Images détaillées de fossiles de l’affleurement de la période ordovicienne sur l’île d’Anticosti, Québec, Canada. Crédit : André Desrochers, Université d’Ottawa
Une équipe de chercheurs publie une nouvelle étude explorant la cause de l’extinction massive de l’Ordovicien tardif.
Nous savons tous que les dinosaures sont morts lors d’une extinction massive. Mais saviez-vous qu’il y avait d’autres extinctions de masse ? Il existe cinq extinctions de masse les plus importantes, connues sous le nom de « cinq grands », où au moins les trois quarts de toutes les espèces existantes sur l’ensemble de la Terre ont été menacées d’extinction au cours d’une période géologique particulière. Avec les tendances actuelles du réchauffement climatique et du changement climatique, de nombreux chercheurs pensent désormais que nous pourrions être dans un sixième.
Découvrir la cause profonde des extinctions massives de la Terre est depuis longtemps un sujet brûlant pour les scientifiques, car comprendre les conditions environnementales qui ont conduit à l’élimination de la majorité des espèces dans le passé pourrait potentiellement aider à empêcher un événement similaire de se produire à l’avenir.
Une équipe de scientifiques du Département des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université de Syracuse, le Université de Californie, Berkeley et l’Université de Californie, Riverside, l’Université Bourgogne Franche-Comté, l’Université du Nouveau-Mexique, l’Université d’Ottawa, l’Université des sciences et technologies de Chine et l’Université de Stanford ont récemment co-écrit un article explorant l’extinction de masse de l’Ordovicien tardif (LOME ), qui est le premier ou le plus ancien des « cinq grands (il y a environ 445 millions d’années) ». Environ 85 % des espèces marines, dont la plupart vivaient dans des océans peu profonds à proximité des continents, ont disparu pendant cette période.
Images détaillées de fossiles de l’affleurement de la période ordovicienne sur l’île d’Anticosti, Québec, Canada. Crédit : André Desrochers, Université d’Ottawa
L’auteur principal Alexandre Pohl, de l’UC Riverside (maintenant chercheur postdoctoral à l’Université Bourgogne Franche-Comté à Dijon, France) et ses co-auteurs ont étudié l’environnement océanique avant, pendant et après l’extinction afin de déterminer comment l’événement s’est produit. brassée et déclenchée. Les résultats de leur étude ont été publiés dans la revue Géosciences de la nature aujourd’hui (1er novembre 2021).
Pour brosser un tableau de l’écosystème océanique pendant la période ordovicienne, l’expert en extinction de masse Seth Finnegan, professeur agrégé à l’UC Berkeley, affirme que les mers étaient pleines de biodiversité. Les océans contenaient certains des premiers récifs créés par des animaux, mais manquaient d’une abondance de vertébrés.
« Si vous aviez fait de la plongée en apnée dans une mer de l’Ordovicien, vous auriez vu des groupes familiers comme les palourdes, les escargots et les éponges, mais aussi de nombreux autres groupes dont la diversité est maintenant très réduite ou entièrement éteinte comme les trilobites, les brachiopodes et les crinoïdes », explique Finnegan. .
Contrairement aux extinctions de masse rapides, comme le Crétacé-Événement d’extinction tertiaire où les dinosaures et d’autres espèces sont morts soudainement il y a environ 65,5 millions d’années, selon Finnegan, LOME s’est déroulé sur une période de temps substantielle, avec des estimations comprises entre moins d’un demi-million et près de deux millions d’années.
Images détaillées de fossiles de l’affleurement de la période ordovicienne sur l’île d’Anticosti, Québec, Canada. Crédit : André Desrochers, Université d’Ottawa
L’un des principaux débats entourant LOME est de savoir si le manque d’oxygène dans l’eau de mer a causé l’extinction massive de cette période. Pour étudier cette question, l’équipe a intégré des tests géochimiques avec des simulations numériques et une modélisation informatique.
Zunli Lu, professeur de sciences de la Terre et de l’environnement à l’Université de Syracuse, et ses étudiants ont pris des mesures de la concentration d’iode dans les roches carbonatées de cette période, apportant des découvertes importantes sur les niveaux d’oxygène à différentes profondeurs océaniques. La concentration de l’élément iode dans les roches carbonatées sert d’indicateur des changements du niveau d’oxygène océanique dans l’histoire de la Terre.
Leurs données, combinées à des simulations de modélisation informatique, ont suggéré qu’il n’y avait aucune preuve de renforcement de l’anoxie – ou du manque d’oxygène – lors de l’extinction dans l’habitat animal océanique peu profond où vivaient la plupart des organismes, ce qui signifie que le refroidissement du climat s’est produit pendant la période de l’Ordovicien supérieur. combiné avec des facteurs supplémentaires était probablement responsable de LOME.
D’un autre côté, il existe des preuves que l’anoxie dans les océans profonds s’est étendue au cours de la même période, un mystère qui ne peut pas être expliqué par le modèle classique de l’oxygène des océans, selon l’expert en modélisation climatique Alexandre Pohl.
« L’oxygénation de la haute mer en réponse au refroidissement était prévue, car l’oxygène atmosphérique se dissout préférentiellement dans les eaux froides », explique Pohl. “Cependant, nous avons été surpris de voir une anoxie étendue dans l’océan inférieur, car l’anoxie dans l’histoire de la Terre est généralement associée au réchauffement climatique induit par le volcanisme.”
Ils attribuent l’anoxie des grands fonds à la circulation de l’eau de mer à travers les océans mondiaux. Pohl dit qu’un point clé à garder à l’esprit est que la circulation océanique est une composante très importante du système climatique.
Il faisait partie d’une équipe dirigée par le modélisateur senior Andy Ridgwell, professeur à l’UC Riverside, dont les résultats de la modélisation informatique montrent que le refroidissement climatique a probablement modifié le modèle de circulation océanique, arrêtant le flux d’eau riche en oxygène dans les mers peu profondes vers l’océan plus profond.
Selon Lu, reconnaître que le refroidissement climatique peut également entraîner une baisse des niveaux d’oxygène dans certaines parties de l’océan est un élément clé de leur étude.
“Pendant des décennies, l’école de pensée dominante dans notre domaine est que le réchauffement climatique fait perdre de l’oxygène aux océans et a donc un impact sur l’habitabilité marine, déstabilisant potentiellement l’ensemble de l’écosystème”, a déclaré Lu. “Ces dernières années, de plus en plus de preuves indiquent plusieurs épisodes de l’histoire de la Terre où les niveaux d’oxygène ont également chuté dans les climats froids.”
Bien que les causes de l’extinction de l’Ordovicien tardif n’aient pas été pleinement convenues, et elles ne le seront pas avant un certain temps, l’étude de l’équipe exclut les changements d’oxygénation comme une explication unique de cette extinction et ajoute de nouvelles données favorisant le changement de température étant le mécanisme de destruction de LOME.
Pohl espère qu’à mesure que de meilleures données climatiques et des modèles numériques plus sophistiqués seront disponibles, ils seront en mesure d’offrir une représentation plus robuste des facteurs qui ont pu conduire à l’extinction de masse de l’Ordovicien supérieur.
Référence : « Découplage vertical dans l’anoxie ordovicienne tardive due à la réorganisation de la circulation océanique » par Alexandre Pohl, Zunli Lu, Wanyi Lu, Richard G. Stockey, Maya Elrick, Menghan Li, André Desrochers, Yanan Shen, Ruliang He, Seth Finnegan et Andy Ridgwell, le 1er novembre 2021, Géosciences de la nature.
DOI : 10.1038 / s41561-021-00843-9
