Il y a soixante-six millions d’années, un énorme astéroïde s’est écrasé dans une mer peu profonde près du Mexique. L’impact a creusé un cratère de 145 kilomètres de large et a projeté des montagnes de terre dans le ciel. Puis, des débris sont retombés sur la planète, sous forme de gouttelettes de roche et de verre en fusion. Aux États-Unis, une équipe de recherche a découvert des fossiles extrêmement bien conservés, notamment de poissons tués au moment de l’impact de l’astéroïde responsable de l’extinction de 75% de la vie sur Terre.

Suite à l’impact de l’astéroïde, les poissons ont été surpris de voir retomber des sphères de verre et de roche. Cette pluie étrange a été suivie de grosses vagues déferlantes qui projetaient les animaux marins sur la terre ferme. Mais ce n’était pas tout, une fois sur la terre ferme, ces poissons et d’autres animaux aquatiques étaient recouverts par d’autres vagues qui les enfouissaient dans le limon. Une mort pas des plus réjouissantes.

À présent, des scientifiques travaillant dans le Dakota du Nord ont récemment découvert des fossiles de ces poissons : ils sont morts durant les premières minutes, ou les premières heures, qui ont suivi l’impact de l’astéroïde, selon un article publié vendredi dans Proceedings of the National Academy of Sciences, qui a suscité de vives émotions parmi les paléontologues du monde entier.

« C’est comme revenir au jour de la mort des dinosaures… », a déclaré Timothy Bralower, un paléocéanographe de la Pennsylvania State University, qui étudie le cratère de l’impact (mais qui n’a pas participé à ces travaux). « C’est ce que c’est. C’est le jour où les dinosaures sont morts », a-t-il ajouté.

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Une masse enchevêtrée de fossiles articulés de poissons découverts dans le Dakota du Nord. Le site semble dater d’il y a 66 millions d’années, lorsqu’un astéroïde a frappé la Terre, tuant presque toute la vie sur la planète. Crédits : Robert DePalma/University of Kansas

En effet, environ 3 espèces sur 4 ont péri au cours de ce que l’on appelle l’extinction Crétacé-Tertiaire, également connue sous le nom d’extinction K-T (de l’allemand Kreide-Tertiär). À savoir que cet événement est aussi désigné comme l’extinction Crétacé-Paléogène (ou K-Pg), par les chercheurs.

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En un siècle et demi de recherches assidues, presque aucun reste de dinosaure n’a été retrouvé dans les couches à trois mètres au-dessous de la limite KT, une profondeur représentant plusieurs milliers d’années. Crédits : Richard Barnes/The New Yorker

C’est l’astéroïde meurtrier le plus célèbre qui revendique la disparition des dinosaures. Mais cet impact a eu de nombreuses répercussions sur les organismes vivants de la planète. En effet, les dinosaures ont été rejoints par des hordes d’autres êtres vivants. Des créatures d’eau douce et marines ont aussi été victimes de l’astéroïde, de même que les plantes et les micro-organismes, dont 93% de plancton. En réalité, il n’y a qu’une seule branche de dinosaures, les oiseaux, qui continuent à vivre aujourd’hui.

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Un fossile de poisson de 66 millions d’années, partiellement exposé et parfaitement conservé, mis au jour par DePalma et ses collègues. Crédits : Robert DePalma/University of Kansas

À l’heure actuelle, plus de quatre décennies de recherche étayent la théorie de l’extinction des dinosaures à cause de l’astéroïde, qui reste largement considéré comme l’explication la plus plausible quant à la disparition de ces derniers.

C’est à la fin des années 1970 que Luis et Walter Alvarez, un duo père-fils de scientifiques de l’Université de Californie à Berkeley, ont examiné une couche géologique inhabituelle, se situant entre les périodes crétacées et du paléogène. Cette frontière était pleine d’iridium, ce qui est rare dans la croûte terrestre, mais pas dans les astéroïdes. (À noter que Walter Alvarez est l’un des auteurs de la nouvelle étude).

Les fossiles de Hell Creek représentent « le premier assemblage de grands organismes morts lors de la première extinction de masse que personne ait jamais découvert », qui se trouve à la limite de l’événement K-Pg, a déclaré l’auteur de l’étude, Robert DePalma.

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Robert A. DePalma est paléontologue au musée d’histoire naturelle de Palm Beach et étudiant de troisième cycle à l’université du Kansas. Il exploite un site de fossiles dans le Dakota du Nord depuis des années. Crédits : Robert DePalma/University of Kansas

DePalma, doctorant à l’Université du Kansas, a commencé à étudier le site de Hell Creek, dans le Dakota du Nord, en 2013. Depuis, DePalma ainsi que d’autres paléontologues ont découvert de nombreux esturgeons et de polyodons fossilisés, encore recouverts d’éléments de verre. Ils ont également trouvé des animaux ressemblant à des calmars appelés ammonites, des dents de requins et des restes de lézards aquatiques prédateurs, appelés mosasaures.

Ils ont aussi découvert des mammifères morts, des insectes, des arbres et un tricératops. L’équipe de recherche a également mis la main sur des plumes de fossiles, des traces de dinosaures et des terriers de mammifères préhistoriques. Ils ont aussi trouvé des sphères de verre caputurées dans de l’ambre.

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DePalma et Kylie Ruble, un assistante sur le terrain, en train d’excaver des fossiles sur le site. Crédits : Robert DePalma/University of Kansas

Le site contient « tous les signaux de marque de l’impact Chicxulub », a déclaré Bralower, y compris les perles de verre et beaucoup d’iridium. Dans la couche géologique située juste au-dessus du gisement fossile, les fougères dominent, signes d’un écosystème en voie de restauration. « C’est envoûtant », ajoute-t-il.

Au début des années 90, des chercheurs ont découvert la cicatrice énorme laissée par l’astéroïde : un cratère de la péninsule du Yucatan. L’impact a été nommé d’après la ville mexicaine voisine de Chicxulub. Les « mécanismes de destruction » suggérés pour l’impact du Chicxulub abondent : il a peut-être empoisonné la planète avec des métaux lourds, rendu l’eau des océans acide, enveloppé la Terre dans les ténèbres ou déclenché une tempête de feu mondiale. Son impact aurait également peut-être déclenché des volcans.

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Le site de Hell Creek se situe a plus de 3000 kilomètres du cratère Chicxulub. Mais une pluie de perles de verre, appelées tectites (qui sont en réalité des fragments de roche fondues et expulsées en dehors du cratère lors de l’impact) a frappé la région dans les 15 minutes qui ont suivi l’impact, selon l’auteur de l’étude, Jan Smit, paléontologue de l’Université Vrije à Amsterdam, qui a également découvert l’iridium à la limite K-Pg.

Les poissons, totalement compressés dans la boue, sont remarquablement bien conservés. « C’est l’équivalent de retrouver des personnes entières dans des positions humaines vivantes, enterrées par les cendres après Pompéï », a déclaré Bralower.

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Radiographie montrant des sphérules incrustées dans une branchie de poisson. Crédits : DePalma et al./PNAS

À savoir qu’à l’époque des dinosaures, le site de Hell Creek était une vallée fluviale. La rivière alimentait une mer intérieure reliant l’océan Arctique à un golfe préhistorique du Mexique. Selon les auteurs de l’étude, après l’impact de l’astéroïde, des ondes sismiques équivalant à un séisme de magnitude 10-11, ont traversé cette mer. Cela n’aurait pas provoqué de tsunami, mais plutôt de ce que l’on appelle des vagues de seiche (à savoir une oscillation de l’eau provoquée par des secousses telluriques, par le vent ou par des variations de la pression atmosphérique, qui peut durer de quelques minutes à plusieurs heures).

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Crédits : PNAS/Geological Society of America

Il peut s’agir de symptômes de tremblements très lointains, tels que les vagues de seiche qui ont déferlé dans les fjords norvégiens en 2011 après le séisme géant de Tohoku, près du Japon. Dans tous les cas, les vagues causées par l’impact de l’astéroïde auraient atteint les 9 mètres de haut et auraient de ce fait noyé la vallée avec de l’eau, du gravier et du sable. Puis, s’en est suivie la pluie de roche et de glace. Et le néant, pour plus de 75% des espèces vivantes sur Terre.

Sources : Proceedings of the National Academy of Sciences (à paraître, sera maj ultérieurement), The New Yorker

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