Illustration de la dévastation sur Terre causée par l'impact de l'astéroïde. © serpeblu, Adobe Stock
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Extinction des dinosaures : c'est le pire des scénarios qui s'est produit !

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[EN VIDÉO] 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. 

Pas de chance pour les dinosaures. Des simulations montrent aujourd'hui que l'astéroïde qui a causé leur disparition a frappé la Terre avec le pire des angles. Un angle de l'ordre de 60° avec l'horizon, responsable de l'émission vers l'atmosphère d'un maximum de gaz modifiant brutalement le climat de notre Planète. Et causant une extinction de masse.

La chute d’un astéroïde sur la Terre il y a environ 65 millions d'années a libéré une quantité colossale de gaz et de poussières dans l'atmosphère, modifiant brutalement le climat de notre Planète et déclenchant une chaîne d'événements qui ont notamment conduit à l'extinction des dinosaures« Le scénario a probablement été aggravé par le fait que cet astéroïde a frappé la Terre sous l'un des angles les plus meurtriers que l'on puisse imaginer », raconte Gareth Collins, chercheur à l'Imperial College London (Royaume-Uni), dans le communiqué.

Jusqu'alors, les simulations informatiques proposées n'avaient porté que sur les premiers stades de l'impact. De la formation du cratère transitoire à l'expulsion des roches, de l'eau et des sédiments vers l'atmosphère. Pour la première fois, une équipe internationale de chercheurs a simulé en 3D l'ensemble de l'événement : de l'impact initial de l'astéroïde à la formation du cratère connu sous le nom de cratère de Chicxulub (Mexique) après effondrement du cratère transitoire.

Partant d'un astéroïde de 17 km de diamètre, d'une densité de quelque 2.600 kg/m3 et d'une vitesse de 12 km/s, les modèles développés montrent que cet astéroïde a frappé la Terre sous un angle de l'ordre de 60° avec l'horizon, par le nord-est. Le scénario reproduit presque parfaitement les observations de terrain. Notamment les analyses des formes et des structures souterraines du cratère. Ainsi que des résultats récents d'un forage dudit cratère qui a mis à jour des preuves des forces extrêmes générées par l'impact.

L’alignement dans une direction sud-ouest/nord-est du centre du cratère, du centre de l'anneau de crête (peak ring centre) - un anneau de montagnes fait de roches fortement fracturées à l'intérieur du bord du cratère - et du centre des roches du manteau surélevées profondes de 30 kilomètres (mantle uplift centre) constitue un élément de preuve majeur soutenant les résultats de la simulation d'une trajectoire d'astéroïde à 60°. © Imperial College London

Sur Terre et ailleurs

« Elles sont enterrées sous près d'un kilomètre de roches sédimentaires, mais les données géophysique révèlent tant de choses sur la structure du cratère. Suffisamment pour décrire la direction et l'angle de l'impact », remarque Auriol Rae, chercheur à l'université de Fribourg (Suisse), toujours dans le communiqué de l'Imperial College London.

Le scénario d'un astéroïde tombant avec un angle de 60° a non seulement reproduit les données géophysiques recueillies par les chercheurs, mais c'est aussi montré particulièrement impactant. Il a notamment provoqué la libération de plus de gaz que n'importe quel autre scénario. Et c'est cette libération de gaz - du dioxyde de carbone, du soufre et de la vapeur d'eau - qui a provoqué l'hiver nucléaire contribuant à l'extinction de masse qu'a alors connu la Terre.

Mieux comprendre la formation des grands cratères

Les chercheurs comptent désormais s'appuyer sur ces travaux pour en apprendre encore plus sur l'astéroïde responsable de la disparition des dinosaures. Mais aussi pour mieux comprendre comment les grands cratères se forment sur d'autres planètes.

Le cratère de Chixculub, quelques milliers d'années après la disparition des dinosaures, une image d'artiste. © Detlev van Ravenswaay, Science Source
Pour en savoir plus

Chicxulub :  l'impact du tueur de dinosaures aurait créé un tsunami géant

Des simulations numériques montrent pour la première fois l'effet global dans les océans de la chute d'un corps céleste d'une dizaine de kilomètre de diamètre, il y a 66 millions d'années. L'impact qui a tué les dinosaures aurait produit à Chicxulub un vague de 1.500 m de haut.

Article de Laurent Sacco paru le 21/12/2018

La fameuse couche d'argile de la limite K-T (de l'allemand Kreide-Tertiär) intrigue par la présence anormale de grandes quantités d'iridium. Cela s'expliquerait par les effets de l'impact d'un petit corps céleste, et sa simulation a commencé, au moins dès les années 1980, comme le prouve un épisode de la célèbre émission de la NHK : La planète Miracle. Les progrès des ordinateurs aidant et, surtout depuis la découverte du lieu de la chute de ce petit corps dans le Yucatan, les effets de cette chute se précisent de plus en plus. Même si bien des énigmes demeurent, quant à ceux qui se sont produits dans la biosphère. Il n'est pas aisé de comprendre, par exemple, pourquoi des dinosaures de toutes tailles ont disparu mais pas les crocodiles ou d'autres reptiles.

Le lieu de l'impact géant qui s'est produit il y a 66 millions d'années a été retrouvé. Cet impact est à l'origine de ce que l'on appelle aujourd'hui l'astroblème ou plus, prosaïquement, le cratère de Chicxulub. Il a fait l'objet d'une campagne de forage et les carottes ramenées en surface ont accrédité certaines des simulations qui expliquaient la formation de ce cratère complexe avec plusieurs anneaux rocheux emboîtés comme Futura l'avait exposé récemment. On a donc de bonnes raisons de prendre au sérieux les résultats d'autres simulations présentés par la paléocéanographe états-unienne Molly Range et ses collègues lors de la réunion fêtant le centenaire de l'Union américaine de géophysique (AGU) et qui s'est tenue du 10 au 14 décembre 2018, à Washington aux États-Unis.

Un extrait de la simulation montrant l'effet de l'impact de Chicxulub. Les matériaux de la croûte sont représentés en marron, les sédiments en jaune et l'océan en bleu.© Brandon Johnson

Un tsunami avec une vague de 1.500 m de haut à Chicxulub

Selon la chercheuse, il s'agit de la première simulation de l'impact de Chicxulub sur les océans à l'échelle de toute la planète, en l'occurrence un tsunami géant. Elle tient compte dans les grandes lignes de ce que l'on sait de la forme et de la répartition des continents, il y a 66 millions d'années, mais pas suffisamment pour pouvoir calculer le comportement des vagues du tsunami aux abords de ces continents. En effet, la vitesse des vagues d'un tsunami est proportionnelle à la racine carrée de la profondeur de l'eau et comme la rapidité diminue en se rapprochant du rivage, les vagues ralentissent et s'empilent de sorte que leurs amplitudes et leurs énergies augmentent.

Toujours est-il que les simulations effectuées permettent déjà d'obtenir des résultats impressionnants. Juste au point d'impact, la hauteur de la muraille d'eau générée devait être de l'ordre de 1.500 mètres et du fait de l'inexistence de l'Isthme de Panama, qui ne se formera que quelques dizaines de millions d'années plus tard, le tsunami s'est produit aussi bien dans l'Océan Pacifique que dans l'Océan Atlantique, dans le golfe du Mexique. La hauteur des vagues devait généralement y atteindre environ 14 mètres.

Pour arriver à ce résultat, il a fallu combiner deux simulations. La première sur le lieu d'impact et la seconde, avec comme conditions aux limites les données de la première, pour avoir les effets et la propagation des vagues à l'échelle globale. On peut en déduire que des sédiments au fond des mers ont été déplacés à des distances plus grandes que ce que l'on imaginait et les effets du tsunami étaient, là aussi, sensibles plus loin sur la surface de la Terre. Les sédimentologues et autres géologues devraient en trouver des traces.

La simulation du tsunami de l'impact de Chicxulub. © Molly Range


Chicxulub : l'impact du tueur de dinosaures plus violent que prévu

Selon de nouvelles simulations, l'impact de l'astéroïde tombé sur Terre il y a 65 millions d'années a généré l'émission de trois fois plus de composés soufrés que ce que l'on pensait. Durablement injectés dans l'atmosphère, ils ont dû produire un refroidissement violent et long. Malheureusement pour les dinosaures.

Un groupe de géophysiciens menés par Joanna Morgan de l'Imperial College London (Royaume-Uni) vient de publier un article dans Geophysical Research Letters qui conforte la thèse du rôle majeur dans la disparition des dinosaures du corps céleste à l'origine de l'astroblème de Chicxulub au Yucatan. Certainement, les gigantesques épanchements basaltiques du Deccan en Inde ont aussi joué un rôle dans la grande crise biologique à l'interface du Crétacé et du Paléogène ayant inauguré le début de l'ère tertiaire. Mais selon les chercheurs, le lieu de l'impact de l'astéroïde ou de la comète était vraiment l'un des pires possibles et leur étude confirme ce qui était déjà avancé il y a une décennie comme l'avait expliqué Futura dans l'article ci-dessous.

En effet, la catastrophe s'est produite dans une région contenant des évaporites constituées de sulfates de sorte que d'importantes quantités de composés soufrés ont été libérées. Or, ces composés peuvent se comporter comme des aérosols fortement réflecteurs de la lumière dans les couches hautes de l'atmosphère. Conjointement à de grandes quantités de poussières, ces aérosols ont donc dû provoquer un refroidissement de la planète et une période d'obscurité empêchant la photosynthèse des plantes, et provoquant du même coup l'effondrement de la chaîne alimentaire. Ces composés soufrés ont dû également acidifier les océans, ce qui n'a fait qu'empirer les choses, notamment pour les ammonites, alors nombreuses mais qui disparaissent à cette époque.

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

325 gigatonnes de soufre ont refroidi l'atmosphère des dinosaures

Profitant des progrès dans la puissance de calcul, les chercheurs ont donc revu ce scénario en déterminant plus précisément l'ampleur des phénomènes mis en jeu. Pour réduire les incertitudes, ils ont considéré plusieurs angles d'impact possibles du corps céleste au Yucatan (on pense aujourd'hui qu'il était plutôt de l'ordre de 60 ° plutôt que de 90°) ainsi que des variantes de la composition des couches sédimentaires dans lesquelles le corps céleste a pénétré, y créant des ondes de choc, reproduites sur ordinateur.

Les géophysiciens sont finalement parvenus à la conclusion que trois fois plus de soufre a été injecté dans les couches hautes de l'atmosphère que ce qu'indiquaient les premières modélisations, à savoir environ 325 gigatonnes. En revanche, moins de gaz carbonique aurait été libéré, soit environ 425 gigatonnes de CO2. Au final, le refroidissement de la planète aurait duré plus longtemps et les températures auraient parfois reculé de 26 °C par rapport à leurs moyennes saisonnières. Le gaz carbonique n'aurait lui conduit sur le long terme qu'à un réchauffement plus modéré.

Les dinosaures n'avaient vraiment aucune chance de s'en sortir.


Les dinosaures auraient été tués par le soufre

Article de Laurent Sacco publié le 25/01/2008

De nouvelles données sismiques sur le cratère de Chicxulub compliquent singulièrement l'image que l'on se faisait de ce cataclysme. On réalise, notamment, que l'impact a dû libérer une quantité plus importante de vapeur d'eau et de soufre bien plus importante que ce que l'on pensait. L'océan a dû voir son acidité augmenter.

Depuis le début des années 1990, le cratère de Chicxulub, au Yucatan, est l'objet de différentes études. Il s'agit incontestablement d'un cratère d'origine météoritique s'étant formé il y a 65 millions d'années, au moment où 70 % des espèces vivantes ont disparu. Les plus célèbres victimes sont, bien sûr, les dinosaures mais aussi les reptiles volants et marins, ainsi que les ammonites. Si l'on ne peut attribuer cette extinction uniquement à l'impact d'un fragment de l'astéroïde 298 Baptistina, il n'en reste pas moins que son rôle a dû être très important.

C'est bien ce que confirme une étude publiée dans Nature Geoscience par une équipe internationale de chercheurs parmi lesquels se trouvent  Sean Gulick, membre de l'institut de Géophysique de l'Université du Texas à Austin, et Gareth Collins, chercheur à l' Imperial College à Londres. Ce dernier et ses collègues ont réalisé une simulation de la formation du cratère de Chixculub.

Une intense production d'aérosols soufrés

D'après cette étude, l'astéroïde tueur de dinosaures est tombé dans une zone plus profonde que l'on ne l'imaginait. En conséquence, l'énergie libérée, qui devait être équivalente à 5 milliards de fois l'énergie de la bombe atomique d'Hiroshima, aurait vaporisé au moins 6,5 fois plus d'eau que ne le laissait penser les anciennes estimations. Or, en plus de modifier la température de la Terre, cette vapeur d'eau supplémentaire aurait aussi augmenté la quantité d'aérosols soufrés dans l'atmosphère. Un tel apport brutal a bien sûr influé sur le climat en changeant le bilan radiatif de l'atmosphère et, surtout, a dû provoquer d'abondantes pluies acides.

On sait en effet depuis un certain nombre d'années que l'endroit où est tombé l'astéroïde était en partie recouvert par des sédiments riches en sulfates : des évaporites. La formation probable de pluies chargées d'acide sulfurique n'est donc pas une découverte, mais leur importance plus grande que prévu doit être prise en compte dans les modèles climatiques et écologiques cherchant à décrire ce qui s'est passé alors sur notre planète.

Des ammonites dans les océans du Crétacé. Crédit : Dr. Ken Hooper/Virtual Natural History Museum Ottawa-Carleton Geoscience Centre

Une plus grande quantité de pluies acides est un bon moyen de comprendre certaines énigmes de la crise Crétacé-Tertiaire. En ce qui concerne les animaux marins, comme les ammonites par exemple, beaucoup de paléontologues avaient opposé aux tenants de leur disparition brusque un argument qui avait beaucoup de poids : l'absence d'un pic de fossiles dans les sédiments marins.

Des océans plus acides

L'observation est particulièrement frappante dans le cas des ammonites, très répandues dans les océans de l'époque. Or, avec des pluies chargées de composés soufrés, l'acidité de surface des océans peut avoir changé suffisamment pour rendre très rare la fossilisation des animaux marins à coquilles calcaires. Celles des ammonites se seraient ainsi dissoutes rapidement. Il semble d'ailleurs que les organismes marins pouvant supporter une eau de mer plus acide aient été moins affectés que les autres.

Une autre des informations fournies par les derniers relevés sismiques effectués dans le cratère de Chicxulub est que sa forme asymétrique, que l'on croyait due essentiellement au caractère oblique de la trajectoire de l'astéroïde, doit aussi s'expliquer par la structure géologique de la zone avant l'impact. Cela complique les prévisions concernant les régions où les retombées des éjectas se sont produites. Il devient donc plus difficile d'étudier les conséquences sur la biosphère de ces retombées mais les chercheurs de l'Imperial College essaient de contourner l'obstacle en nourrissant leurs simulations sur ordinateurs avec les nouvelles contraintes concernant l'influence de la structure topographique et géologique de la région de Chixculub sur la formation du cratère.

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