Chap 16 La crise Crétacé Tertiaire Chap 17 les crises biologiques

Partie G Couplage des évènements biologiques et géologiques au cours du temps
Chapitre 16 : La limite Crétacé /Tertiaire est un évènement biologique et géologique majeur
Introduction :
L’aspect continu ou discontinu des processus biologiques ou géologiques dépend de l’échelle de temps à laquelle on les observe.
L’espèce humaine semble stable à l’échelle de la durée de vie de ses individus, mais à l’échelle de la lignée humaine on observe
des discontinuités.
De même une série sédimentaire sans lacune est un enregistrement continu du temps écoulé entre la base et le sommet du
dépôt, mais elle est pourtant souvent formée d’un empilement de couches successives séparées par des discontinuités traduisant
des changements environnementaux (Livre p 368 et 369).
Lorsque l’on se place à l’échelle des temps géologiques, on observe des modifications brutales et globales liées à des évènements
planétaires affectant le monde vivant que l’on appelle des crises. Elles alternent avec des périodes plus longues de relative
stabilité. Dans tous les cas on observe de perpétuelles interactions entre le monde vivant, et les enveloppes fluides et solides de
la Terre.
Problème : Comment repérer une crise ?
Sur l’échelle stratigraphique (pages 384-385) une crise est datée de – 65 Ma, elle marque la transition entre l’ère secondaire
(Mésozoïque) et l’ère tertiaire (Cénozoïque), et plus précisément entre le Crétacé et le Paléocène, ou entre le Crétacé et le
Tertiaire, ou encore plus précisément entre les étages Maastrichtien et Danien.
I) Les indices paléontologiques de la limite Crétacé/Tertiaire.
Cette limite a été définie au 19ème siècle par l’observation de changements faunistiques :
- disparition totale en milieu terrestre des dinosaures (pages 374/375)
- disparition totale en milieu aquatique des ammonites (doc 3 page 383) et disparition de la majorité des
foraminifères planctoniques qui sont des organismes unicellulaires aquatiques à tests calcaire comportant une ou plusieurs
loges (doc 2 page 373). Les foraminifères benthiques (vivant en profondeur) ne sont pas affectés.
La crise a ainsi été caractérisée par 5 critères :
- l’extinction massive et rapide d’espèces (50 à 100 % selon les espèces) (Doc3 a et b p 372 et 373 )
- suivie d’une diversification d’autres espèces après la crise (Doc3 a et b p 372 et 373 ) (Doc 3 p 375)
- elle est mondiale : elle affecte des taxons des milieux continentaux et océaniques,
- elle affecte la flore et la faune
- elle est brutale à l’échelle des temps géologiques (quelques cm de dépôts d’argile datés de – 65 Ma).
II) Les indices sédimentologistes de la limite Crétacé/Tertiaire.
Documents 1 p 372, 1 p 376
Par la suite, les analyses stratigraphiques précises ont mis en évidence l’existence d’une fine couche d’argile noire riche en
iridium, intercalée entre :
- les sédiments calcaires/marneux du Crétacé riches en carbonates de calcium CaCO3,
- et les sédiments calcaires/marneux du Paléocène moins riches en carbonates de calcium.
L’iridium est un métal rare pratiquement absent dans les couches superficielles du globe terrestre, qui est en revanche abondant
dans les météorites et dans certains produits issus d’éruptions volcaniques.
La fine couche d’argile est le résidu d’altération des marnes du Crétacé dont la partie carbonatée a été dissoute.
L’abondance de CaCO3 dans un sédiment démontre une forte activité planctonique, à l’inverse, une faible teneur en CaCO3
met en évidence une diminution de la productivité marine avec une chute considérable du nombre de tests calcaire de
foraminifères planctoniques. Ceci est à mettre en relation avec les données paléontologiques révélant la disparition des
foraminifères planctoniques au moment de la crise.
Cette couche, souvent nommée couche d’iridium, sert de repère temporel à l’étude des changements biologiques qui ont affecté
la diversité du monde vivant. Elle se retrouve dans toutes les régions du globe à sédimentation continue datées de cette période.
Problème : Comment expliquer une crise ?
III) Origine de la crise à la limite Crétacé/Tertiaire
L’origine de ces évènements pourrait être la conjonction de deux phénomènes géologiques tous deux apportant de l’iridium,
associés à des modifications du climat :
- le premier est lié à la dynamique de la planète et correspond notamment aux conséquences de la mise en place des
Trapps du Deccan en Inde, qui sont des empilements immenses (2400mètres) de coulées volcaniques basaltiques (2 fois la
surface de la France) (doc 3 p 377). Ces Trapps proviennent d’un volcanisme de type point chaud et sont datées de – 65 Ma.
- le second est associé à la chute d’un astéroïde dont le cratère de Chixulub daté de –65 Ma (Mexique) en serait la trace.
(Doc 1 et 2 page 376 et 377). On retrouve en effet des cristaux nickélifères et des quartzs choqués à la base de la couche
argileuse.
Dans les 2 cas, des quantités énormes d’aérosols ont été projetées dans l’atmosphère ce qui a bouleversé le climat et les chaînes
alimentaires. (Refroidissement avec régression marine, puis effet de serre et transgression marine). Ces variations climatiques
sont à mettre en relation avec les disparitions d’espèces marines planctoniques.
Conclusion :
Les extinctions massives sont donc probablement les conséquences d’événements multifactoriels géologiques et cosmiques.
Certains groupes survivent à la crise, ils se diversifient rapidement en occupant toutes les niches écologiques laissées vacantes
par l’extinction.
Il y a un caractère non prévisible de l’évolution qui résulte à la fois de la combinaison des innovations génétiques d’une part, et
de la sélection naturelle d’autre part des êtres vivants survivants comme les mammifères qui ont pu occuper les niches
écologiques laissées vacantes par les dinosaures.
(Schéma bilan page 389).
Chapitre 17 : Les crises biologiques sont des repères dans l’histoire de la Terre.
Quel intérêt ces crises représentent-elles pour le géologue?
Livre p 370, 378, 379
Depuis les 500 derniers Ma, sont survenues plusieurs crises majeures (5). La crise Crétacé/Tertiaire est la plus récente et la plus
spectaculaire avec la disparition des dinosaures, elle n’est cependant pas la plus importante. D’autres crises ont marqué les
temps géologiques avec des extinctions rapides et massives suivies d’une diversification d’êtres vivants. Ainsi, la crise de la fin du
primaire (Permien/Trias) a causé la disparition de 90 % des espèces marines. Ces crises ont permis de délimiter des coupures
dans l’échelle des temps géologiques en différentes ères et différentes périodes. (Pages 384 et 385)
La plupart de ces crises sont corrélées à des phénomènes géologiques internes comme le déplacement des plaques tectoniques
(Pangée au permo-trias changement de climat et régression marine), le volcanisme de point chaud issu du manteau profond. La
chute d’un astéroïde n’est pas généralisable à toutes les crises.
Ces crises provoquent toutes des ruptures dans les processus évolutifs.
Actuellement les activités humaines :
* modifient les conditions physiques et chimiques des enveloppes fluides de la Terre et agissent sur le climat global.
* diminuent les espaces nécessaires au développement des espèces sauvages, donc réduisent ainsi la biodiversité.
L’homme, produit récent de l’évolution est en partie responsable de l’évolution future de la biosphère et d’une sixième crise
biologique majeure. (p 380, p 381)