Couplage des événements biologiques et géologiques

Couplage des événements
biologiques et géologiques
au cours du temps
I- La notion de crise biologique
Une crise biologique est caractérisée par des disparitions d’espèces suivies par un renouvellement des
formes vivantes sur une période très brève de l’histoire de la Terre.
A- Les extinctions au cours des temps géologiques
Si globalement la diversité des familles ne cesse de s’accroître (de quelques dizaines au début de l’ère
primaire à environ 2 500 aujourd’hui), cette diversification du vivant est entrecoupée de périodes
brèves où disparaissent massivement de nombreuses espèces et de nombreux groupes. Ces événements
biologiques présentent des discontinuités majeures à l’échelle planétaire et servent de repères
chronologiques pour découper les temps géologiques.
Cinq crises majeures ont marqué l’histoire de la Terre : la crise à la limite entre l’Ordovicien et le
Silurien (disparition de 25% des familles), la crise à la fin du Dévonien (20% des familles), la crise à la
fin du Permien qui sépare l’ère primaire de l’ère secondaire (57% des familles), la crise Trias –
Jurassique (25% des familles), la crise Crétacé – Tertiaire (15% des familles).
B- La diversification au cours des temps géologiques
Les espèces sont inégalement touchées par une crise. A la fin du Crétacé, le groupe végétal des
gymnospermes régresse, alors que les angiospermes confortent leur essor ; les dinosaures disparaissent,
tandis que les mammifères résistent. Par ailleurs, les espèces survivantes se renouvellent et se
diversifient. Ce renouvellement est fondé sur un processus naturel de l’évolution des espèces : les
innovations génétiques. Certaines sont retenues par la sélection naturelle et les organismes dotés de
nouveaux caractères adaptatifs occupent les niches écologiques (les biotopes) laissées vacantes par les
espèces disparues.
II- Les causes possibles de la crise Crétacé – Tertiaire
A- Un impact météoritique
Dans la mince couche d’argile située à la limite KT, des mesures montrent une concentration en
iridium dix fois supérieure à ce qu’elle est normalement dans la croûte terrestre. Seules les météorites
présentent des concentrations aussi importantes. La présence d’iridium pourrait donc être due à la
chute d’un corps extra-terrestre de grande envergure.
Des quartzs choqués et des sphérules basaltiques trouvés dans la croûte continentale dans des terrains
de la limite KT ne peuvent avoir été formés que dans des conditions d’énergie considérable, comme les
impacts météoritiques.
Le cratère du Chicxulub, dans la presqu’île du Yucatan au Mexique (200 km de diamètre) est le témoin
d’un impact d’un objet, dont le diamètre a été évalué à 10 km environ, survenu il y a 65 millions
d’années.
La chute de cette météorite à la surface du globe aurait des effets dévastateurs sur la biosphère : un
séisme très violent provoquerait des ondes de choc considérables, la pulvérisation et le déplacement de
quantités gigantesques de matériaux ; l’énergie libérée pourrait provoquer des incendies gigantesques
et modifier profondément la composition atmosphérique ce qui perturberait l’ensemble de la
biosphère ; les poussières satellisées dans l’atmosphère pendant plusieurs mois arrêteraient les rayons
solaires, provoquant un « hiver d’impact » ; la probabilité d’un impact dans les mers étant plus élevée
compte tenu du rapport des surfaces continents/océans, la vapeur d’eau serait propulsée dans
l’atmosphère, renforçant l’effet de serre : un réchauffement de la planète suivrait l’hiver d’impact.
B- Un volcanisme exceptionnel
Les trapps du Deccan (Inde) résultent d’un épisode volcanique de point chaud très productif,
équivalent par an à 20% de l’activité de toutes les dorsales actuelles ; ils se sont formés en 500 000
ans, avec une phase maximale à -65 Ma.
Les éruptions liées à l’activité d’un point chaud, lorsqu’elles se déroulent en domaine continental,
présentent les caractéristiques d’un volcanisme de type subduction (explosif et très productif). La
projection d’énormes quantités de gaz (CO2, SO2) et de poussières volcaniques dans la haute
atmosphère pendant de longues périodes est à l’origine de modifications atmosphériques et
climatiques d’ampleur planétaire.
Les espèces appartenant à des chaînes alimentaires fondées sur la photosynthèse disparaissent
rapidement, en raison du nuage de poussière qui obscurcit longtemps l’atmosphère et des pluies acides
qui détruisent végétaux et plancton. Les espèces survivantes doivent alors affronter un réchauffement
climatique dû à un renforcement de l’effet de serre.
C- Des causes multiples
Une cause unique ne peut expliquer une extinction majeure à elle seule. Ce sont les conséquences
conjuguées de plusieurs événements qui provoqueraient des extinctions de masse, sélectives et
graduelles.
Outre le volcanisme de point chaud, d’autres facteurs géologiques de grande ampleur, comme la
fréquence des inversions magnétiques, les variations du niveau marin et/ou de la teneur en dioxygène
du milieu, les refroidissements climatiques peuvent avoir un impact sur l’environnement et donc sur le
vivant.
D- L’Homme à l’origine de la crise actuelle
L’action de l’Homme sur la biosphère est multiple, entraînant des effets directs (disparition de
centaines d’espèces vivantes dans différents biotopes de la planète) et indirects (réchauffement du
climat par une augmentation de l’effet de serre entraînant par exemple une importante régression des
coraux). Certains estiment que l’Homme serait à l’origine d’une sixième crise biologique majeure.