Une étude sur le volcanisme indique que les dinosaures auraient prospéré après des périodes froides et non chaudes !
Une nouvelle étude décrit comment le volcanisme ancien aurait affecté les températures mondiales et ce que cela signifiait pour les animaux anciens tels que les dinosaures et les mammifères.
Il y a 201,6 millions d'années, une extinction massive et catastrophique s'est produite, anéantissant les trois quarts de tous les êtres vivants sur Terre. Cette extinction s'est produite au moment où des éruptions volcaniques massives ont divisé la Pangée, le supercontinent qui englobe la quasi-totalité des terres émergées de la planète. Pendant 600 000 ans, des millions de kilomètres cubes de lave sont entrés en éruption, séparant ce qui est aujourd'hui connu sous le nom d'Amérique, d'Afrique du Nord et d'Europe. Cet événement a marqué la fin de la période triasique et le début de la période jurassique.
Débat sur les extinctions massives
La cause exacte de l'extinction massive du Trias tardif est débattue depuis de nombreuses années, mais l'une des théories les plus discutées est que le dioxyde de carbone produit par les éruptions s'est accumulé pendant plusieurs millénaires, provoquant une hausse des températures à un point que la plupart des animaux ne pouvaient tolérer et acidifiant les océans.
Toutefois, un nouvel article publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences estime que c'est le froid, et non la chaleur, qui est le principal responsable. La nouvelle étude révèle qu'au lieu de s'étendre sur des centaines de milliers d'années, les premières coulées de lave qui ont mis fin au Trias ont duré moins de 100 ans chacune. Au cours de cette période, des particules de sulfate réfléchissant la lumière du soleil auraient été libérées dans l'atmosphère, refroidissant la température et gelant les habitants. Une atmosphère chaude qui s'est progressivement réchauffée - le dioxyde de carbone atmosphérique à la fin du Trias était trois fois plus élevé qu'aujourd'hui - aurait pu être problématique, mais ce sont les hivers froids qui ont causé les plus gros dégâts.
« Le dioxyde de carbone et les sulfates agissent non seulement de manière opposée, mais aussi sur des échelles de temps opposées », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Dennis Kent, de l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty à la Columbia Climate School : “Le dioxyde de carbone met longtemps à s'accumuler et à réchauffer les choses, alors que l'effet des sulfates est pratiquement instantané. Cela nous amène dans le domaine de ce que les humains peuvent comprendre. Ces événements se sont produits en l'espace d'une vie ».
L'extinction Triassique-Jurassique a été associée à l'éruption de la Province Magmatique de l'Atlantique Central, ou CAMP. En 2013, Kent et ses collègues ont découvert le lien le plus définitif. Kent étudie le paléomagnétisme et a identifié une inversion de polarité cohérente dans les sédiments situés sous les éruptions de la CAMP, ce qui suggère que celles-ci se sont produites en même temps dans le monde entier. Ses collègues ont utilisé des isotopes radioactifs pour dater le début du volcanisme, survenu il y a environ 201 564 000 ans. Les chercheurs ne peuvent pas déterminer l'ampleur des éruptions volcaniques initiales, mais présument que les dépôts de la CAMP ont mis des millénaires à se former.
Dans la nouvelle étude, Kent et ses collègues ont corrélé des données provenant des dépôts de la CAMP dans les montagnes du Maroc, dans la baie de Fundy en Nouvelle-Écosse et dans le bassin de Newark au New Jersey. La principale preuve qu'ils ont découverte est l'alignement des particules magnétiques dans les roches, qui a révélé la dérive du pôle magnétique de la Terre durant les éruptions volcaniques. Ce pôle est décalé de l'axe de rotation immuable de la planète (vrai nord), qui change de position de quelques dixièmes de degré chaque année. Ce phénomène fait que les particules magnétiques des laves déposées à quelques décennies d'intervalle pointent toutes dans la même direction. En revanche, celles déposées des milliers d'années plus tard indiqueraient une direction différente de 20 à 30 degrés.
L'activité volcanique a provoqué une période froide
L'équipe a constaté que cinq impulsions initiales successives de lave CAMP ont été réparties sur 40 000 ans, chacune avec des particules magnétiques alignées dans une seule direction. Cela montre que l'impulsion de lave serait apparue en 100 ans ou moins, avant que la dérive des pôles magnétiques ne puisse se manifester.
Au cours de l'activité volcanique, une telle quantité de sulfate a été libérée dans l'air qu'elle a bloqué la majeure partie du soleil, provoquant une chute des températures. Le dioxyde de carbone reste dans l'atmosphère pendant des siècles, tandis que les aérosols de sulfate volcanique peuvent « quitter » l'atmosphère en quelques années, ce qui fait que les conditions plus froides ne durent que peu de temps. Cependant, ces hivers volcaniques ont été dévastateurs en raison de l'ampleur des éruptions et de leur nombre sur une période aussi courte. L'équipe a comparé la série CAMP avec les sulfates provenant de l'éruption du volcan Laki en Islande en 1783, qui a provoqué des pertes de récoltes généralisées, et les impulsions CAMP initiales auraient été des centaines de fois plus importantes.
Des fossiles triasiques de grands parents terrestres et semi-aquatiques de crocodiles, de lézards arboricoles, de plantes tropicales et d'amphibiens géants peuvent être trouvés dans les sédiments situés sous les couches du CAMP. Ces fossiles disparaissent ensuite avec les éruptions de CAMP. Cependant, les petits dinosaures à plumes ont survécu et ont fini par prospérer et devenir beaucoup plus grands, tout comme les vrais lézards, les mammifères et les tortues. Cela est peut-être dû à leur petite taille et à leur capacité à survivre en se cachant dans des terriers.
« L'ampleur des effets environnementaux est liée à la concentration des événements », a déclaré Paul Olsen, paléontologue à Lamont-Doherty. « De petits événements étalés sur [des dizaines de milliers d'années] produisent beaucoup moins d'effets que le même volume total de volcanisme concentré sur moins d'un siècle. L'implication générale est que les laves CAMP représentent des événements extraordinairement concentrés ».
Référence de l'article :
Kent, D.V., Olsen, P.E., Wang, H., Schaller, M.F. and Et-Touhami, M. (2024). Correlation of sub-centennial-scale pulses of initial Central Atlantic Magmatic Province lavas and the end-Triassic extinctions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(46). doi:https://doi.org/10.1073/pnas.2415486121.