Il y a près d’un demi-milliard d’années, à la fin de la période ordovicienne, une extinction massive a anéanti 85 % des espèces marines. Les scientifiques ont maintenant utilisé la modélisation pour déterminer la principale cause de cette perte colossale de vie.
Une perte colossale de vie
Au cours des 500 derniers millions d’années, la planète a connu cinq extinctions massives, au cours desquelles 75 % ou plus des espèces ont disparu. Selon les archives fossiles, la première, intervenue durant l’Ordovicien, s’est produite il y a environ 440 millions d’années. À cette époque, les mers abritaient des groupes familiers comme les palourdes, les escargots et les éponges, mais aussi de nombreux autres groupes dont la diversité est aujourd’hui très réduite, voire totalement éteints, comme les trilobites, les brachiopodes et les crinoïdes.
Si l’extinction des dinosaures, causée par l’impact d’un astéroïde massif, est intervenue sur une période de temps relativement courte à l’échelle géologique, on estime que celle de l’Ordovicien-Silurien s’est étalée sur deux millions d’années. Des recherches précédentes suggérant un refroidissement du climat, des changements dans l’oxygénation de l’océan, voire un sursaut gamma comme cause principale, des scientifiques américains et français ont examiné l’environnement océanique avant, pendant et après l’extinction afin d’en savoir plus.
Dans une étude publiée dans Nature Geoscience, l’équipe a mesuré la concentration en iode des roches carbonatées de l’Ordovicien, qui a servi d’indicateur des concentrations d’oxygène à différentes profondeurs de l’océan. Les chercheurs ont ensuite intégré ces données géochimiques dans des simulations numériques et des modélisations informatiques afin d’examiner l’évolution des niveaux d’oxygène océaniques à cette époque.
Le refroidissement du climat comme principal suspect
Il s’avère que rien ne prouve que l’oxygène ait diminué pendant cette période dans l’environnement marin peu profond où vivaient la plupart des animaux. Selon l’équipe, cela exclut la diminution de l’oxygénation comme cause unique de l’extinction massive de l’Ordovicien, et fait du refroidissement du climat le principal suspect. Fait intéressant, la recherche montre également qu’au même moment, les concentrations d’oxygène ont augmenté dans les océans plus profonds, ce qui ne peut être expliqué par le modèle classique de l’oxygénation océanique.
« L’oxygénation de l’océan supérieur en réponse au refroidissement était prévue, car l’oxygène atmosphérique se dissout préférentiellement dans les eaux froides », explique Alexandre Pohl, chercheur à l’université Bourgogne Franche-Comté et auteur principal de l’étude. « Cependant, nous avons été surpris de constater une anoxie étendue [manque d’oxygène] dans la partie inférieure de l’océan, phénomène généralement associé au réchauffement climatique induit par le volcanisme dans l’histoire terrestre. »
Les chercheurs estiment que l’anoxie en eaux profondes est intervenue lorsque le refroidissement global a modifié les modèles de circulation océanique, stoppant le flux d’eau riche en oxygène des eaux peu profondes vers les eaux profondes.
Des preuves croissantes de chutes des niveaux d’oxygène dans des climats se refroidissant
« Pendant des décennies, l’école de pensée dominante dans notre domaine était que le réchauffement climatique abaissait les niveaux d’oxygène océanique et avait par conséquent un impact sur l’habitabilité marine, à même de déstabiliser l’ensemble de l’écosystème », explique Zunli Lu, chercheur à l’université de Syracuse et co-auteur de l’étude.
« Ces dernières années, des preuves de plus en plus nombreuses ont permis la mise en évidence de plusieurs épisodes de l’histoire de la Terre au cours desquels les niveaux d’oxygène ont également chuté dans des climats se refroidissant. »
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