Comment obtenir ces informations ?

Pour « faire parler » les coquilles des mollusquesmollusques, dans un premier temps une valve de chaque coquille est coupée en deux, depuis la charnière jusqu'au bord ventral sur la plus grande longueur (le long de l'axe de croissance maximal). Cette coupe est réalisée à l'aide d'une scie de précision.

Fossile de brachiopode datant du Jurassique avec son lophophore intact (ici un Liospiriferina rostrata). © Didier Descouens, Wikimedia commons, CC by-sa 4.0

Préparation des coquilles

Cette demi-valve (photo ci-dessous) est polie le long du trait de coupe, sur une polisseuse en utilisant des poudres aux grains de plus en plus fins.

Valve de coquille en train d'être découpée avec la scie de précision (Minimet, Buehler®). © C.E. Lazareth, IRD. Reproduction et utilisation interdites

Ensuite, plusieurs possibilités :

• soit on la colle sur une lame de verre pour être de nouveau coupée très fin cette fois (près de la lame) pour réaliser une lame mince (la coquille sera transparente et pourra être observée au microscope optiquemicroscope optique) ;

Demi-valve collée sur une lame de verre (~ 4 cm de long). © C.E. Lazareth, IRD. Reproduction et utilisation interdites

• soit on recoupe directement la demi-valve pour avoir une lamelle de coquille, qui peut être ensuite analysée ;

Lamelle de coquille polie prête à être étudiée et analysée. © C.E. Lazareth, IRD. Reproduction et utilisation interdites

• soit on fait une attaque avec un acide faible (acide acétique 10 % par exemple) de la section polie pour fabriquer un « peels ».

Ce « peels » est en fait une empreinte de la coquille, et plus particulièrement de ses microstructures de croissance (stries et incrémentsincréments), faite sur une feuille de plastiqueplastique. Une fois la coquille attaquée légèrement, ce qui fait ressortir les stries de croissance, la demi-valve est plongée dans de l'acétone puis plaquée fortement sur la feuille de plastique. Le relief fin qui avait été créé lors de l'attaque de la coquille se retrouve en différentiel sur la feuille plastique qui est retirée délicatement de la coquille avant étude au microscope optique.

Zoom sur un peels (photo 1, ci-dessus), montrant la précision que l'on peut obtenir dans la lecture des incréments de croissance journaliers. C'est à partir de cette préparation que les variations d'épaisseur sont mesurées (largeur de la photographie 4 mm) et peels complet (photo 2). © G. Lasne. Reproduction et utilisation interdites

Les analyses géochimiques

Pour analyser les variations de composition chimique au sein de la coquille, teneurs en éléments traces et en isotopes de l'oxygène, on prélève de la poudre de coquille en suivant les stries de croissance (pour analyse des éléments traces et des isotopes de l'oxygène) ou en faisant de tout petits trous grâce à un rayon laser (pour les éléments traces).

Les prélèvements de poudre le long des stries de croissance se font grâce à une foreuse de précision pilotée par ordinateurordinateur (appelé un « micromill »). Une section de coquille polie est placée sur une platineplatine qui fait partie d'un microscope et qui se déplace selon les 3 dimensions (X, Y en horizontal et Z en vertical). On obtient une image de la coquille sur un écran, puis on trace le trajet que doit faire la mini-foreuse (un trait que l'on dessine le long d'une strie de croissance).

Section de coquille (enrobée dans de la résine) fixée sur la platine du micromill (Merchantek®) prête à être échantillonnée (longueur de la section ~ 4 cm). © C.E. Lazareth, IRD. Reproduction et utilisation interdites

Puis, la foreuse fait une « tranchée » dans la coquille en suivant le trait défini. La poudre issue de cette tranchée est placée dans un petit tube à échantillon pour être ensuite dissoute et analysée, soit pour les isotopes de l'oxygène, soit pour les éléments en traces dans des spectromètresspectromètres de massemasse spécifiques. Les spectromètres de masse pour les isotopes stables récents sont capables d'analyser seulement 20 µg de poudre, que l'on voit donc à peine au fond du tube !

Coquille après prélèvement d'échantillons au micromill. Une tranchée est de l'ordre de 80 µm de large. Cette largeur est choisie en fonction de la quantité de poudre nécessaire à l'analyse, elle-même dépendante de la concentration des éléments que l'on souhaite analyser et de la précision des spectromètres utilisés ensuite. © C.E. Lazareth, IRD. Reproduction et utilisation interdites

Pour analyser les éléments en traces (Mg par exemple), il existe un équipement qui permet d'obtenir les résultats très rapidement car la matièrematière prélevée, de façon plus simple et plus rapide, est directement analysée (et non récupérée manuellement puis mise en solution avant analyse). Il s'agit de l'ablationablation laser couplée à un spectromètre de masse (abréviation LA-ICP-MS). Le principe est le suivant : on envoie un rayon laser sur la section de coquille polie préparée, ce rayon laser va « pulvériser » la coquille à l'endroit où on l'a placé. Il restera ensuite un petit trou, du diamètre du rayon laser, là où le prélèvement a été fait. La matière est ensuite directement envoyée dans un spectromètre de masse qui va analyser les concentrations en éléments contenus dans le petit prélèvement fait. Une analyse dure en général 60 s.

Coquille après prélèvement à l'ablation laser. Chaque petit trou a un diamètre de 60 µm. © C.E. Lazareth et T. Pilorge, IRD. Reproduction et utilisation interdites

Il est possible au cours d'une journée de travail (intensive), d'obtenir plus de 300 analyses ! Ceci n'est pas possible avec le micromill car il faut compter une journée environ pour prélever 60 échantillons, qui doivent être ensuite dilués puis analysés (une journée minimum). Cependant, d'autres problèmes se posent avec l'ablation laser, notamment au niveau de la détermination exacte de la concentration des différents éléments.