EXTINCTION DE MASSE: LES CAUSES ET LES PLUS IMPORTANTES - LA BIOLOGIE - 2025

Les extinctions massives sont des événements caractérisés par la disparition d'un grand nombre d'espèces biologiques en peu de temps. Ce type d'extinction est généralement terminal, c'est-à-dire qu'une espèce et ses parents disparaissent sans laisser de progéniture.

Les extinctions de masse diffèrent des autres extinctions, en étant brutales et en éliminant un grand nombre d'espèces et d'individus. En d'autres termes, la vitesse à laquelle les espèces disparaissent lors de ces événements est très élevée et son effet est apprécié dans un temps relativement court.

Figure 1. Hypothèse de la mort de dinosaures due à l'effet des gaz toxiques dans les escaliers Deccan. Des éruptions massives se sont produites dans le centre-sud de l'Inde, dans l'une des plus grandes formations volcaniques du monde. Source: nsf.gov

Dans le contexte des époques géologiques (des dizaines ou des centaines de millions d'années), le «temps court» peut signifier quelques années (voire des jours), ou des périodes de centaines de milliards d'années.

Les extinctions de masse peuvent avoir de multiples agents causals et conséquences. Les causes physiques et climatiques déclenchent souvent des cascades d'effets dans les réseaux trophiques ou directement sur certaines espèces. Les effets peuvent être «instantanés», comme ceux qui se produisent après qu'une météorite frappe la planète Terre.

Causes des extinctions massives

Les causes des extinctions massives pourraient être classées en deux types principaux: biologiques et environnementaux.

Biologique

Parmi ceux-ci: la compétition entre les espèces pour les ressources disponibles pour leur survie, la prédation, les épidémies, entre autres. Les causes biologiques des extinctions massives affectent directement un groupe d'espèces ou l'ensemble de la chaîne trophique.

Environnement

Parmi ces causes, on peut citer: les augmentations ou diminutions du niveau de la mer, les glaciations, l'augmentation du volcanisme, les effets des étoiles proches sur la planète Terre, les effets des comètes, les impacts d'astéroïdes, les modifications de l'orbite terrestre ou du champ magnétique, réchauffement ou refroidissement de la planète, entre autres.

Toutes ces causes, ou une combinaison d'entre elles, auraient pu contribuer à une extinction de masse à un moment donné.

Etudes multidisciplinaires des extinctions massives

La cause ultime d'une extinction de masse est difficile à établir avec une certitude absolue, car de nombreux événements ne laissent pas une trace détaillée de son apparition et de son développement.

Par exemple, nous pourrions trouver un enregistrement fossile qui met en évidence l'occurrence d'un événement important de perte d'espèces. Cependant, pour établir les causes qui l'ont généré, il faut faire des corrélations avec d'autres variables qui sont enregistrées sur la planète.

Ce type d'investigation approfondie nécessite la participation de scientifiques de différents domaines tels que la biologie, la paléontologie, la géologie, la géophysique, la chimie, la physique, l'astronomie, entre autres.

Les extinctions de masse les plus importantes

Le tableau suivant présente un résumé des extinctions massives les plus importantes étudiées à ce jour, les périodes au cours desquelles elles se sont produites, leur âge, la durée de chacune, le pourcentage estimé d'espèces éteintes et leur cause possible.

Importance évolutive des extinctions de masse

Réduction de la diversité biologique

Les extinctions massives réduisent la diversité biologique, puisque des lignées complètes disparaissent et, de plus, celles qui auraient pu en découler sont supprimées. L'extinction de masse pourrait alors être comparée à l'élagage de l'arbre de vie, dans lequel des branches entières sont coupées.

Développement d'espèces préexistantes et émergence de nouvelles espèces

L'extinction massive peut également jouer un rôle «créatif» dans l'évolution, stimulant le développement d'autres espèces ou branches préexistantes, grâce à la disparition de leurs principaux concurrents ou prédateurs. De plus, l'émergence de nouvelles espèces ou branches dans l'arbre de vie peut se produire.

La disparition brutale des plantes et des animaux qui occupent des niches spécifiques, ouvre une série de possibilités pour les espèces survivantes. On peut l'observer après plusieurs générations de sélection, puisque les lignées survivantes et leurs descendants peuvent en venir à occuper des rôles écologiques précédemment assumés par des espèces disparues.

Les facteurs qui favorisent la survie de certaines espèces en période d'extinction ne sont pas nécessairement les mêmes que ceux qui favorisent la survie en période de faible intensité d'extinctions.

Les extinctions massives permettent alors à des lignées qui étaient auparavant minoritaires de se diversifier et de jouer un rôle important dans le nouveau scénario post-catastrophe.

L'évolution des mammifères

Un exemple bien connu est celui des mammifères, qui étaient un groupe minoritaire pendant plus de 200 millions d'années et ce n'est qu'après l'extinction massive du Crétacé-Tertiaire (au cours de laquelle les dinosaures ont disparu), qu'ils se sont développés et ont commencé à jouer à un jeu. grand rôle.

Nous pouvons donc affirmer que l'être humain n'aurait pas pu apparaître, si l'extinction massive du Crétacé n'avait pas eu lieu.

L'impact KT et l'extinction de masse Crétacé-Tertiaire

L'hypothèse d'Álvarez

Luis Álvarez (prix Nobel de physique 1968), avec le géologue Walter Álvarez (son fils), Frank Azaro et Helen Michel (chimistes nucléaires), ont proposé en 1980 l'hypothèse que l'extinction massive du Crétacé-Tertiaire (KT) était produit de l'impact d'un astéroïde de 10 ± 4 kilomètres de diamètre.

Cette hypothèse découle de l'analyse de la limite dite KT, qui est une fine couche d'argile riche en iridium, que l'on retrouve à l'échelle planétaire juste à la frontière qui divise les sédiments correspondant aux périodes Crétacé et Tertiaire (KT).

Iridium

L'iridium (Ir) est l'élément chimique de numéro atomique 77 situé dans le groupe 9 du tableau périodique. C'est un métal de transition, du groupe du platine.

C'est l'un des éléments les plus rares sur Terre, considéré comme un métal d'origine extraterrestre, car sa concentration en météorites est souvent élevée par rapport aux concentrations au sol.

Figure 2. KT ou frontière Crétacé-Paléogène, qui marque la fin d'une époque. Anky-man, de Wikimedia Commons

Limite KT

Les scientifiques ont trouvé des concentrations d'iridium beaucoup plus élevées dans les sédiments de cette couche d'argile appelée limite KT que dans les strates précédentes. En Italie, ils ont constaté une augmentation de 30 fois par rapport aux couches précédentes; au Danemark 160 et en Nouvelle-Zélande 20.

L'hypothèse d'Álvarez a déclaré que l'impact de l'astéroïde a assombri l'atmosphère, inhibant la photosynthèse et précipitant la mort d'une grande partie de la flore et de la faune existantes.

Cependant, cette hypothèse manquait des preuves les plus importantes, car ils ne pouvaient pas localiser l'endroit où l'impact de l'astéroïde s'était produit.

Jusque-là, aucun cratère de la magnitude attendue n'avait été signalé pour corroborer que l'événement s'était réellement produit.

Chicxulub

Bien qu'ils ne l'aient pas signalé, les géophysiciens Antonio Camargo et Glen Penfield (1978) avaient déjà découvert le cratère à la suite de l'impact, alors qu'ils cherchaient du pétrole au Yucatán, travaillant pour la compagnie pétrolière d'État mexicaine (PEMEX).

Camargo et Penfield ont réalisé un arc sous-marin d'environ 180 km de large qui s'est poursuivi dans la péninsule mexicaine du Yucatán, avec un centre dans la ville de Chicxulub.

Figure 3. Carte gravitationnelle montrant l'anomalie dans la péninsule du Yucatan. Source: Image de carte gravimétrique générée par ordinateur du cratère Chicxulub au Mexique (NASA).

Bien que ces géologues aient présenté leurs découvertes lors d'une conférence en 1981, le manque d'accès aux carottes de forage les a tenus à l'écart du sujet.

Enfin, en 1990, le journaliste Carlos Byars a contacté Penfield avec l'astrophysicien Alan Hildebrand, qui lui a finalement donné accès aux carottes de forage.

Hildebrand a publié en 1991 avec Penfield, Camargo et d'autres scientifiques la découverte d'un cratère circulaire dans la péninsule du Yucatan, au Mexique, avec une taille et une forme qui révèlent des anomalies de champs magnétiques et gravitationnels, comme un cratère d'impact possible qui s'est produit dans le Crétacé-Tertiaire.

Autres hypothèses

L'extinction de masse Crétacé-Tertiaire (et l'hypothèse de l'impact KT) est l'une des plus étudiées. Cependant, malgré les preuves à l'appui de l'hypothèse d'Álvarez, d'autres approches différentes ont survécu.

Il a été avancé que les données stratigraphiques et micropaléontologiques du golfe du Mexique et du cratère Chicxulub soutiennent l'hypothèse que cet impact a précédé la limite KT de plusieurs centaines de milliers d'années et n'aurait donc pas pu provoquer l'extinction de masse qui s'est produite. dans le Crétacé-Tertiaire.

Il est suggéré que d'autres effets environnementaux graves pourraient être les déclencheurs de l'extinction de masse à la limite du KT, comme les éruptions volcaniques du Deccan en Inde.

Le Deccan est un grand plateau de 800 000 km ² qui traverse le territoire du centre-sud de l'Inde, avec des traces de lave et d'énormes rejets de soufre et de dioxyde de carbone qui pourraient avoir causé l'extinction de masse à la frontière KT.

Dernières preuves

Peter Schulte et un groupe de 34 chercheurs ont publié en 2010, dans la prestigieuse revue Science, une évaluation approfondie des deux hypothèses précédentes.

Schulte et al.Analysé une synthèse de données stratigraphiques, micropaléontologiques, pétrologiques et géochimiques récentes. En outre, ils ont évalué à la fois les mécanismes d'extinction en fonction de leurs perturbations environnementales prévues et de la distribution de la vie sur Terre avant et après la limite de KT.

Ils ont conclu que l'impact de Chicxulub a provoqué l'extinction de masse de la limite KT, en raison du fait qu'il existe une correspondance temporelle entre la couche d'éjection et le début des extinctions.

De plus, les modèles écologiques des archives fossiles et les perturbations environnementales modélisées (comme l'obscurité et le refroidissement) appuient ces conclusions.

Références

1. Álvarez, LW, Álvarez, W., Asaro, F., et Michel, HV (1980). Cause extraterrestre de l'extinction du Crétacé-Tertiaire. Science, 208 (4448), 1095-1108. doi: 10.1126 / science.208.4448.1095
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4. Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, JA, Barton, PJ, Bown, PR,… Willumsen, PS (2010). L'impact d'astéroïdes de Chicxulub et l'extinction de masse à la frontière entre le Crétacé et le Paléogène. Science, 327 (5970), 1214-1218. doi: 10.1126 / science.1177265
5. Pope, KO, Ocampo, AC & Duller, CE (1993) Géologie superficielle du cratère d'impact de Chicxulub, Yucatan, Mexique. Earth Moon Planets 63, 93–104.
6. Hildebrand, A., Penfield, G., Kring, D., Pilkington, M., Camargo, A., Jacobsen, S. et Boynton, W. (1991). Cratère de Chicxulub: un possible cratère d'impact à la limite du Crétacé / Tertiaire sur la péninsule du Yucatán, au Mexique. Géologie. 19 (9): 861-867.