Comment les scientifiques déterminent-ils l'âge des fossiles de dinosaures ?

L’âge d’un fossile de dinosaure n’est généralement pas mesuré directement sur l’os ou la dent. Au cours de la fossilisation, les matières minérales remplacent souvent les tissus originels, et le fossile ne contient plus les éléments nécessaires à une datation radiométrique fiable. Les paléontologues déterminent donc principalement son âge en étudiant les roches qui l’entourent, la position de la couche fossilifère et les relations entre les différents niveaux géologiques. Ils combinent surtout la datation radiométrique, qui fournit un âge numérique, et la stratigraphie, qui permet de replacer le fossile dans une succession de couches.

La datation radiométrique des roches associées

La datation radiométrique repose sur la désintégration régulière d’isotopes radioactifs en d’autres éléments. Comme la vitesse de cette désintégration est connue, la proportion entre l’isotope initial et le produit formé permet d’estimer le temps écoulé depuis la formation ou le refroidissement d’un minéral. Pour les terrains contenant des dinosaures, les chercheurs utilisent notamment des méthodes fondées sur l’uranium, comme l’uranium-plomb, ou sur le potassium, comme le potassium-argon. Ces analyses sont particulièrement utiles dans les couches de cendres volcaniques et dans les roches volcaniques situées au-dessus ou au-dessous d’un niveau fossilifère. Si une couche volcanique sous-jacente est datée à un certain âge et qu’une autre, située au-dessus, est plus récente, le fossile contenu entre les deux peut être placé dans cet intervalle. La mesure donne donc souvent un encadrement chronologique plutôt qu’une date directement attachée au fossile.

La stratigraphie situe le fossile dans le temps

La stratigraphie consiste à étudier l’organisation et la succession des couches géologiques. Dans une série qui n’a pas été fortement bouleversée, une couche située sous une autre est en principe plus ancienne : c’est le principe de superposition. Cette méthode fournit un âge relatif, sans nécessairement donner un nombre précis de millions d’années. Les scientifiques comparent aussi des couches séparées géographiquement en repérant des niveaux présentant les mêmes caractéristiques ou contenant des repères géologiques communs. Ils peuvent ainsi relier un site fossilifère à d’autres formations dont l’âge a été mieux établi par datation radiométrique. La position du fossile dans la série, combinée à ces corrélations, permet de le replacer dans une période géologique déterminée.

Le rôle des autres fossiles et des marqueurs géologiques

Les fossiles de dinosaures peuvent également être datés indirectement grâce à la biostratigraphie. Certains organismes ont vécu pendant une durée relativement courte à l’échelle des temps géologiques et sont présents dans des régions étendues. Leur présence dans une même couche fournit alors un repère pour comparer cette couche à d’autres. Les paléontologues tiennent aussi compte de la nature des sédiments et, lorsque les données sont disponibles, des variations anciennes du champ magnétique enregistrées dans les roches. Ces indices ne remplacent pas la datation radiométrique, mais ils permettent de vérifier la cohérence des résultats et de mieux délimiter l’âge d’un assemblage fossile. Les méthodes sont donc complémentaires : la radiométrie fournit une estimation numérique, tandis que la stratigraphie et les corrélations indiquent où situer le fossile dans l’histoire géologique.

Une datation fondée sur le recoupement des méthodes

Aucune mesure isolée ne suffit toujours à établir l’âge d’un dinosaure avec une précision parfaite. Les roches peuvent avoir été déplacées, altérées ou remaniées, et une couche contenant un fossile peut être dépourvue de minéraux adaptés à la datation radiométrique. Les chercheurs sélectionnent donc soigneusement les échantillons, recherchent plusieurs niveaux datables et confrontent les résultats obtenus par des méthodes indépendantes. C’est grâce à ce recoupement que les grandes limites chronologiques sont établies. Ainsi, les dinosaures du Crétacé supérieur sont situés entre environ 100 et 66 millions d’années, intervalle déterminé par l’ensemble des données radiométriques et stratigraphiques disponibles, et non par l’analyse d’un os pris isolément.