Dans les badlands du Dakota du Nord, aux États-Unis, une série d’empreintes fossilisées vieille de 66,5 millions d’années intrigue les paléontologues.
Repérées par un enseignant américain passionné de fossiles, ces traces monumentales viennent d’être décrites par des chercheurs du Denver Museum of Nature & Science. Selon le média américain National Geographic, il s’agit du tout premier chemin de pas attribué avec certitude à un Tyrannosaurus rex adulte, dans une région déjà célèbre pour ses dinosaures géants.
Une découverte fortuite dans les badlands du Dakota du Nord
L’histoire commence avec Kent Hups, professeur de lycée dans le Colorado et chasseur de fossiles à ses heures perdues. Lors d’une sortie dans les badlands du Dakota du Nord, dans le nord des États-Unis, il repère une forme étrange affleurant à la surface du sol.
« J’ai vu quelque chose qui dépassait du sol, et cela avait l’air vraiment particulier, rien de ce que j’avais pu voir auparavant », raconte-t-il à National Geographic. Intrigué, il examine le relief rocheux et réalise peu à peu qu’il se trouve face à une série d’empreintes gigantesques.
Les traces se situent dans la Hell Creek Formation, une unité géologique mondialement connue des paléontologues. À la fin du Crétacé, il y a plus de 66 millions d’années, cette zone aujourd’hui aride était une vaste plaine inondable, couverte de forêts, de marécages et de rivières.
Les scientifiques estiment que ces empreintes forment le tout premier « trackway » connu d’un T. rex adulte, c’est-à-dire une succession de pas d’un même individu.
Quatre pas colossaux vieux de 66,5 millions d’années
Très vite, Kent Hups contacte des spécialistes. Il cosignera finalement, avec Tyler Lyson et une équipe du Denver Museum of Nature & Science, un article scientifique publié dans le Journal of Vertebrate Paleontology.
Les chercheurs datent ce chemin de pas de 66,5 millions d’années, à la toute fin du Crétacé. Ils y recensent quatre empreintes distinctes, organisées en alternance : deux du pied gauche, deux du pied droit.
- Longueur totale du chemin de pas : environ 7 mètres (23 pieds).
- Nombre d’empreintes : 4.
- Longueur de chaque empreinte : environ 90 centimètres (3 pieds).
- Vitesse estimée de l’animal : entre 3,5 et 4,5 km/h, l’équivalent d’une marche soutenue.
Pour parvenir à ces estimations, l’équipe a utilisé un scanner 3D de haute résolution. En mesurant l’espacement entre les pas et la morphologie des empreintes, les chercheurs ont pu modéliser le mouvement de l’animal.
Ils concluent que le T. rex avançait à l’allure d’un humain marchant d’un bon pas. Une image qui tranche avec la représentation populaire du prédateur lancé au galop permanent, popularisée par le cinéma.
Pourquoi ces empreintes sont si rares
Avant cette découverte, les paléontologues n’avaient identifié que deux empreintes isolées attribuées à un T. rex adulte dans le monde, l’une au Nouveau-Mexique, l’autre au Montana. Deux marques uniques, mais aucun enchaînement de pas.
La Hell Creek Formation livre depuis des décennies des ossements exceptionnellement bien conservés, car les sédiments y sont tendres et les conditions de fossilisation favorables. En revanche, les empreintes de pas y survivent rarement. Les surfaces boueuses où marchaient les dinosaures étaient très exposées à l’érosion et aux crues, qui effaçaient la plupart de ces traces fugaces.
Des os racontent l’anatomie d’un animal, alors qu’un chemin de pas saisit un instant de sa vie : une séquence de mouvement figée dans la roche.
Dans leur étude, Tyler Lyson et ses collègues avancent une hypothèse pour expliquer la conservation de ces quatre empreintes. Après le passage du T. rex, les creux laissés par ses pieds auraient été rapidement remplis d’une eau sableuse chargée en bactéries et en matière organique. Cette « soupe » riche aurait accéléré la cristallisation des minéraux, transformant progressivement le mélange en un ciment de carbonate de calcium et de grès, devenu roche dure.
Lyson confie à National Geographic que l’excavation est particulièrement complexe : « C’est très difficile à dégager, car c’est de la roche sur de la roche, pas de la roche sur de l’os. » Trois des empreintes doivent être héliportées vers le musée de Denver pour être étudiées et préservées.
La Hell Creek Formation, terrain de chasse historique du T. rex
La région d’Hell Creek, à cheval sur le Dakota du Nord, le Dakota du Sud, le Montana et le Wyoming, occupe une place à part dans l’histoire des dinosaures. De nombreux fossiles de Tyrannosaurus rex y ont déjà été retrouvés.
Au début du XXᵉ siècle, le chasseur de fossiles Barnum Brown y découvre l’un des tout premiers squelettes de T. rex, en 1902, dans l’est du Montana. Plus récemment, plusieurs spécimens célèbres ont été exhumés dans cette même formation :
- « Sue », le squelette de T. rex le plus complet jamais mis au jour.
- « Stan » et « Gus », deux autres individus presque complets.
- Un « Teen Rex », un T. rex juvénile trouvé à une quinzaine de kilomètres seulement des nouvelles empreintes, aujourd’hui conservé au Denver Museum of Nature & Science.
Les chercheurs y ont aussi mis au jour de très nombreux os de Triceratops, dont un ensemble exceptionnel tête-cou-poitrine annoncé récemment par le musée américain.
Malgré ce riche passé de découvertes, jamais jusqu’ici les scientifiques n’avaient pu suivre pas à pas un T. rex adulte sur plusieurs mètres.
Pour Tyler Lyson, conservateur en paléontologie des vertébrés, cette série d’empreintes apporte une information qu’aucun squelette ne peut livrer à lui seul. « Les os nous renseignent énormément sur ces animaux, mais les empreintes capturent un moment de comportement », souligne-t-il dans un communiqué. « Avec un chemin de pas, on peut véritablement suivre un animal lorsqu’il se déplaçait dans le paysage. C’est extrêmement rare pour T. rex. »
Ce que ces traces apprennent sur le T. rex
Le Tyrannosaurus rex a vécu entre 66 et 68 millions d’années avant notre époque, à la fin du Crétacé. Ce carnivore pouvait atteindre une douzaine de mètres de long et environ six mètres de haut. Il fait partie des derniers grands dinosaures non volants avant l’extinction massive qui a frappé la planète.
Les squelettes permettent de reconstituer sa taille, sa musculature, sa mâchoire ou encore la structure de ses pattes. Mais les empreintes ajoutent d’autres éléments :
Ces données alimentent les modèles biomécaniques qui cherchent à déterminer la vitesse maximale possible d’un T. rex, son endurance, ou la façon dont il répartissait son poids sur ses membres.
Cette découverte rappelle aussi que ces géants ne couraient pas sans cesse derrière des proies. Ils marchaient, patrouillaient, cherchaient de la nourriture ou un territoire, comme le suggère ici ce déplacement tranquille à travers une plaine marécageuse.
Et en France, que sait-on des empreintes de dinosaures ?
Pour un lecteur français, cette étude éclaire l’apport des empreintes fossilisées dans la compréhension des dinosaures. En France, plusieurs sites livrent eux aussi des traces de pas très instructives, même si aucun n’est attribué à T. rex, un dinosaure propre à l’Amérique du Nord.
On trouve notamment :
- Des pistes de sauropodes (dinosaures à long cou) dans le Jura et dans le Massif central.
- Des empreintes de théropodes (grands carnivores bipèdes apparentés à T. rex) en Ardèche, dans l’Ain ou en Charente.
- Des plaques à empreintes exposées dans plusieurs muséums d’histoire naturelle.
Comme à Hell Creek, ces traces françaises permettent de suivre le déplacement d’animaux, de mesurer leur vitesse approximative et de mieux comprendre la façon dont ils utilisaient leur environnement. Les instituts français, comme le Muséum national d’histoire naturelle à Paris, mènent des recherches sur ces « ichnofossiles », nom donné aux fossiles de traces (empreintes, terriers, pistes) par opposition aux fossiles de corps (os, dents, coquilles).
Comment se forme une empreinte fossile de dinosaure ?
Le cas du T. rex du Dakota du Nord illustre bien le processus de fossilisation d’une empreinte. Contrairement à un os enfoui, une trace de pas est très fragile : elle se situe à la surface, exposée au vent, à la pluie, aux animaux et aux crues.
Pour qu’une empreinte se conserve, plusieurs conditions doivent être réunies :
- Un sol suffisamment meuble pour garder la marque, mais pas trop liquide pour éviter qu’elle ne s’effondre.
- Un enfouissement rapide par de nouveaux sédiments (sable, vase) qui protègent la trace.
- Une chimie de l’eau et des sédiments favorable à la cimentation et à la transformation en roche.
Dans Hell Creek, l’eau chargée de sable et de bactéries aurait accéléré la cristallisation du carbonate de calcium autour des grains de sable. Peu à peu, le remplissage des empreintes a durci, tandis que les couches sus-jacentes formaient la dalle qui affleure aujourd’hui.
Pour les chercheurs, ces conditions réunies font de chaque empreinte fossile un événement exceptionnel. Que quatre pas successifs de T. rex aient été ainsi préservés au même endroit rend cette découverte particulièrement précieuse.
Une trouvaille qui tient beaucoup à la curiosité d’un amateur
Kent Hups n’est pas paléontologue de métier. Il enseigne dans un lycée du Colorado et cherche des fossiles par passion depuis des décennies. Son regard exercé a pourtant repéré ce détail que d’autres auraient pu prendre pour une simple aspérité de la roche.
« En tant qu’enseignant, je dis toujours à mes élèves que la science commence par la curiosité, la passion et une observation attentive », explique-t-il. « Je n’aurais jamais imaginé que cela puisse me mener à une découverte comme celle-ci. »
Son histoire illustre le rôle que peuvent jouer les amateurs lorsqu’ils signalent leurs trouvailles aux spécialistes. Aux États-Unis comme en France, les musées et laboratoires encouragent ces remontées du terrain, à condition de ne pas prélever ni dégrader les vestiges sans encadrement scientifique.
Les équipes du Denver Museum of Nature & Science prévoient de communiquer à l’hiver sur l’avancée de la conservation des trois empreintes qui doivent être rapatriées par hélicoptère. Ces blocs massifs rejoindront le « Teen Rex » déjà exposé, offrant aux visiteurs une vision inédite : celle des pas d’un géant carnivore figés depuis 66,5 millions d’années dans la pierre du Dakota du Nord.
