I.8 Couplage des événements biol o giques e t...

I.8 Couplage des événements biol o giques e t géologiques a u
cours du temps.
Introduction.
Depuis l’apparition de la vie, de nombreuses espèces se sont succédé sur Terre.
À l’échelle des temps géologiques des modifications brutales et globales liées à des événements planétaires
affectent le monde vivant : ce sont les crises. Elles alternent avec des périodes plus longues de relative stabilité.
Crise biologique : événement caractérisé par la disparition brutale et massive de nombreuses espèces vivantes
dans les divers écosystèmes de la Terre.
-> Comment un événement catastrophique local peut-il avoir des conséquences à l’échelle de la planète ?
-> En quoi les crises biologiques constituent-elles des repères dans l’histoire de la Terre ?
1. En quoi la limite Crétacé-Tertiaire (= K/T ; = Crétacé/ Paléocène) constitue-t-elle un
événement géologique et biologique majeur ?
•
Date : -65 millions d’années.
•
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Caractéristiques : extinction massive et rapide d’espèces et de groupes de divers milieux.
continentaux (exemples : dinosaures, ptérosaures (reptiles aériens)) ;
Un exemple de Dinosaure, le Triceratops.
© http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Triceratops_AMNH_01.jpg
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océaniques (microfossiles : certains Foraminifères comme les globotruncanidés. Macrofossiles : les
Ammonites, les Bélemnites (tous deux des Céphalopodes), les Rudistes (Mollusques bivalves adaptés à
une vie récifale)). On estime que 76% des espèces marines connues alors à la surface de la planète se
sont éteintes lors de cette crise.
Un exemple de microfossile, les
globotruncanidés.
© http://svt.acdijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=1199
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Coupe transversale d’une ammonite montrant la
succession des chambres cloisonnées.
© http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Ammonite_section.JPG
Reconstitution d’une Belemnite (animal assez proche
des sèches actuelles). © http://www.acgrenoble.fr/svt/SITE/eleves/prodelev/sarcenas_peyrard/Belemnite.htm
Il faut noter que plusieurs de ces groupes ont commencé à décliner avant la crise ; leur disparition s’est
donc accélérée à la fin du Crétacé (c’est notamment le cas des Dinosaures, des Rudistes).
De nombreux groupes ne sont pas touchés et survivent : ils se diversifient rapidement après la crise en
occupant toutes les niches écologiques laissées libres (diversification par innovations génétiques et sélection
naturelle, voir I.3). C’est le cas des Mammifères et des Oiseaux. Certains groupes ne connaissent pas cette
diversification, mais passent aussi la crise sans encombre : les Crocodiliens, les Insectes, les Tortues, les plantes
à fleurs (Angiospermes) dont l’expansion avait commencé bien avant la crise pour ces dernières… Livre pages
306 à 309.
Marqueurs géologiques : présence d’une mince couche d’argile à la limite Crétacé/ Paléocène
(quelques mm). Le niveau argileux montre un arrêt de la sédimentation carbonatée, lié à la disparition
du plancton marin, source de carbonates.
- Cette couche est riche en iridium, élément chimique rare sur Terre, mais, abondant dans certaines
météorites (la concentration est compatible avec un astéroïde de 10 km de diamètre).
- Elle contient également des quartz choqués (caractéristiques d’un choc violent sur la croûte
continentale).
- Elle comporte aussi des sphérules de verre (formées lors de la fusion de roches suite à un impact).
- On observe également de la magnétite nickélifère (trace de la fusion d’une météorite dans une
atmosphère oxydante). Livre pages 310 et 311).
Origine(s) probable(s) : 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 en Inde lors du passage de l’Inde audessus du point chaud réunionnais. Ce volcanisme
s’est mis en place en 400 000 ans maximum
(donc courte période de temps), et les basaltes ont
une épaisseur de 2 à 3 km. Livre page 312.
Image © http://perso.ens-lyon.fr/laurent.guyon/svt/index.html
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Le second est associé à la chute d’un astéroïde dont le cratère de Chixculub (péninsule du Yucatan)
est la trace. Cratère d’impact repéré : 200 à 300 Km de diamètre ; astéroïde de 10 Km de diamètre).
L’impact a provoqué une onde de choc ainsi que de gigantesques incendies. Livre pages 310 à 313.
Localisation du cratère de Chicxulub dans la péninsule
du Yucatan.
© http://www.theresilientearth.com/?q=content/forget-global-warming-skyreally-could-fall
Bilan. Un événement catastrophique local a donc des conséquences à l’échelle de la planète.
Seule la conjonction de plusieurs causes néfastes peut expliquer l’ampleur de l’extinction : une seule ne
suffit pas. Volcanisme et astéroïde ont propulsé des cendres et des poussières de roche dans l’atmosphère, ce qui
a provoqué un obscurcissement de l’atmosphère, empêchant le rayonnement solaire de passer, d’où une baisse
des températures (sorte d’hiver nucléaire). On imagine l’effet de cet obscurcissement sur la photosynthèse, et sur
les chaînes alimentaires en dépendant. Cette baisse des températures a provoqué une diminution du niveau
marin, ce qui a pu porter préjudice aux animaux vivant à faible profondeur. Dans un deuxième temps, les
cendres et poussières de roches sont retombées, mais les gaz à effet de serre, notamment le CO2 produit par le
volcanisme et l’impact météoritique, sont restés en grande quantité, et plus longtemps, d’où un réchauffement
climatique par la suite. Doc. 7 page 313
Bilan 2. Changements géologiques et modifications de la biosphère sont interdépendants.
La superposition de plusieurs phénomènes peut expliquer la crise KT.
© http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-limite-cretace-tertiaire.xml
2. En quoi les crises biologiques constituent-elles des repères dans l’histoire de la Terre ?
Au cours de l’histoire de la Terre, les phénomènes comme la crise Crétacé-Tertiaire ont un caractère
exceptionnel, mais ils ont une influence majeure sur l’évolution de la biosphère.
Durant les 500 derniers millions d’années sont survenues plusieurs crises majeures. Par exemple, la
crise Permo-Trias est la plus grande crise de tous les temps : 96 % des espèces marines ont disparu, ainsi que 40
% des espèces terrestres. Cinq grandes crises ont été répertoriées au cours des temps (doc1 page 314).
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Les cinq crises repérables au cours des
temps géologiques.
© http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/biodiversitecrises/page6.htm
Les extinctions biologiques massives au cours des crises sont associées à :
- des phénomènes géologiques internes (points chauds et volcanisme associé ; modification de la
vitesse d’expansion océanique avec transgression (hausse du niveau marin) et régression (baisse)… En
général, le climat et le niveau marin sont affectés ; Livre page 314.
- des phénomènes d’origine extraterrestre (chute d’astéroïdes, intensification du « vent solaire lorsque
le champ magnétique s’inverse, variation des paramètres orbitaux de la Terre (voir en spécialité)).
La crise Permo-Trias a été utilisé pour établir la limite Paléozoïque – Mésozoïque.
La crise Crétacé-Paléocène a été utilisée pour établir la limite Mésozoïque – Cénozoïque.
Conclusion.
L’Homme est un produit récent de l’évolution biologique. La forte croissance de la population humaine
et les multiples atteintes à l’équilibre de la biosphère (dégradation des écosystèmes, menace sur la biodiversité,
renforcement de l’effet de serre…) montrent qu’il a les moyens d’avoir une influence sur l’avenir de la planète.
Peut-être est-il à l’origine d’une nouvelle crise ? Livre page 315.
Évolution de la démographie humaine
mondiale dans les 10 000 dernières
années (d’après l’INED).
© http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/biodiversitecrises/page7.htm
Sources principales :
- http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/biodiversite-crises/page3.htm
- http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelaterreaulycee/contenu/geobio2.htm
- http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-limite-cretacetertiaire.xml
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