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Il y a 66 millions d’années, les dinosaures et un grand nombre d’autres espèces ont disparu lors d’une extinction de masse connue sous le nom d’extinction Crétacé-Paléogène (K-Pg). L’hypothèse majoritairement retenue pour expliquer cet événement est la combinaison d’un volcanisme intense et l’impact d’un astéroïde. Toutefois, jusqu’à présent, aucune preuve empirique ne permettait de savoir lequel des deux avait majoritairement contribué à cette extinction. Mais récemment, une équipe de géologues a montré que l’impact de l’astéroïde avait causé une acidification brutale des océans avec une perturbation massive du cycle du carbone, faisant de cet impact la cause principale de l’extinction K-Pg.

Les restes fossiles de minuscules algues calcaires fournissent non seulement des informations sur la fin des dinosaures, mais montrent également comment les océans se sont rétablis après l’impact de l’astéroïde. Les experts s’accordent pour dire qu’une collision avec un astéroïde a provoqué une extinction de masse sur notre planète, mais certaines hypothèses avaient été émises selon lesquelles les écosystèmes étaient déjà sous la pression d’un volcanisme croissant.

« Nos données montrent une détérioration progressive des conditions environnementales il y a 66 millions d’années » déclare Michael Henehan, du Centre de recherche allemand pour les géosciences du GFZ. Avec des collègues de l’Université de Yale, il a publié dans la revue PNAS une étude décrivant l’acidification des océans au cours de cette période.

Une acidification massive des océans due à l’impact de l’astéroïde

Henehan a étudié les isotopes de bore dans les coquilles calcaires du plancton (foraminifères). Selon les conclusions, il y a eu un impact soudain qui a conduit à une acidification massive des océans. Les océans ont mis des millions d’années à se remettre de cette acidification. « Avant l’événement, nous ne pouvions détecter aucune acidification croissante des océans » explique Henehan.

L’impact d’un corps céleste a laissé des traces : le cratère de Chicxulub dans le golfe du Mexique et de minuscules quantités d’iridium dans les sédiments. Jusqu’à 75% de toutes les espèces animales ont disparu à l’époque. L’impact marque la limite de deux époques géologiques — le Crétacé et le Paléogène (anciennement appelée limite Crétacé-Tertiaire).

acidification foraminiferes

L’étude de foraminifères océaniques fossilisés (en couleurs sur le graphique) a révélé une acidification rapide des océans lors de l’extinction K-Pg (ligne verticale rouge), provoquée par l’impact d’un astéroïde. Crédits : Michael J. Henehan et al. 2019

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Henehan et son équipe de l’Université de Yale ont reconstitué les conditions environnementales dans les océans, à l’aide de fossiles provenant de carottes de forage en haute mer et de roches formées à cette époque.

Après l’impact, les océans sont devenus si acides que les organismes qui fabriquaient leur carapace en carbonate de calcium ne pouvaient plus survivre. De ce fait, à mesure que les formes de vie dans les couches supérieures des océans ont disparu, l’absorption de carbone par la photosynthèse dans les océans a été réduite de moitié.

L’effondrement du cycle du carbone et le lent rétablissement des écosystèmes

Cet état a duré plusieurs dizaines de milliers d’années avant la propagation des algues calcaires. Cependant, il a fallu plusieurs millions d’années pour que la faune et la flore se rétablissent et que le cycle du carbone atteigne un nouvel équilibre. Les chercheurs ont trouvé des données décisives à ce sujet lors d’une excursion aux Pays-Bas, où une couche particulièrement épaisse de roche de la limite Crétacé-Paléogène est conservée dans une grotte.

grotte limite kpg

La limite géologique Crétacé-Paléogène est clairement visible dans cette grotte de Geulhemmerberg (Pays-Bas), où les échantillons de l’étude ont été prélevés. Crédits : Michael Henehan

« Dans cette grotte, une couche d’argile particulièrement épaisse s’est accumulée immédiatement après l’impact, ce qui est vraiment assez rare » déclare Henehan. Dans la plupart des cas, les sédiments s’accumulent si lentement qu’un événement aussi rapide, tel qu’un impact d’astéroïde, est difficile à identifier lors de l’analyse des roches. « Parce que tant de sédiments ont été déposés à la fois, nous avons pu extraire suffisamment de fossiles à analyser, ce qui nous a permis d’isoler la transition ».

Sources : PNAS

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