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La pire crise biologique de l’histoire causée par une bactérie ?

Pour expliquer l'extinction massive du Permien, le coupable communément désigné est un épisode d'éruptions volcaniques massives dans l'actuelle Sibérie. Un scientifique affirme avoir trouvé un complice : une bactérie, appréciant le nickel et émettant du méthane.

Le 30 décembre 1969 à Hawaï, l'éruption du Mauna Ulu sur le Kilauea a été à l'origine d'une fantastique cascade de lave. Les trapps de Sibérie, lors de leur mise en place, devaient générer des flots de lave à des échelles bien plus grandes. © D. A. Swanson Le 30 décembre 1969 à Hawaï, l'éruption du Mauna Ulu sur le Kilauea a été à l'origine d'une fantastique cascade de lave. Les trapps de Sibérie, lors de leur mise en place, devaient générer des flots de lave à des échelles bien plus grandes. © D. A. Swanson

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Notre planète connut voilà 251 millions d’années la pire extinction de masse de son histoire, puisque 90 % des espèces marines disparurent, tout comme 70 % des organismes terrestres. Le déclencheur de cette crise biologique du Permien fait toujours débat. Nous savons que d’importants épanchements magmatiques ont eu lieu à la même époque dans l’actuelle Sibérie. Or, ces événements ont dû s’accompagner d’émissions massives de gaz à effet de serre. Ainsi, selon la théorie dominante, la vie pourrait avoir été mise à mal par des changements climatiques brutaux.

Tout le monde n’est pas convaincu par cette hypothèse, et surtout pas Daniel Rothman du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ses réticences sont basées sur des observations, dont des analyses de carottes de sédiments datant de la fin du Permien et prélevées en Chine. Selon lui, l’augmentation de la concentration en gaz à effet de serre dans l’atmosphère aurait été anormalement rapide, un événement qui ne peut s'expliquer par des événements géologiques comme des éruptions volcaniques

L’explication serait donc ailleurs, peut-être même dans le domaine microscopique, chez les bactéries. C’est en tout cas la thèse qu’a soutenue ce scientifique durant la conférence automnale de l’American Geophysical Union (AGU) à San Francisco.

Diversité biologique en nombre de familles selon les périodes géologiques. Les drapeaux noirs indiquent des extinctions de masse. La pire des crises a eu lieu à la fin du Permien, voilà 251 millions d’années. © D’après J.-L. Hartenberger
Diversité biologique en nombre de familles selon les périodes géologiques. Les drapeaux noirs indiquent des extinctions de masse. La pire des crises a eu lieu à la fin du Permien, voilà 251 millions d’années. © D’après J.-L. Hartenberger

Une bactérie méthanogène pour tout expliquer

Durant la formation des trapps de Sibérie, les épanchements de roches en fusion recouvrirent jusqu’à 7 millions de km2, une seule éruption volcanique de l’époque pouvant libérer jusqu’à 2.000 km3 de magma. Cette matière était particulièrement riche en nickel, un métal qui, après avoir été transporté dans l’atmosphère, a pu finir sa vie au sein des océans, où résidaient déjà des bactéries du genre Methanosarcina. Or, ces procaryotes produisent du méthane (CH4), un gaz à effet de serre particulièrement efficace, en métabolisant entre autres du nickel, de l’oxygène et divers composés carbonés. 

Ainsi, d’après Daniel Rothman, les éruptions volcaniques sibériennes auraient enrichi les océans en nickel, un fait attesté par l’analyse des carottes de sédiments, et donc favorisé une explosion démographique des populations de Methanosarcina. Par conséquent, d’importantes quantités de méthane auraient été rapidement libérées dans l’atmosphère, tandis que la concentration en oxygène diminuait dans l’eau comme dans l’air. Le réchauffement climatique engendré pourrait alors avoir fait son œuvre. Mais est-on sûr que cette bactérie métabolisait déjà le nickel à l’époque ? Une étude génomique réalisée par le chercheur aurait levé le doute. Cette capacité serait en effet apparue voici 251 millions d’années, justement à l’époque critique.  

La communauté scientifique semble partagée devant cette nouvelle théorie. Plusieurs spécialistes trouvent l’idée surprenante mais intéressante : l’évolution d’une seule espèce aurait causé la disparition de millions d’autres. En revanche, selon d’autres chercheurs, de nombreuses zones d’ombre subsistent, notamment sur la manière dont le nickel s’est répandu dans les océans du monde entier. Histoire à suivre donc…


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