Une vue d'artiste de l'époque des dinosaures. © shutterstock, linda-bucklin

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Disparition des dinosaures : l'astéroïde aurait amplifié le volcanisme global

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La chute d'un corps céleste il y a 66 millions d'années n'aurait pas seulement amplifié le volcanisme colossal des trapps du Deccan en Inde, alors actif depuis quelques centaines de milliers d'années, mais aussi celui, planétaire, des dorsales océaniques. Volcans et astéroïde auraient donc été responsables de la mort des dinosaures.

Interview : les mystérieux volcans sous-marins  Les volcans sous-marins sont plus nombreux que les volcans terrestres mais ils restent mal connus. Futura-Sciences a rencontré Jacques-Marie Bardintzeff, docteur en volcanologie, pour qu'il nous parle de ces surprenants volcans. 

Les spéculations sur une connexion entre la chute du petit corps céleste à l'origine de l'astroblème de Chicxulub et l'activité volcanique des fameuses trapps du Deccan remontent au moins à la fin du XXe siècle. En effet, l'Inde occupait la région où se trouve actuellement l'île de la Réunion, si l'on tient compte de la dérive des continents. On peut considérer qu'elle est le produit d'un point chaud qui était particulièrement actif il y a 66 millions d'années et qui aurait donc été à l'origine des gigantesques épanchements basaltiques du Deccan. L'île se trouve aussi à quelques milliers de kilomètres d'une région qui est en quelque sorte aux antipodes du Yucatán. Le point chaud ne peut donc pas avoir été causé par une concentration des ondes sismiques colossales produite par l'impact. Mais peut-être, l'impact avait-il déstabilisé un panache de magma remontant sous l'Inde, provoquant un pic dans l'activité volcanique précisément au moment de la disparition des dinosaures. Déjà fragilisés par ce volcanisme avant l'évènement du Yucatán, les dinosaures n'auraient pas résisté à l'action combinée des deux phénomènes.

En 2015, une équipe de chercheurs en géosciences menée par l'université de Berkeley en Californie avait apporté des arguments à l'appui de ce scénario. Une autre équipe états-unienne — en l'occurrence Joseph S. Byrnes (université du Minnesota) et Leif Karlstrom (université de l'Oregon) — vient de publier un article dans Science Advances. Ils suggèrent une autre influence indirecte de la chute d'un corps céleste au Yucatán mais cette fois-ci au niveau du volcanisme planétaire et en particulier sous la forme des volcans sous-marins que l'on trouve au niveau des dorsales océaniques.

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Des anomalies de gravité trahissant des édifices volcaniques

Nous disposons d'une certaine connaissance des âges des fonds océaniques de part et d'autre de ces dorsales depuis les campagnes de cartographie magnétiques de ces fonds combinées avec les forages profonds ayant ramené des échantillons de roches en surface. C'est d'ailleurs de cette façon que l'on a découvert l'expansion des fonds océaniques dans les années 1960.

Il se trouve que les géophysiciens ont également établi au court des décennies, notamment en s'aidant des satellites, des cartes du champ de gravité de la Terre au niveau des océans. Ces mesures gravimétriques, tout comme sur les continents, montrent un lien entre l'intensité du champ de gravité local et la topographie d'un lieu, ainsi que la densité des roches qui s'y trouvent.

Byrnes et Karlstrom ont eu l'idée de fouiller dans les archives gravimétriques de la Terre en les comparant aux données de l'océanographie qui correspondent aux cent derniers millions d'années. Ils ont alors découvert des anomalies dans le champ de gravité dans des régions de part et d'autre des dorsales dont les âges sont dans une bande d'environ un million d'années autour de la date de la fameuse crise K-T et donc celles aussi des éruptions du Deccan et de l'impact du Yucatán. Ces anomalies indiquent une augmentation des quantités de basaltes empilés sur les fonds marins suite à des éruptions au niveau des dorsales mondiales à ces époques.

Les chercheurs pensent donc que les ondes sismiques produites par la chute du corps céleste au Yucatán auraient été suffisamment puissantes pour amplifier également les éruptions sous-marines de sorte que de 92.000 à 920.000 kilomètres cubes de lave supplémentaires se seraient épanchés au niveau des dorsales.

L'impact sur la biosphère de ces épanchements reste encore à définir, d'autant que l'on peut penser que d'autres volcans, sur les continents cette fois-ci, ont peut-être été affectés.

Une présentation des méthodes de la géophysique planétaire comme la gravimétrie. © Chaîne IPGP

  • De nos jours, peu de séismes sont considérés comme à l'origine d'éruptions volcaniques car ils restent de faibles intensités. Toutefois, il a pu en être autrement après l'impact qui créé le Chicxulub il y a 66 millions d'années.
  • Les géophysiciens pensent que les ondes sismiques générées à cette occasion pourraient avoir amplifié le volcanisme de point chaud du Deccan et même celui des volcans au niveau des dorsales océaniques.
  • Ce serait l'impact conjugué de ce volcanisme avec la chute d'un astéroïde ou d'une comète qui aurait été à l'origine de la disparition des dinosaures et de nombreuses autres espèces vivantes.
Pour en savoir plus

Disparition des dinosaures : astéroïde ou volcans ? Les deux !

Article de Xavier Demeersman, publié le 02/10/2015

Depuis 35 ans, partisans de l'hypothèse d'un astéroïde et partisans d'un long et intense épisode d'activité volcanique au niveau des trapps du Deccan s'affrontent sur l'origine de l'extinction de masse qui a touché l'ensemble de la vie terrestre il y a 65 millions d'années. Une équipe de géophysiciens de l'université de Berkeley estime que tous ces évènements sont en réalité reliés. Tout aurait commencé par l'impact de l'astéroïde qui aurait ensuite ravivé les trapps du Deccan. La combinaison des deux aurait donc sonné le glas des dinosaures.

Qui d'un astéroïde ou des intenses éruptions volcaniques des trapps du Deccan, à l'ouest de l'Inde, est à l'origine de la cinquième extinction de masse, il y a 65,5 millions d'années ? La question est débattue par les paléontologues et les géologues depuis plus de 35 ans, donnant l'avantage tantôt à l'un, tantôt à l'autre. Dans un article qui vient de paraître dans la revue Science, une équipe de l'université de Berkeley (Californie) soutient que l'enchaînement des évènements n'est certainement pas dû au hasard, comme cela avait déjà été supposé, et que tout cela est lié.

Tout commence, rappelons-le, à la fin des années 1970 avec la mise en évidence par Luis Alvarez et son fils Walter (tous deux chercheurs à Berkeley) de l'abondance d'iridium dans les couches dépourvues de fossiles qui marquent la limite du crétacé-tertiaire (dite K-T). Cet élément, très rare sur Terre, est caractéristique de certains corps célestes. Aussi, sa présence un peu partout sur le Globe au sein d'une même couche d'argile datant de cette période, désigne sans ambiguïté le coupable : l'impact d'un astéroïde ou d'une comète. Leur thèse sera d'ailleurs étayée un peu plus tard par la découverte du cratère de Chicxulub, une plaie encore béante d'environ 180 km de diamètre, démasquée au large de la péninsule du Yucatán, au Mexique. D'après les estimations, l'impacteur devait mesurer environ 10 km. En s'écrasant à très grande vitesse (90.000 km/h ?), cet objet massif a généré d'énormes quantités de poussières et de cendres. Projetées dans l'atmosphère, elles ont pu provoquer un long et redoutable « hiver nucléaire » qui enveloppa toute la biosphère. Le climat global fut bien sûr profondément modifié et, privés de lumière, plantes terrestres et phytoplancton marin dépérirent... In fine, plus de 70 % des espèces vivantes, parmi lesquelles les dinosaures, les ammonites et les foraminifères benthiques, furent condamnées.

C'est sans doute le scénario le plus consensuel. Mais en 1986, des recherches du géophysicien Vincent Courtillot ont montré que les trapps du Deccan furent gigantesques, dévastatrices et nocives, il y a environ 66 millions d'années. Pour lui et nombre de ses collègues, les responsables de la disparition des dinosaures, en mesure aussi de changer le climat et de refroidir la planète comme cela avait été le cas pour les quatre extinctions de masses précédentes, ce sont ces éruptions volcaniques massives.

Dépôts de lave superposés dans les trapps du Deccan, à l’est de Mumbai dans l’ouest de l’Inde. © Mark Richards

Combinaison de deux catastrophes majeures

Paul Renne et son collègue de Berkeley, Mark Richards sont retournés en Inde ces derniers mois afin de prélever des échantillons dans les épaisses couches de laves du Deccan et d'affiner leurs datations avant et après l'impact. Ils soutiennent que la collision de l'astéroïde a été un déclencheur de l'activité volcanique de cette région. Certes, la lave coulait déjà dans cette région avant le terrible évènement mais dans des proportions plus faibles et douces. La chute du corps céleste et le violent séisme (magnitude 10 ou 11, avancent les chercheurs) qui s'ensuivit auraient ensuite modifié la « plomberie » des volcans, élargissant les chambres magmatiques et doublant les épanchements moins de 50.000 ans après l'impact. La conjugaison des deux catastrophes a été fatale pour une grande part des êtres vivants sur Terre à cette période.

En réalité, « [...] il devient quelque peu artificiel de distinguer entre les deux mécanismes de destruction : les deux phénomènes étaient clairement à l'œuvre en même temps, estime Paul Renne, qui dirigeait cette étude. Il va être fondamentalement impossible d'attribuer les effets sur l'atmosphère à l'un ou l'autre. Ils se sont produits tous les deux en même temps. »

L'équipe, constituée des deux chercheurs et d'étudiants à l'université de Berkeley, estime que les éruptions intermittentes du Deccan ont mis à mal la vie sur Terre, durant environ 500.000 ans après la limite du crétacé-tertiaire. « La biodiversité et la signature chimique de l'océan ont pris environ un demi-million d'années pour vraiment récupérer après la limite K-T, ce qui correspond à la durée du volcanisme accéléré », a déclaré Paul Renne. Il a fallu tout ce temps pour que la vie puisse reconquérir toutes les niches écologiques.

L’auteur principal de l’article publié dans Science, Paul Renne, examinant un horizon du sol rougi entre les coulées de lave dans les trapps du Deccan. © Mark Richards

L’enquête continue

La datation par la mesure du rapport isotopique 40argon/39argon leur a permis de préciser le déroulement des éruptions et la vitesse et la chimie des flux de magma en surface. Avant l'extinction, c'était assez calme comme on l'a dit plus haut. En revanche, les écoulements ont plus de doublé après l'impact. Il y eut des pauses, sans doute, parce que les chambres magmatiques, devenues plus grandes, se rechargeaient. Plus grandes signifie aussi plus de laves... « Tout ces choses ont changé de façon fondamentale et, en outre, il semble que cela s'est vraiment produit à la limite du K-T, a expliqué l'auteur principal de l'article publié dans ScienceNos données ne prouvent pas de façon concluante que l'impact a causé ces changements, mais la connexion a l'air de plus en plus claire. »

Le géophysicien a du mal à voir une coïncidence. De surcroît, la datation des poussières de l’impact et de la limite du Crétacé-Tertiaire qu'il a réalisée il y a deux ans avait montré que 32.000 années seulement séparent les deux évènements. Un battement de cils sur l'échelle de temps géologique ! Il compte poursuivre les datations pour encore affiner la reconstitution de l'histoire. De son côté, Mark Richards, persuadé que de puissants séismes peuvent modifier les chambres magmatiques et raviver des éruptions volcaniques, continue de mener l'enquête avec des volcanologues.

« Si nos datations de haute précision continuent de pointer sur ces trois évènements — l'impact, l'extinction et l'impulsion majeure du volcanisme — tous de plus en plus rapprochés, les gens vont devoir accepter la probabilité d'un lien entre eux » a-t-il déclaré.