Zhang examinant une nouvelle carotte de forage dans la région des Trois Gorges (province du Hubei), Les gens de la République de Chine. Cette carotte de forage comprend des roches sédimentaires de l'Édiacarien moyen au Cambrien inférieur. Crédit :ASU
Les archives fossiles nous disent que les premiers animaux macroscopiques sont apparus sur Terre il y a environ 575 millions d'années. Vingt-quatre millions d'années plus tard, la diversité des animaux a commencé à décliner mystérieusement, menant au premier événement d'extinction de masse connu sur Terre.
Les scientifiques se disputent depuis des décennies sur ce qui a pu causer cette extinction de masse, pendant ce qu'on appelle la "transition édiacarienne-cambrienne". Certains pensent qu'une forte baisse de l'oxygène dissous dans l'océan en était responsable. D'autres émettent l'hypothèse que ces premiers animaux ont été progressivement remplacés par des animaux nouvellement évolués.
La cause précise est restée insaisissable, en partie parce que l'on sait si peu de choses sur la chimie des océans de la Terre il y a si longtemps.
Une équipe de recherche, dirigé par des scientifiques de l'Arizona State University et financé par la NASA et la National Science Foundation, aide à percer ce mystère et à comprendre pourquoi cet événement d'extinction s'est produit, ce qu'il peut nous dire sur nos origines, et comment le monde tel que nous le connaissons est né.
L'étude, Publié dans Avancées scientifiques , a été dirigé par Feifei Zhang, étudiant diplômé de l'ASU School of Earth and Space Exploration, sous la direction du membre du corps professoral Ariel Anbar et du scientifique Stephen Romaniello.
Zhang échantillonnant les roches carbonatées d'Ediacaran dans la région des Trois Gorges, province du Hubei), Les gens de la République de Chine. Crédit :ASU
L'importance de l'oxygène
Aujourd'hui, il y a une abondance d'oxygène, un élément essentiel de la vie, dans la plupart des océans de la Terre. Mais il existe des preuves pour suggérer que pendant l'événement d'extinction de masse, il y a eu une perte d'oxygène dissous dans les océans de la Terre, un effet appelé "anoxie marine".
Pour mieux comprendre l'événement d'extinction de masse, l'équipe de recherche s'est concentrée sur l'étude de cet effet. Ils voulaient déterminer non seulement dans quelle mesure l'océan était anoxique lorsque les animaux ont commencé à décliner, mais aussi si l'anoxie marine a contribué au déclin et à l'extinction éventuelle des premiers animaux.
Intégrer les données géochimiques et les archives fossiles de la Terre
Pour déterminer les niveaux d'anoxie marine et ses effets, l'équipe de recherche a utilisé une nouvelle approche consistant à combiner les données géochimiques et les archives fossiles de la Terre pour faire correspondre précisément les événements évolutifs et environnementaux.
Typiquement, les scientifiques déterminent les niveaux d'anoxie des océans en examinant l'abondance de pyrite, communément appelé « l'or des fous, " et d'autres éléments et minéraux dans les roches de boue anciennes. Mais les roches de boue ne fournissent que des indices sur ce qui a pu se passer à un seul endroit. Les scientifiques doivent échantillonner des dizaines de sites à travers le monde pour déduire une vue d'ensemble des roches de boue.
Roches carbonatées terminales d'Ediacaran dans la région des Trois Gorges (province du Hubei), Les gens de la République de Chine. Ces roches ont été déposées dans un environnement marin peu profond il y a entre 551 et 541 millions d'années, et tenir un registre des changements environnementaux marins qui se sont produits au moment où ils ont été déposés. Crédit :ASU
Pour surmonter cela, l'équipe a lancé une nouvelle approche plus efficace. Des échantillons de roches calcaires marines ont été collectés dans la région des Trois Gorges (province du Hubei) de la République populaire de Chine. Cette région est connue pour avoir certains des meilleurs exemples au monde de la période Ediacaran. Les échantillons de roche pour cette étude ont été déposés dans un environnement marin peu profond il y a entre 551 et 541 millions d'années, et tenir un registre des changements environnementaux marins qui se sont produits lorsqu'ils ont été déposés.
De retour au labo, l'équipe a mesuré les variations des isotopes de l'uranium dans le calcaire marin, puis a intégré les données des isotopes de l'uranium et les données paléontologiques de la même suite de roches. Une fois les données intégrées, l'équipe a pu clairement voir que l'épisode d'anoxie marine étendue a coïncidé avec le déclin et la disparition subséquente des premiers animaux.
"Cela a peut-être été l'événement anoxique marin le plus grave des 550 derniers millions d'années, " dit Zhang. " La modélisation mathématique de nos données suggère que presque tout le fond marin était recouvert d'eaux anoxiques à la fin de la période édiacarienne. "
Y a-t-il une extinction de masse dans notre futur ?
Alors que nos océans ont actuellement une abondance d'oxygène, il y a eu une augmentation mesurable récente de l'anoxie océanique, attribués par les scientifiques au changement climatique. Avancées dans l'étude de l'anoxie marine ancienne, comme celui-ci, alors peut nous aider à comprendre et à prédire ce qui nous attend.
"Le passé est notre meilleur laboratoire pour comprendre l'avenir", déclare le co-auteur Anbar. , mais les choses que nous savons sont une grande source de préoccupation."
