Trouver des fossiles depuis les airs avant de quitter le laboratoire
Les chercheurs en paléontologie n’ont actuellement aucun moyen de prévoir où chercher des fossiles avec des chances de succès acceptables. Ils peuvent consacrer énormément de temps et d’efforts à planifier des fouilles, mais revenir au laboratoire les mains vides ou avec des vestiges de mauvaise qualité. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA), la titulaire d’une bourse MSCA Elena Ghezzo de l’université Ca’ Foscari de Venise a développé des outils de traitement du signal pour une imagerie multispectrale puissante afin de faciliter la vie des paléontologues et accroître le taux de réussite de leurs fouilles.
Trouver des fossiles au sol depuis le ciel
Les caméras multispectrales reposent sur plusieurs capteurs, chacun détectant différentes longueurs d’onde. Les images sont créées en superposant des couches d’images à chaque longueur d’onde pour chaque pixel, ce qui permet d’obtenir des informations multimatériaux de haute résolution. Les caméras peuvent être montées sur un satellite, un drone ou un avion et sont déjà utilisées dans le cadre d’applications telles que la surveillance de l’environnement et la surveillance militaire. Elena Ghezzo explique: «L’idée de trouver des fossiles grâce à l’imagerie multispectrale par satellite m’est venue subitement en sortant d’un séminaire à Ca’ Foscari où l’on présentait le programme MSCA. Je connaissais le problème et le potentiel, je connaissais de nombreux endroits où tester la méthode et j’avais été initiée à l’imagerie multispectrale pendant mes études de maîtrise. Je devais améliorer mes connaissances en géologie et en télédétection, de même que mes compétences en informatique et en statistiques. La bourse du MSCA m’en a donné l’occasion.»
Imagerie multispectrale flexible et normalisée pour les matériaux fossiles
Grâce à la bourse, Elena Ghezzo a pu faire voler son drone au-dessus du désert d’Atacama, au Pérou, et exposer des squelettes de baleines éteintes. Elle a étudié le fonctionnement des parcs nationaux aux États-Unis et la manière dont ils préservent leur patrimoine culturel pour les générations futures, et a étudié les données sur les espèces survivantes au Musée national d’Écosse à Édimbourg. Elle a ensuite développé des outils qui permettent, pour la première fois, d’analyser des images multispectrales et de les classer sur la base de fossiles. L’objectif principal d’Elena Ghezzo était de normaliser les études paléontologiques afin d’améliorer les comparaisons. La répétabilité et la fiabilité de la méthodologie et des données ont dépassé ses attentes. «L’imagerie multispectrale est une méthode pionnière pour l’étude des matériaux fossiles. Elle peut être tout aussi bien utilisée sur le terrain que dans les laboratoires et les musées, et pour n’importe quel type de matériau fossile. Mes outils aideront les scientifiques à identifier non seulement des sites d’excavation prometteurs, mais aussi des matériaux fossiles uniques — une feuille fossile ou un fémur de sauropode partiellement caché sous la surface — avant même de quitter le laboratoire», explique Elena Ghezzo. Leur robustesse permettra également d’étendre l’application de l’outil à de nombreux domaines.
L’avenir de la paléontologie
Les caméras multispectrales des satellites en orbite enregistrent aujourd’hui moins de 10 bandes de longueurs d’onde (ayant moins de 10 capteurs) avec une résolution suffisante pour le champ de cette recherche (environ 1 à 2 m). Des caméras hyperspectrales dotées de plus de 100 capteurs sont disponibles dans le commerce, mais ne volent pas encore sur des satellites. La résolution pourrait être portée à environ 30 cm si l’ensemble du spectre électromagnétique est pris en compte. L’avenir d’Elena Ghezzo pourrait être consacré à l’étude de la réponse spectrale des fossiles en prévision de l’augmentation considérable du nombre de données disponibles. Elle révolutionne la paléontologie et invite tout lecteur souhaitant appliquer ses méthodes ou collaborer à la contacter.
Mots‑clés
REFIND, fossile, imagerie multispectrale, paléontologie, satellite, drone, capteurs, télédétection
