Un troupeau de dinosaures admirant la nuit tombante. © shutterstock_linda-bucklin

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Disparition des dinosaures : l'astéroïde aurait plongé la Terre dans la nuit durant 2 ans

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Une nouvelle simulation de l'impact des incendies producteurs de suies causés par l'impact d'un astéroïde à la fin du Crétacé précise ce qui a pu se passer au moment de la disparition des dinosaures. Les suies pourraient avoir bloqué suffisamment le rayonnement solaire pour stopper toute photosynthèse pendant un an et demi.

  • Lors de la chute d'un petit corps céleste au Yucatan il y a 66 millions d'années, l'énergie libérée a enflammé les forêts de l'époque, produisant d'importantes quantités de suies.
  • Ces suies seraient montées dans l'atmosphère, chauffées par le Soleil, jusqu'à produire une couche qui a plongé la Terre dans l'obscurité pendant au moins un an et demi, causant l'effondrement de la chaîne alimentaire.
  • La couche se serait dissipée en quelques mois sous l'effet de réactions chimiques imprévues mais révélées par une vaste simulation numérique de l'effet des suies sur la climat de la Terre à cette époque.

Il reste encore des zones d'ombres sur l'extinction massive à la frontière du Crétacé et du Tertiaire qui a conduit à la disparition d'environ 75 % des espèces vivantes de la biosphère il y a environ 66 millions d'années. Bien que les dinosaures n'aient pas tous été de grandes tailles, et loin s'en faut contrairement à ce que l'on peut croire, ils ont tous disparu sous leur forme non avienne, comme tous  les tétrapodes de plus de 25 kg.

Cette crise biologique coïncide peu ou prou avec deux évènements géologiques majeurs, les trapps du Deccan et l'astroblème du Yucatan, à Chicxulub, respectivement produits par de gigantesques épanchements basaltiques et par la chute d'un petit corps céleste d'une dizaine de kilomètres de diamètre. Le débat dure toujours quant à l'importance relative de ces deux phénomènes mais l'on s'accorde en général sur le fait que l'impact de l'astéroïde ou d'une comète a été déterminant. Sauf que l'on ne comprend pas très bien les détails des cascades d'évènements et de boucles de rétroactions dans l'environnement qui ont permis par exemple aux crocodiles de survivre mais pas à certains dinosaures de mêmes tailles.

Un documentaire avec image de synthèse sur l'impact du Yucatan à la fin du Crétacé. © Discovery Science

Une étude en cours de publications dans les Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences) par une équipe de chercheurs vient cependant d'apporter de nouveaux éléments pour tenter de comprendre ce qui s'est passé. Elle complète un article déjà publié en 2016 dans Atmospheric Chemistry and Physics (ACP). Les chercheurs viennent du NCAR (National Center for Atmospheric Research), un institut de recherche à Boulder, dans le Colorado, qui a comme mission d'explorer et de comprendre notre atmosphère et ses interactions avec le Soleil, les océans, la biosphère et l'Homme. Ces scientifiques ont utilisé un superordinateur pour simuler les conséquences de l'impact de Chicxulub. Il s'agissait en particulier de comprendre les effets des poussières et surtout de la suie produite par les incendies ayant ravagé les forêts et dont on trouve des traces dans la fameuse couche argileuse noire de la limite Crétacé-Tertiaire (la couche KT).

Cinq milliards de fois Hiroshima et 15.000 millions de tonnes de suies

En effet, l'impact lui-même a fait l'effet de plusieurs milliards de bombes atomiques de la puissance de celle d'Hiroshima. Une onde de chaleur s'est propagée et des retombées de matière en fusion se sont forcément produites, enflammant les forêts sur plusieurs continents. La quantité de suie encore retrouvée aujourd'hui dans la couche KT a été estimée à environ 15.000 millions de tonnes et des quantités gigantesques devaient donc être présentes dans l'atmosphère après l'impact, bloquant la lumière du Soleil.

Sur cette base, les simulations montrent que la photosynthèse, aussi bien sur les continents que dans les océans, aurait été impossible pendant environ un an et demi, entraînant donc un effondrement de la chaîne alimentaire. Les températures auraient également chuté d'environ 10 °C au-dessus des océans et de 28 °C au-dessus des continents. Les suies chauffées par le Soleil seraient également montées en altitude jusqu'à produire un échauffement conséquent de la couche d’ozone, provoquant sa destruction. Un mécanisme imprévu aurait ensuite conduit à la dissipation complète de la couche chargée en suie en quelques mois, exposant la Terre au rayonnement UV dont elle était protégée auparavant.

Devant ces simulations, les chercheurs incitent cependant à la prudence. Elles ont été conduites avec un modèle climatologique basée sur la topographie de la Terre actuelle. Or, les continents étaient différents au Crétacé, aussi bien en formes qu'en position et avec des reliefs montagneux qui n'étaient pas ceux d'aujourd'hui. Les courants océaniques et atmosphériques étaient certainement différents. Le modèle numérique lui-même, le Whole Atmosphere Community Climate Model (WACCM) n'est pas conçu pour gérer des perturbations rapides et fortes de l'environnement, de sorte qu'il est sûrement partiellement biaisé. Enfin, les géophysiciens et les géochimistes n'ont pas tenu compte du contexte géologique du lieu de l'impact. Or, on a de bonnes raisons de penser que les roches vaporisées par l'impact ont libéré des composés soufrés et peut-être même des produits provenant de la combustion d'un important gisement de pétrole.

Pour en savoir plus

Extinction des dinosaures : un astéroïde en serait bien la cause

Article de Laurent Sacco publié le 9 mars 2010

Un groupe de 41 chercheurs en géosciences vient de réaffirmer avec force que l'explication la plus probable de l'extinction massive ayant frappé la biosphère il y a 65 millions d'années doit bien être recherchée dans l'impact d'un petit corps céleste, celui-là même qui a creusé le cratère de Chicxulub, au Yucatan.

Depuis la découverte au début des années 1990 du cratère météoritique de Chicxulub, déjà daté d'environ 65 millions d'années et d'un diamètre d'environ 180 kilomètres, il semblait difficile de croire que la grande extinction de la limite Crétacé-Tertiaire ne soit pas due majoritairement à l'impact l'ayant causé. La découverte, partout sur la planète, de quartz choqués et de traces importantes d'iridium dans une couche sédimentaire à la limite Crétacé-Tertiaire (la fameuse limite KT) confortait cette hypothèse. Toutefois, un autre candidat restait en lice : l'intense activité volcanique du plateau du Deccan, en Inde. A cette même époque, en effet, de gigantesques épanchements basaltiques ont à plusieurs reprises et pendant environ un million d'années recouvert de vastes étendues. De quoi en faire d'efficaces tueurs de dinosaures car libérant des gaz susceptibles de modifier lentement mais surement le climat...

Il était d'ailleurs difficile d'obtenir une résolution temporelle inférieure au million d'année environ, et donc suffisamment fine pour déterminer si la disparition des espèces vivantes observée pendant la crise KT s'est déroulée de manière rapide ou graduelle.

Tout a commencé à changer quand l'existence du cratère de Chicxulub a été attestée. En effet, la puissance de l'explosion l'ayant creusé devait être de plusieurs milliards de fois celle de la bombe d'Hiroshima. Comment croire une seconde, si l'on s'appuie sur des raisons solidement fondées sur les lois de la physique, que l'onde thermique de l'explosion et l'énorme injection de matière dans l'atmosphère, diminuant nécessairement la lumière du Soleil, n'aient pas durement affecté la biosphère ?

Certes, l'influence du volcanisme de Deccan sur le climat ne pouvait être sous-estimée, pas plus que l'influence d'autres facteurs potentiels, comme des régressions marines. Mais il semblait raisonnable d'attribuer le rôle le plus important à l'impact de la météorite de Chicxulub.

Une série d'arguments vraiment solides

Cette hypothèse sort très renforcée d'un article de synthèse publié dans Science et écrit par 41 chercheurs en géosciences, parmi lesquels figure Joanna Morgan de l'Imperial College London.

Pour eux, il n'y a plus de doute. Les archives géochimiques, sédimentologistes et paléontologiques ne peuvent être interprétées de façon cohérente en relation avec la crise KT qu'avec l'influence majeure de l'impact de la météorite du Yucatan. Les simulations de la chute d'un corps céleste d'environ 10 à 15 kilomètres de diamètre, dont on pense qu'il tire son origine de l'astéroïde 298 Baptistina, et les modèles numériques de l'impact sur le climat des éruptions des Trapps du Deccan, vont dans le même sens.

La disparition des espèces, notamment dans l'océan, a eu lieu trop rapidement pour être expliquée par les gaz émis lors des épanchements basaltiques. Inversement, on voit maintenant que la biosphère n'a pas été affectée de façon significative durant des centaines de milliers d'années alors que le volcanisme du Deccan était déjà actif.

Les chercheurs réfutent aussi les arguments de Gerta Keller et ses collègues, qui prétendaient avoir établi que la crise KT s'était en fait produite 300.000 ans après la formation du cratère de Chicxulub. S'il est toujours possible de soutenir un décalage, les preuves de celui-ci ne sont pas déterminantes, alors que les arguments reliant l'impact à la crise KT sont nombreux et convaincants.

On voit clairement, par exemple, qu'il existe sur toute la planète des quartz choqués, datés de la crise KT et du type de ceux qui se produisent lors de la formation d'un cratère d'impact. On note aussi que la taille de quartz diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la région du Yucatan.

Le mécanisme central responsable de l'extinction des dinosaures et de près de 80 % des espèces marines semble donc bien être, plus que jamais, la diminution importante de la lumière solaire pendant quelques mois partout sur la planète, suite à la grande quantité de matière éjectée par l'impact d'un petit corps céleste.

Interview : le mystère de l’extinction des dinosaures est-il enfin élucidé ?  Les scientifiques ont bien du mal, depuis toujours, à trouver un consensus expliquant l’extinction des dinosaures. Même si la théorie la plus grandement acceptée est celle d’une météorite, il persiste encore aujourd’hui des zones d’ombres. Futura-Sciences a interviewé Éric Buffetaut, paléontologue, pour qu’il nous éclaire sur la question.