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Des volcans jugés coupables pour l’extinction de masse du Trias

La Terre a perdu la moitié de ses espèces vivantes voilà 200 millions d’années, à la fin du Trias. Les coupables de cette extinction de masse viennent d’être identifiés. Il s’agit des épisodes volcaniques qui ont donné naissance à la province magmatique centre atlantique. Une inversion des pôles magnétiques de la Terre et une approche astrochronologique le confirment.  

Cet affleurement peut être observé dans le New Jersey, aux États-Unis, à proximité d'habitations. Les roches noires à gauche sont des basaltes émis durant la formation de la province magmatique centre atlantique. Elles recouvrent des sédiments riches en organismes du Trias (en rouge). © Paul Olsen, Lamont-Doherty Earth Observatory Cet affleurement peut être observé dans le New Jersey, aux États-Unis, à proximité d'habitations. Les roches noires à gauche sont des basaltes émis durant la formation de la province magmatique centre atlantique. Elles recouvrent des sédiments riches en organismes du Trias (en rouge). © Paul Olsen, Lamont-Doherty Earth Observatory

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La fin du Trias, voilà environ 200 millions d’années, a été marquée par la quatrième extinction de masse connue pour notre planète. La moitié des espèces animales ou végétales se sont éteintes en peu de temps, laissant alors de nombreuses niches écologiques à la disposition des dinosaures. La cinquième extinction de masse a eu raison de leur sort 135 millions d’années plus tard. Les causes de ces disparitions massives font l’objet de nombreuses hypothèses, que de nouvelles techniques de datation des roches commencent à valider ou infirmer.

La Terre n’avait pas sa configuration actuelle voilà 200 millions d’années. L’Europe, les Amériques et le nord de l’Afrique étaient soudés. Quatre épisodes volcaniques majeurs ont alors déversé plus de dix millions de kilomètres cubes de magma en moins de 600.000 ans, tout en provoquant l’apparition d’un rift qui a donné naissance à l’Atlantique nord en s’agrandissant. C’est alors que la province magmatique centre atlantique (ou CAMP, pour central atlantic magmatic province), c'est-à-dire l’amas de roches ignées formé par les éruptions, s’est divisée en plusieurs morceaux. Ses basaltes peuvent maintenant être trouvés aux États-Unis et au Canada, mais aussi dans le sud de la France, en Espagne ou au Maroc. 

Les éruptions volcaniques incriminées n’avaient jusqu’à ce jour pas pu être liées avec certitude à l’extinction de masse pour une seule raison : la datation des roches basaltiques se faisait par le passé avec une marge d’erreur oscillant entre un et trois millions d’années. Une amélioration de la technique de datation à l’uranium-plomb sur zircons vient de résoudre ce problème, puisque les nouvelles marges d’erreur sont de quelques dizaines de milliers d’années. Cette approche améliorée a dernièrement été employée par Terry Blackburn et ses collaborateurs (Carnegie Institution) pour redater des basaltes de la CAMP. L’extinction de masse et les épisodes volcaniques sont maintenant fermement liés : ils sont survenus voilà 201.564.000 ans environ. Leurs travaux sont publiés dans la revue Science.

Paul Olsen, l'un des coauteurs de l'étude, récupère des roches basaltiques datant de la fin du Trias sur des falaises maritimes du sud de la Grande-Bretagne. Leur datation est précise, elles ont environ 201.564.000 ans. Les épanchements magmatiques qui ont créé ces roches auraient causé la disparition d'une espèce sur deux sur Terre. © Kevin Krajick, Earth Institute
Paul Olsen, l'un des coauteurs de l'étude, récupère des roches basaltiques datant de la fin du Trias sur des falaises maritimes du sud de la Grande-Bretagne. Leur datation est précise, elles ont environ 201.564.000 ans. Les épanchements magmatiques qui ont créé ces roches auraient causé la disparition d'une espèce sur deux sur Terre. © Kevin Krajick, Earth Institute

Les mouvements de la Terre lus dans les sédiments

Deux autres approches ont confirmé ce résultat. La frontière entre le Trias et le Jurassique est marquée au sein des couches sédimentaires du monde entier par la disparition de spores et autres fossiles caractéristiques (crocodiliens, conodontes, etc.). Or, la strate géologique qui précède celle témoignant de l’extinction de masse renferme également des grains de minerai particulièrement intéressants. En effet, ils ont été marqués par une inversion de la polarité de la Terre survenue voilà un peu plus de 202 millions d’années (épisode E23r). De plus, ils s'observent directement sous la couche basaltique du CAMP. 

La direction de l’axe de rotation de notre planète change de manière cyclique au cours du temps. Ces modifications se traduisent sur Terre par des variations de température qui peuvent favoriser le remplissage de grands lacs ou les assécher. Or, ces changements impactent directement diverses caractéristiques de la sédimentation au sein de ces pièces d’eau. En lissant ces dernières au sein de sédiments vieux de plusieurs millions d’années, il est possible de réaliser des datations en les rapprochant de l’historique des mouvements de notre planète. La marge d’erreur serait alors de 20.000 ans tout au plus.

Cette approche « astrochronologique » est de plus en plus acceptée dans la communauté scientifique. Cependant, voici quelques mois, il n’était pas possible de dire jusqu’à quelle époque géologique la méthode reste précise. La réponse vient de tomber : au moins jusqu'au Trias. En effet, les résultats de la datation des basaltes et ceux de la « lecture » des couches de sédiments coïncident. La première phase de l’extinction de masse n’a laissé des indices que dans une seule strate. Par conséquent, elle a duré moins de 20.000 ans.

En route vers une sixième extinction de masse ?

Les éruptions volcaniques ont pu mettre à mal la vie de différentes manières. Premièrement, elles ont émis de grandes quantités de soufre dans l’atmosphère, ce qui a dû assombrir le ciel et refroidir le climat durant quelques années. Les créatures n’aimant pas les basses températures ont donc été les premières à souffrir. Les épanchements magmatiques ont également libéré d’importantes quantités de CO2, un puissant gaz à effet de serre. Elles auraient causé un important réchauffement climatique une fois la phase « froide » terminée. Les espèces sensibles à la chaleur ont alors dépéri.

Ces 200 dernières années, les activités anthropiques ont fait grimper la concentration de CO2 atmosphérique de 40 %, tendant à faire monter les températures et à acidifier les océans. Or, ces augmentations seraient aussi rapides, voire plus rapides, que celles ayant marqué la fin du Trias. L'Homme est-il en train de causer la sixième extinction de masse ?


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