque partout, l’opale n’a jamais sa chance.
Rey a établi une comparaison inattendue. L’ensemble qu’il décrit, des sédiments riches en matériaux volcaniques, l’absence de carbonate, une altération oxydante acide, de la silice opaline, une surface qui se dessèche sous une atmosphère ténue, correspond étroitement aux conditions documentées à la surface de Mars, jusqu’à la couleur de rouille. L’opale qui se cache sous l’outback australien pourrait donc être un analogue lisible de l’altération chimique sur une autre planète.
L’explication de Rey est la plus développée, mais ce n’est pas le dernier mot. Une vision concurrente, associée à Hans Behr et John Watkins, du Geological Survey of New South Wales, soutient que des microbes ont joué un rôle dans la formation de l’opale noire de Lightning Ridge. L’article de Rey a suscité une réponse publiée qui conteste certains aspects du mécanisme d’altération, et l’Australian Museum affirme sans détour que l’origine des fossiles opalisés d’Australie, et de l’opale elle-même, reste vivement débattue. Le fait essentiel est sûr, des os se sont ici transformés en opale, tandis que la chimie qui en est responsable fait toujours l’objet de discussions.
Le troupeau qui reposait dans un salon
L’autre découverte marquante a commencé bien avant la mâchoire de Poben, et elle a dormi en réserve pendant des décennies. En 1984, un mineur d’opale nommé Bob Foster creusait dans le champ opalifère de Sheepyard, près de Lightning Ridge. Au lieu de la couleur, il ne cessait de tomber sur de l’os, le genre de trouvaille qu’un mineur au travail a toutes les raisons de maudire, puisqu’elle ne rapporte rien. Foster a pourtant compris que cela comptait. Il a rassemblé les os dans son salon, jusqu’à en remplir des valises, et fait venir des scientifiques de l’Australian Museum, avec l’aide de réservistes de l’armée, pour fouiller le site.
Puis le silence s’est fait autour du matériel. Pendant environ trente ans, les os de Foster sont restés pour l’essentiel non étudiés, jusqu’à ce qu’en 2015 ses enfants Gregory et Joanne Foster en fassent don à l’Australian Opal Centre dans le cadre du programme fédéral Cultural Gifts Program. Lorsque Phil Bell a enfin examiné la collection, il a remarqué quelque chose que les années de stockage avaient dissimulé. Comme il l’a dit plus tard, il a trouvé quatre omoplates, chacune appartenant à un animal de taille différente. Le tas contenait plusieurs animaux, et non un seul.
En 2019, l’équipe a nommé l’animal Fostoria dhimbangunmal (Bell, Brougham, Herne, Frauenfelder et Smith, 2019, Journal of Vertebrate Paleontology). Le genre rend hommage à Bob Foster ; le nom d’espèce signifie « enclos à moutons » dans les langues yuwaalaraay et yuwaalayaay, d’après le champ où il creusait. Fostoria était un iguanodontien, un parent herbivore du Muttaburrasaurus du Queensland, et les plus grands individus pouvaient atteindre environ cinq mètres de long.
La collection compte environ 60 os opalisés, dont une partie de boîte crânienne d’un adulte et du matériel provenant d’au moins trois autres animaux, soit le premier troupeau de dinosaures documenté en Australie. Jenni Brammall, de l’Australian Opal Centre, a résumé son statut : Fostoria est le squelette de dinosaure opalisé le plus complet au monde. Complet est ici un terme relatif. Les os récupérés représentent peut-être un cinquième d’un seul squelette, ce qui place tout de même cette découverte parmi les dinosaures les plus complets connus sur le continent.
Le premier mammifère australien, et un pliosaure nommé Eric
Les dinosaures ne sont pas toute l’histoire. Lightning Ridge a aussi livré Steropodon galmani, une mâchoire inférieure opalisée portant trois molaires, trouvée par les frères David et Alan Galman et décrite en 1985. C’était le premier mammifère mésozoïque découvert en Australie, un monotrème proche de l’ornithorynque, de la taille d’un chat, et il a fait reculer de plusieurs dizaines de millions d’années le registre fossile des mammifères australiens. L’holotype, une mâchoire bleu opale, se trouve à l’Australian Museum et figure encore dans les débats sur l’évolution de la molaire des mammifères. (Les estimations de son âge varient, du cadre albien plus ancien au Cénomanien révisé.)
Pour mesurer ce qui est en jeu lorsque ces fossiles survivent intacts, pensez à Eric. En 1987, un pliosaure opalisé, un reptile marin, décrit plus tard sous le nom d’Umoonasaurus demoscyllus, est sorti de terre à Coober Pedy. Le squelette a ensuite risqué d’être vendu et débité pour son opale. Un appel public mené par l’émission scientifique Quantum de l’ABC l’a sauvé. Selon l’Australian Museum, plus de 25 000 personnes, familles et groupes ont fait des dons en trois semaines, avec le soutien supplémentaire du fabricant de chapeaux Akubra, rassemblant plus d’un demi-million de dollars pour que le musée puisse acquérir le spécimen au profit du public. Un préparateur a passé plus de 450 heures à réassembler des centaines de fragments ; plus de 90 % du squelette opalisé a été récupéré, ce qui fait d’Eric l’un des squelettes de vertébrés opalisés les plus complets connus.
Gemme ou fossile ?
La perte évitée de justesse d’Eric illustre la tension centrale des fossiles opalisés. Selon la législation minière australienne, celui qui extrait l’opale du sol en est le propriétaire, fossile ou non. Une mâchoire pleine de dents et un lot de couleur à vendre peuvent être un seul et même objet, et quand l’argent manque, le lot à vendre l’emporte généralement. Les spécimens sont taillés en gemmes ou vendus à l’étranger, et la science qu’ils renferment disparaît.
Les mineurs ne sont pas les méchants de cette histoire. Beaucoup ont le même œil aiguisé et la même admiration pour les fossiles que les paléontologues, et sans eux les spécimens ne remonteraient jamais à la surface. Comme le dit Brammall, c’est grâce aux mineurs que ces fossiles sont découverts, tout simplement. Pour chaque lot discrètement taillé et vendu, il y a un Poben ou un Foster qui s’est arrêté pour regarder. L’Australian Opal Centre, fondé à la fin des années 1990 et qui construit aujourd’hui un musée souterrain sur le champ opalifère de Three Mile, existe en grande partie pour offrir aux mineurs un endroit où apporter de telles trouvailles, et la plupart de sa collection est arrivée sous forme de dons.
Ce que nous ignorons encore
Deux grandes questions restent ouvertes. La première est la chimie : savoir si l’opalisation relève uniquement de l’altération acide, comme le soutient Rey, ou si des microbes y ont contribué, comme le proposent Behr et Watkins, ou encore si la réponse est une combinaison qui n’a pas encore été précisée. Le mécanisme qui a produit ces fossiles fait encore l’objet d’études actives.
L’autre est plus difficile à mesurer, et ne le sera peut-être jamais. Personne ne sait combien a déjà été perdu, combien de mâchoires, de membres et de crânes ont défilé sous les meules de taille pour finir dans des écrins à bijoux, sans avoir été recensés. Chaque lot de brut sur lequel un mineur s’attarde, comme Poben l’a fait un jour, est un pile ou face entre une bague et une nouvelle espèce. Lightning Ridge reste le seul endroit de la planète où ce pile ou face est même possible.
Questions fréquentes
Comment se forment les fossiles opalisés ?
Les fossiles opalisés (en anglais « opalized » ou « opalised », cette seconde graphie étant la convention australienne) se forment comme les autres fossiles, à ceci près que le minéral est de l’opale précieuse, de la silice hydratée. Soit une solution riche en silice comble un vide laissé par un organisme décomposé, produisant un moulage en opale de sa forme extérieure, soit la silice remplace directement la matière d’origine et préserve les détails internes. L’explication de référence de ce phénomène à Lightning Ridge est l’altération acide et oxydante de sédiments riches en fer et en matériaux volcaniques, qui ne contiennent presque pas de carbonate, même si le mécanisme exact reste débattu.
Où trouve-t-on des fossiles de dinosaures opalisés ?
Presque exclusivement à Lightning Ridge, en Nouvelle-Galles du Sud (Australie), dans les roches de la formation de Griman Creek, d’âge crétacé. Lightning Ridge occupait une plaine d’inondation d’eau douce, qui a conservé des animaux terrestres. D’autres champs opalifères australiens, comme Coober Pedy, se trouvaient sous la mer d’Eromanga, en milieu marin, et livrent des créatures marines opalisées plutôt que des dinosaures.
Quel est le dinosaure opalisé le plus complet ?
Fostoria dhimbangunmal, décrit en 2019 à partir d’environ 60 os opalisés représentant au moins quatre individus. L’Australian Opal Centre le présente comme le squelette de dinosaure opalisé le plus complet au monde, et cette découverte atteste aussi le premier troupeau de dinosaures connu en Australie.
Pourquoi l’opale est-elle si rare sur Terre ?
La formation d’opale précieuse exige une chimie inhabituelle. Dans le modèle de Patrice Rey, elle suppose une altération acide et oxydante en présence de peu ou pas de carbonate, car le carbonate neutralise l’acide qui mobilise la silice. La plupart des contextes sédimentaires contiennent assez de carbonate pour l’empêcher, ce qui explique que le bassin crétacé australien, pauvre en carbonate, soit d’une productivité aussi exceptionnelle.
Les fossiles opalisés ont-ils de la valeur ?
Oui, de deux façons concurrentes. En tant qu’opale de qualité gemme, ils peuvent être taillés et vendus, et en tant que spécimens scientifiques, ils peuvent être irremplaçables. Le conflit entre ces deux valeurs explique que des fossiles soient parfois détruits pour la bijouterie, et que des institutions comme l’Australian Opal Centre s’emploient à les acquérir et à les protéger.
Pourquoi y a-t-il des fossiles opalisés à Lightning Ridge, et pas ailleurs ?
Lightning Ridge a réuni les bonnes roches et la bonne chimie. Une plaine d’inondation d’eau douce, en bordure de la mer d’Eromanga, a enfoui des plantes et des animaux, et les sédiments pauvres en carbonate et riches en fer et en matériaux volcaniques ont ensuite subi l’altération oxydante acide qui produit l’opale. Cette association de fossiles et de conditions propices à la formation d’opale est, jusqu’à présent, pratiquement unique aux champs opalifères australiens.
