La limite Crétacé-Tertiaire : un événement géologique

(1 semaine)
La limite Crétacé-Tertiaire : un événement
géologique et biologique majeur
Introduction :
Depuis l'apparition des premiers êtres vivants, l'histoire du monde vivant est marquée par un
renouvellement incessant des espèces. En permanence, certaines disparaissent tandis que d'autres
apparaissent à partir d'espèces préexistantes. Ainsi, plus de 99 % des espèces ayant vécu sur Terre ont
disparu. L'extinction et l'apparition d'espèces sont donc des traits constants de l'histoire de la vie.
Dès le XIXe siècle, l'étude des fossiles a montré que le renouvellement des espèces était plus important
à certaines périodes.
À la fin du XXe siècle, il a été montré que certains de ces changements paléontologiques avaient été
particulièrement brefs à l'échelle des temps géologiques. Cela a conduit à parler de crise biologique ou
d'extinction de masse.
Comment expliquer de telles crises dans l'histoire biologique de la Terre ?
1 La crise Crétacé-Tertiaire et ses conséquences.
1.1 Des marqueurs sédimentaires à la limite Crétacé-Tertiaire.
Questions 1 à 3 page 193
La
limite
Crétacé-Tertiaire
est
marquée, là où la sédimentation marine a
été continue, par un changement dans la
nature des roches : une fine couche
d'argile noire est intercalée entre les
calcaires
Crétacés
et
les
marnes
Tertiaires.
A partir de la la couche d'argile noire,
la quantité de CaCO3 dans les roches
(marnes) chute brutalement.
La couche d'argile noire contient une
quantité anormalement élevée en iridium,
élément rare dans la croûte terrestre. La
même anomalie a été relevée en de
nombreux
sites,
continentaux
et
océaniques.
Cette couche contient
cristaux
de
magnétites
(NiOFe2O3).
aussi des
nickélifères
Elle constitue un marqueur planétaire
de la fin du Crétacé, il y a 65 millions
d'années.
Comment expliquer de telles modifications dans les dépôts sédimentaires à la limite K-T ?
1
1.2 Les marqueurs biologiques de la crise Crétacé-Tertiaire.
Questions 1 et 2 page 189
●
En milieu marin.
Il y a disparition brutale des ammonites (déjà en net régression) et des
grands reptiles marins.
De nombreuses espèces planctoniques (globotruncana) qui étaient à
l'origine des dépôts calcaires abondants du Crétacé disparaissent.
En revanche, les foraminifères benthiques (des fonds marins) sont peu
affectés par la crise.
Les êtres vivants pélagiques (de la couche superficielle) sont donc plus
touchés par la crise que ceux des profondeurs.
globotruncana
●
En milieu continental.
Tous les Dinosaures
exterminés.
disparaissent
très
rapidement
:
ils
sont
On constate également une diminution du pourcentage des grains de
pollen dans la couche d'argile à iridium et une augmentation relative des
spores, ce qui témoignent d'une raréfaction des plantes à fleurs et d'une
expansion momentanée des fougères : on qualifie le groupe des fougères
de profiteur.
1.3 Les conséquences de la crise Crétacé-Tertiaire.
Alors que les premiers Mammifères sont apparus à peu près en même temps que les Dinosaures, il y a
210 millions d'années, ils étaient restés petits et peu diversifiés, notamment en raison de la domination
des dinosaures.
Après la crise, tous les groupes de Mammifères connus aujourd'hui
apparaissent et occupent les milieux laissés libres par les dinosaures et par
les grands reptiles marins. De même, de nouvelles espèces de foraminifères
planctoniques plus petites (globigérines), se développent rapidement à partir
des rares espèces survivantes que l'on nomme survivants géniteurs.
Les espèces issues de celles ayant survécu à la crise ont pu se développer
en occupant les niches écologiques abandonnées par les espèces disparues :
c'est la radiation évolutive qui est une diversification après une crise
(Document 3 page 190).
globigérine
Quels évènements géologiques peuvent aboutir à de tels bouleversements dans l'histoire de la vie ?
2 Les évènements géologiques à l'origine de la crise CrétacéTertiaire.
2.1 Les arguments en faveur de l'hypothèse météoritique.
Question 1 page 197
L'abondance en iridium à la limite K-T aurait pour origine la chute et la pulvérisation d'une météorite
d'une dizaine de kilomètres de diamètre avec la Terre.
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L'iridium contenu dans l'astéroïde aurait été dispersé dans l'atmosphère avant de retomber sur toute
la surface de la Terre.
La magnétite nickélifère se forme lors de la pénétration d'une météorite dans l'atmosphère terrestre
(fusion d'un matériau riche en nickel en présence de dioxygène), ce qui exclut une origine magmatique.
Les « quartz choqués » ne peuvent être obtenues que lors d'un choc très
intense, ainsi que des « sphérules de verre » gouttelettes de roches fondues et
brutalement refroidies interprétées comme le résultat d'un impact
météoritique.
Question 2 page 197
Des
anomalies
gravimétriques
à
Chicxulub (document à gauche), au Mexique
ont montré l'existence d'un cratère d'impact
de 200 km de diamètre, contemporain de la
limite Crétacé-Tertiaire.
Quartz Choqué (CNRS)
Remarque : cela a été confirmé par des forages profonds qui ont
montré la présence d'une brèche (mélange de roches diverses dans
une gangue vitreuse).
Chicxulub
Est-ce la seule cause responsable de la crise biologique ?
2.2 Les arguments en faveur de l'hypothèse volcanique.
Question 2 page 195
En Inde, les trapps du Deccan sont constitués de coulées
basaltiques (sur plusieurs km d'épaisseur), émises lorsque
l'Inde se trouvait à la verticale du point chaud qui alimente
actuellement le volcanisme de l'île de la Réunion.
Trapps du
Deccan (65 Ma)
Île de la
Réunion
(actuel)
Ces basaltes datent de la limite Crétacé-Tertiaire.
Remarque : la modélisation du fonctionnement d'un point
chaud montre que quand sa tête est volumineuse, il est à l'origine d'une grande quantité de magma, et
que le volcanisme est explosif lorsqu'il est situé à l'aplomb d'une croûte continentale.
2.3 Les conséquences probables des deux phénomènes.
Question 1 page 195
Chicxulub étant au fond d'une mer peu profonde à la fin du Crétacé, la collision a pulvérisé les roches
situées sous l'impact et a entraîné l'émission de poussière, ainsi que de CO2 et de SO2.
Les mêmes gaz sont émis, ainsi que des cendres, lors des éruptions volcaniques.
À court terme, les poussières ont diminué le rayonnement solaire, provoquant une baisse de la
température et de la photosynthèse. À moyen terme, une augmentation de l'effet de serre a induit un
réchauffement global. La diminution de la production primaire et les variations climatiques peuvent être
la cause des extinctions massives.
3 Conclusion.
La limite Crétacé-Tertiaire (il y a 65 millions d’années) est caractérisée par l'extinction
massive et rapide d'espèces et de groupes systématiques des milieux continentaux et
océaniques. Certains groupes survivent à la crise, ils se diversifient rapidement en occupant
toutes les niches écologiques.
L'origine de ces événements pourrait être la conjonction de deux phénomènes géologiques.
Le premier est lié à la dynamique de la planète et correspond notamment aux conséquences de
la mise en place des trapps du Deccan ; le second est associé à la chute d'un astéroïde dont le
cratère de Chicxulub est la trace.
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