De nouvelles recherches menées par l’Université de St Andrews et des centres de recherche allemands renommés permettent de répondre à l’une des questions les plus posées en géosciences : qu’est-ce qui a exactement provoqué la plus grande extinction de masse de la Terre ?
Il y a environ 252 millions d’années, bien avant l’émergence des dinosaures, à la limite Permien-Trias, la plus grande des extinctions de masse connues sur Terre s’est produite. Avec l’extinction de plus de 95 % des espèces marines, la vie dans les mers du Permien, qui constituait autrefois un écosystème prospère et diversifié, a été anéantie en l’espace de quelques dizaines de milliers d’années seulement, soit en un clin d’œil géologique. On parle aujourd’hui de la « grande mort », une période où la vie sur Terre n’a jamais été aussi proche de s’éteindre.
Les scientifiques ont longtemps débattu des théories de la cause de l’extinction allant de l’impact des bolides et de la dissolution des hydrates de gaz aux volcans, qui auraient pu provoquer des changements climatiques et environnementaux rendant la Terre si inhospitalière pour la vie.
Maintenant, une nouvelle recherche, menée par une équipe internationale de scientifiques du centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel en coopération avec le centre Helmholtz de Potsdam GFZ Centre de recherche allemand pour les géosciences et l’école des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université de St Andrews, y compris des universités italiennes et canadiennes et publiée dans Nature Geoscience (lundi 19 octobre) fournit, pour la première fois, une image concluante du mécanisme sous-jacent et des conséquences de l’extinction et répond enfin aux questions clés – qu’est-ce qui a exactement causé la plus grande extinction de masse de la Terre et comment un événement d’une telle ampleur meurtrière a pu se dérouler ?
L’équipe de chercheurs, dirigée par le Dr Hana Jurikova, maintenant basée à l’Université de St Andrews, a utilisé une nouvelle approche analytique de différents isotopes des éléments bore et carbone, retrouvant le pH de l’ancien océan à partir de coquilles de brachiopodes fossiles. Bien que de nombreuses espèces de brachiopodes se soient également éteintes au cours de la grande extinction, l’équipe a trouvé des coquilles de brachiopodes dans l’intervalle de temps critique qui a offert un instantané du début rapide de l’extinction. Le pH de l’eau de mer est un indicateur critique qui non seulement enregistre l’acidité de l’océan, qui varie en fonction de la quantité de dioxyde de carbone (CO2) absorbée, mais avec les contraintes isotopiques du carbone, il a également permis à l’équipe de déterminer les changements dans la quantité et les sources de CO2 atmosphérique au moment de l’événement d’extinction.
L’équipe a pu déterminer que le déclencheur de la crise du Permien-Trias a été une grande impulsion de CO2 dans l’atmosphère provenant d’une province basaltique inondée massive, résultat d’une éruption volcanique géante dans l’actuelle Sibérie. Les analyses ont montré que les volcanismes ont libéré plus de 100 000 milliards de tonnes de carbone dans l’atmosphère, déclenchant ainsi le début de l’extinction. C’est plus de 40 fois la quantité de tout le carbone disponible dans les réserves modernes de combustibles fossiles, y compris le carbone déjà brûlé depuis la révolution industrielle.
L’équipe de recherche a utilisé une modélisation innovante pour reconstituer l’effet d’une libération de CO2 aussi importante sur les cycles biogéochimiques mondiaux et l’environnement marin. Les résultats ont montré que, dans un premier temps, la perturbation du CO2 a entraîné un réchauffement et une acidification extrêmes de l’océan, mortels pour de nombreux organismes, notamment ceux qui construisent des coquilles et des squelettes en carbonate de calcium. L’effet de serre a toutefois entraîné d’autres changements spectaculaires dans les taux d’altération chimique sur terre et dans l’apport et le cycle des nutriments dans l’océan, ce qui a entraîné une vaste désoxygénation et probablement aussi un empoisonnement au sulfure des océans, tuant les groupes d’organismes restants.
L’extinction massive du Permien-Trias a donc été un effondrement en cascade des cycles mondiaux vitaux soutenant l’environnement, entraîné par une immense injection plurimillénaire de carbone dans l’atmosphère. Les changements extrêmes et les multiples facteurs de stress – températures élevées, acidification, perte d’oxygène, empoisonnement par les sulfures – se sont combinés pour anéantir une grande variété d’organismes marins, expliquant la gravité de l’extinction.
Le chercheur principal, le Dr Jurikova, a déclaré : « Notre recherche fournit la première reconstruction précise de la source de carbone et, avec elle, le déclencheur de la crise, ainsi que la mise au jour de la chaîne de processus subséquente qui a abouti à la plus grande extinction de masse de la Terre.
« Il a fallu plusieurs centaines de milliers à des millions d’années pour que l’écosystème se remette de la catastrophe, qui a profondément modifié le cours de l’évolution de la vie sur Terre. »
Légendes des photos
Photo un : Paysage volcanique s’étendant sur de vastes zones de l’actuelle Sibérie, témoignage de l’ancienne éruption qui a failli mettre fin à la vie sur Terre.
Photo deux : Illustration représentant le début de l’extinction massive du Permien-Trias, basée sur les conclusions de Jurikova et al (2020). Acidification des océans et disparition de la vie marine dans l’océan de surface causée par une importante libération de CO2 volcanique des trappes sibériennes. Illustré par Dawid Adam Iurino (PaleoFactory, Université Sapienza de Rome) pour Jurikova et al (2020).
L’article ‘Permian Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations’ est publié dans la revue Nature Geoscience et est disponible en ligne.
Veuillez vous assurer que le DOI de l’article (doi.org/10.1038/s41561-020-00646-4) soit inclus dans toutes les histoires en ligne et les messages sur les médias sociaux et que Nature Geoscience soit crédité comme source.
Ce projet était une collaboration internationale financée par le programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne, ‘BASE-LiNE Earth’ Innovative Training Network (ITN) (accord n° 643084).
Issue par le bureau des communications de l’Université de St Andrews.
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