La Terre a connu plusieurs extinctions massives au cours de son histoire. L'un des plus importants s'est produit à la frontière Permien-Trias il y a 250 millions d'années. Plus de 95 pour cent des espèces marines ont disparu et, jusqu'à maintenant, les scientifiques ont lié cette extinction à une augmentation significative des températures. Mais des chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE), La Suisse, aux côtés de l'Université de Zurich, découvert que cette extinction a eu lieu pendant une courte période glaciaire qui a précédé le réchauffement climatique mondial. C'est la première fois que les différentes étapes d'une extinction de masse sont comprises avec précision et que les scientifiques peuvent évaluer le rôle majeur joué par les explosions volcaniques dans ces processus climatiques. Cette recherche, qui peut être lu dans Rapports scientifiques , remet complètement en cause les théories scientifiques concernant ces phénomènes, fondée sur l'augmentation du CO2 dans l'atmosphère, et ouvre la voie à une nouvelle vision de l'histoire climatique de la Terre.

Des équipes de chercheurs dirigées par le professeur Urs Schaltegger du Département des sciences de la Terre et de l'environnement de la Faculté des sciences de l'UNIGE et par Hugo Bucher, de l'Université de Zurich, travaillent sur la datation absolue depuis de nombreuses années. Ils travaillent à déterminer l'âge des minéraux dans les cendres volcaniques, qui établit une chronologie précise et détaillée de l'évolution du climat terrestre. Ils se sont intéressés à la limite Permien-Trias, Il y a 250 millions d'années, au cours de laquelle a eu lieu l'une des plus grandes extinctions de masse jamais enregistrées, responsable de la perte de 95% des espèces marines. Comment est-ce arrivé? pendant combien de temps la biodiversité marine est-elle restée à des niveaux très bas ?

Une technique fondée sur la désintégration radioactive de l'uranium

Les chercheurs ont travaillé sur des couches de sédiments dans le bassin de Nanpanjiang, dans le sud de la Chine. Ils ont la particularité d'être extrêmement bien conservés, qui a permis une étude précise de la biodiversité et de l'histoire climatique du Permien et du Trias. « Nous avons réalisé plusieurs coupes transversales de centaines de mètres de sédiments de bassin et nous avons déterminé les positions exactes des lits de cendres contenus dans ces sédiments marins, " a expliqué Björn Baresel, premier auteur de l'étude. Ils ont ensuite appliqué une technique de datation précise basée sur la désintégration radioactive naturelle de l'uranium, comme Urs Schaltegger l'a ajouté :« Dans les coupes sédimentaires, nous avons trouvé des couches de cendres volcaniques contenant le minéral zircon qui incorpore de l'uranium. Il a la particularité de se désintégrer en plomb au cours du temps à une vitesse bien connue. C'est pourquoi, en mesurant les concentrations d'uranium et de plomb, il nous a été possible de dater une couche de sédiment avec une précision de 35, 000 ans, ce qui est déjà assez précis pour des périodes supérieures à 250 millions d'années."
La glace est responsable de l'extinction de masse

En datant les différentes couches sédimentaires, les chercheurs ont réalisé que l'extinction massive de la limite Permien-Trias est représentée par un trou dans la sédimentation, ce qui correspond à une période où le niveau de l'eau de mer a baissé. La seule explication à ce phénomène est qu'il y avait de la glace, qui stockait de l'eau, et que cette ère glaciaire qui a duré 80, 000 ans étaient suffisants pour éliminer une grande partie de la vie marine. Des scientifiques de l'UNIGE expliquent la baisse de la température mondiale par une injection stratosphérique de grandes quantités de dioxyde de soufre réduisant l'intensité du rayonnement solaire atteignant la surface de la terre. "Nous avons donc la preuve que l'espèce a disparu au cours d'une période glaciaire provoquée par l'activité du premier volcanisme dans les pièges sibériens, " ajoute Urs Schaltegger. Cette période glaciaire a été suivie de la formation de dépôts calcaires par des bactéries, marquant le retour de la vie sur Terre à des températures plus modérées. La période de réchauffement climatique intense, lié à la mise en place de grandes quantités de basalte des pièges sibériens et que l'on croyait auparavant responsable de l'extinction des espèces marines, en fait arrivé 500, 000 ans après la limite Permien-Trias.

Cette étude montre donc que le réchauffement climatique n'est pas la seule explication des catastrophes écologiques globales du passé sur Terre :il est important de continuer à analyser les sédiments marins anciens pour mieux comprendre le système climatique terrestre.