Découvrez les secrets surprenants de la première extinction de masse majeure de la Terre

Une équipe de chercheurs a publié une nouvelle étude qui explore la cause de l’extinction de masse de la fin de l’Ordovicien.

Nous savons tous que les dinosaures se sont éteints lors d’une extinction massive. Mais saviez-vous qu’il existe d’autres extinctions de masse ? Il y a cinq extinctions massives d’une importance critique, connues sous le nom de « Big Five », dans lesquelles au moins les trois quarts de toutes les espèces autour de la Terre ont été menacées d’extinction au cours d’une période géologique donnée. Avec les tendances actuelles du réchauffement climatique et du changement climatique, de nombreux chercheurs pensent maintenant que nous pourrions être classés sixième.

Découvrir la cause profonde de l’extinction massive de la Terre est depuis longtemps un sujet brûlant pour les scientifiques, car comprendre les conditions environnementales qui ont anéanti la majorité des espèces dans le passé peut aider à empêcher qu’un événement similaire ne se reproduise à l’avenir.

Une équipe de scientifiques du Département des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université de Syracuse Université de Californie, Berkeley Et l’Université de Californie, Riverside, l’Université de Bourgogne-Franch Comte, 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 des recherches explorant l’extinction massive de l’Ordovicien tardif (LOME), la première ou le plus ancien des « Big Five (il y a 445 millions d’années). Environ) ». 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 ordovicien de l’île d’Anticosti, Québec, Canada. Crédit : André Desrochers, Université d’Ottawa

L’auteur principal Alexandre Paul, de l’Université de Californie Riverside (maintenant chercheur postdoctoral à l’Université de Bourgogne-Franche-Comté à Dijon, France) et ses co-auteurs ont étudié l’environnement océanique avant, pendant et après l’extinction afin de déterminer à quoi ressemblait l’événement. Brassée et allumée. Les résultats de leur étude ont été publiés dans la revue sciences naturelles de la terre 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, a déclaré que les mers regorgeaient de biodiversité. Les océans contenaient certains des premiers récifs créés par des animaux, mais ils manquent d’une abondance de vertébrés.

« Si vous étiez allé plonger dans la mer Ordovicienne, vous auriez vu des groupes familiers comme les huîtres, les escargots et les éponges, mais aussi de nombreux autres groupes qui sont maintenant moins diversifiés ou complètement éteints tels que les trilobites, les théropodes et les carnoïdes », Finnegan dit.

Contrairement aux extinctions de masse rapides, telles que crayeuxLa troisième extinction s’est produite lorsque les dinosaures et d’autres espèces sont morts soudainement il y a environ 65,5 millions d’années, dit Finnegan.

Images détaillées de fossiles de l’affleurement ordovicien de l’île d’Anticosti, Québec, Canada. Crédit : André Desrochers, Université d’Ottawa

L’un des principaux débats sur 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 combiné 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 mesuré la concentration d’iode dans les roches carbonatées de cette période et ont fait d’importantes découvertes sur les niveaux d’oxygène dans diverses profondeurs océaniques. La concentration d’iode dans les roches carbonatées sert d’indicateur des changements du niveau d’oxygène océanique dans l’histoire de la Terre.

Leurs données, ainsi que des simulations informatiques, ont indiqué qu’il n’y avait aucune preuve d’hypoxie – ou d’hypoxie – lors de l’extinction dans l’habitat animal des océans peu profonds où vivaient la plupart des organismes, ce qui implique que le refroidissement du climat s’est produit à la fin de la période ordovicienne avec facteurs susceptibles d’être responsables de LOME.

D’un autre côté, il existe des preuves que l’hypoxie dans l’océan profond s’est étendue au même moment, un mystère qui ne peut pas être expliqué par le modèle classique de l’oxygène des océans, explique l’expert en modélisation climatique Alexander Paul.

« L’oxygénation de la partie supérieure de l’océan était attendue en réponse au refroidissement, car l’oxygène atmosphérique se dissout préférentiellement dans les eaux plus froides », explique Ball. « Cependant, nous avons été surpris de voir la prévalence de l’hypoxie dans l’océan inférieur puisque l’hypoxie dans l’histoire de la Terre a généralement été associée au réchauffement climatique causé par les volcans. »

Ils attribuent le manque d’oxygène dans les eaux profondes à la circulation de l’eau de mer à travers les océans mondiaux. Un point clé à garder à l’esprit, dit Buhl, est que la circulation océanique est une composante très importante du système climatique.

Il faisait partie d’une équipe dirigée par le concepteur principal Andy Ridgewell, professeur à l’Université de Californie Riverside, dont les résultats de la modélisation informatique ont montré que le refroidissement climatique modifiait probablement le modèle de circulation océanique, arrêtant le flux d’eau riche en oxygène dans les mers peu profondes vers le profondeurs océaniques.

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 a été que le réchauffement climatique fait perdre de l’oxygène aux océans et affecte ainsi la viabilité de la vie marine, déstabilisant potentiellement l’ensemble de l’écosystème », explique 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 diminué dans les climats plus froids. »

Bien que les causes de l’extinction de la fin de l’Ordovicien ne soient pas entièrement convenues et ne le seront pas avant un certain temps, l’étude de l’équipe exclut les changements d’oxygénation comme une explication de cette extinction et ajoute de nouvelles données qui favorisent le changement de température comme mécanisme de destruction pour LOMÉ.

Buhl espère qu’avec de meilleures données climatiques et des modèles numériques plus complexes, ils seront en mesure de fournir une représentation plus solide des facteurs qui ont pu conduire à l’extinction de masse de la fin de l’Ordovicien.

Référence : « Séparation verticale dans l’hypoxie à la fin de l’Ordovicien en raison de la réorganisation de la circulation océanique » par Alexander Ball, Zunli Lu, Wani Lu, Richard J. Ridgewell, 1er novembre 2021, disponible ici. sciences naturelles de la terre.
DOI : 10.1038 / s41561-021-00843-9