CHAPITRE 7 LES CRISES BIOLOGIQUES 1 La crise Crétacé-Paléocène Il y a 65 millions d’années, au Crétacé supérieur, la vie sur le globe était diversifiée car des conditions favorables règnaient à sa surface. Pourtant la fin du Crétacé supérieur est marquée par une extinction brutale et massive d’une partie de la biosphère, mise en évidence par les données paléontologiques : c’est la crise Crétacé-Tertiaire (K-T). 1. la limite Crétacé-Tertiaire : un événement biologique majeur ● La crise biologique touche à la fois les milieux marins et continentaux et conduit à une disparition d’espèces et de groupes systématiques. ● En milieu marin, 70 % des Foraminifères planctoniques du Crétacé s’éteignent. Cette extinction est graduelle (s’étendant environ sur 500 000 ans) et sélective puisque la crise atteint davantage les Foraminifères de basses et moyennes latitudes. Les Ammonites disparaissent. En milieu continental, la crise extermine deux groupes de Reptiles : Les Dinosaures et les Ptérosaures. ● ● Certains groupes continentaux tels que les Oiseaux subissent une réduction de leur diversité. De la même façon, on constate que les extinctions s’effectuent avec une grande sélectivité selon les groupes. Ainsi, les animaux d’eau douce (Poissons, Crocodiles, Amphibiens, Tortues…) et les animaux de petite taille (Arthropodes) sont faiblement affectés par l’extinction. ● Les groupes qui ont survécu à la crise se diversifient rapidement au Tertiaire par l’occupation de nouvelles niches écologiques. Les plantes, les Arthropodes multiplient ainsi par deux leur diversité spécifique. 2. Une conjonction de causes géologiques néfastes L’origine de cette crise biologique majeure semble se situer dans l’association de deux causes géologiques distinctes dont les effets sont similaires : réduction de la luminosité et refroidissement global de la planète. 168 cours savoir-faire s u j e t s b ac corrigés A. L’impact météoritique ● Plusieurs arguments militent en faveur de l’arrivée d’un objet extraterrestre à la limite Crétacé-Tertiaire. Le premier argument est la découverte d’une concentration anormalement élevée en iridium (30 fois plus que la valeur moyenne habituelle dans les sédiments) dans des roches datant de la limite Crétacé-Tertiaire. En effet, l’iridium est peu abondant dans la croûte terrestre alors qu’il est extrêmement concentré dans les météorites. On peut conclure que cette anomalie positive de la teneur en iridium provient de la pulvérisation d’un astéroïde dont le cratère de Chicxulub (Mexique) est la trace. D’autre part, les découvertes dans cette même couche sédimentaire de la limite Crétacé-Tertiaire de spinelles nickélifères et de quartz « choqués » renforce l’idée d’une origine cosmique à cette crise biologique. Pourtant, bien qu’il n’y ait aucun doute qu’un impact météoritique ait eu lieu à la limite Crétacé-Tertiaire, cet impact ne peut expliquer à lui seul la sélectivité d’extinction. ● B. Le volcanisme Une éruption volcanique massive, liée à l’activité d’un point chaud, s’est déroulée il y a 65 millions d’années et a abouti à la mise en place des traps du Deccan dont les coulées sont riches en iridium. Cette éruption volcanique rend donc compte des anomalies observées dans les couches de la limite K/T et démontre ainsi que cette éruption a eu un impact mondial. L’erreur classique à éviter Les extinctions ne sont pas néfastes pour la biosphère mais elles participent à son évolution. 169 CHAPITRE 7 LES CRISES BIOLOGIQUES 2 Les crises biologiques L’étude de l’évolution de la biosphère au cours des derniers 500 millions d’années montre une suite de crises biologiques mises en évidence par la réduction du nombre de familles. nombre de familles 500 E B A C 0 Cm – 545 O S D C P D Tr J – 500 – 435– 395 – 345 – 280 – 245 – 205 – 140 K T âge (Ma) – 65 7-1. Cinq extinctions majeures illustrées par les variations du nombre de familles (d’après Raup et Sepkoski, 1982). ● La figure montre que chaque crise est suivie d’une période d’accroissement de la biodiversité et illustre ainsi l’influence majeure des crises dans l’évolution biologique. ● Le caractère global de ces crises traduit des similitudes dans les facteurs qui ont conduit à l’extinction de nombreuses espèces. On distingue ainsi des facteurs extérieurs à la Terre et des facteurs liés à l’activité de notre planète. 1. Les causes d’origine extraterrestre ● Les effets de la chute d’un astéroïde sur la Terre augmentent avec son diamètre. On estime qu’au-delà de 10 km de diamètre, les effets d’un astéroïde sont dévastateurs. Le choc provoqué par son impact entraîne l’émission importante de poussières dans l’atmosphère bloquant ainsi tous les rayons solaires et installant un hiver d’impact. 170 cours savoir-faire s u j e t s b ac corrigés ● Cette période de refroidissement est suivie d’une période de réchauffement dans le cas où l’impact provoque d’importantes émissions de gaz à effet de serre (vapeur d’eau, CO2). ● C’est l’accumulation de ces différents événements qui serait à l’origine des extinctions massives d’espèces. Il semble ainsi que l’on puisse rattacher certains cratères à certaines extinctions. Mais il existe aussi des cas où des astéroïdes d’un diamètre supérieur à 10 km n’ont eu aucune conséquence sur la biosphère. 2. Les causes d’origine terrestre Les causes d’origine terrestre sont liées à la dynamique interne de la Terre. A. La tectonique des plaques La dynamique du manteau est responsable du mouvement des plaques lithosphériques. Cette mobilité lithosphérique impose des contraintes à la biosphère en modifiant par exemple la circulation océanique ou en isolant certaines populations continentales. ● D’autre part, l’activité plus ou moins intense des dorsales océaniques conduit à faire varier le niveau marin à l’échelle mondiale : c’est l’eustatisme. L’étude des variations eustatiques a montré des relations très étroites avec l’évolution de la biosphère et notamment les extinctions. ● B. Les rejets atmosphériques d’origine volcanique ● Les éruptions volcaniques de grande ampleur sont associées à d’importantes émissions de poussières volcaniques dans la haute atmosphère et autour de la Terre. Ces poussières conduisent à un refroidissement de la planète avec une réduction de la photosynthèse. Après la retombée des poussières, l’émission importante de CO2 donne naissance à un intense effet de serre. Les éruptions volcaniques ont donc les mêmes conséquences qu’un impact météoritique. ● Ces éruptions volcaniques sont dues à la remontée de panaches mantelliques qui tirent leur origine de l’instabilité de la limite noyau/manteau. L’erreur classique à éviter Ne pas oublier qu’à une crise biologique donnée correspond toujours une association de causes géologiques. 171