Vue d'artiste de l'impact de l'astéroïde Chicxulub qui a tué la plupart des dinosaures à partir de 1994. Crédit :Donald E. Davis/NASA/JPL.
L'impact de l'astéroïde Chicxulub qui a anéanti les dinosaures a probablement libéré beaucoup plus de gaz sulfureux altérant le climat dans l'atmosphère qu'on ne le pensait à l'origine, selon de nouvelles recherches.
Une nouvelle étude fait une estimation plus précise de la quantité de gaz de soufre et de dioxyde de carbone éjecté dans l'atmosphère terrestre par les roches vaporisées immédiatement après l'événement de Chicxulub. Les auteurs de l'étude estiment que plus de trois fois plus de soufre a pu pénétrer dans l'air par rapport à ce que supposaient les modèles précédents, ce qui implique que la période de temps frais qui a suivi peut avoir été plus froide qu'on ne le pensait auparavant.
La nouvelle étude soutient l'hypothèse selon laquelle l'impact a joué un rôle important dans l'extinction du Crétacé-Paléogène qui a éradiqué près des trois quarts des espèces végétales et animales de la Terre, selon Joanna Morgan, géophysicien à l'Imperial College de Londres au Royaume-Uni et co-auteur de la nouvelle étude publiée dans Lettres de recherche géophysique .
"De nombreux modèles climatiques ne peuvent actuellement pas capturer toutes les conséquences de l'impact de Chicxulub en raison de l'incertitude quant à la quantité de gaz initialement libérée, ", a déclaré Morgan. "Nous voulions revisiter cet événement important et affiner notre modèle de collision pour mieux capturer ses effets immédiats sur l'atmosphère."
Les nouvelles découvertes pourraient finalement aider les scientifiques à mieux comprendre comment le climat de la Terre a radicalement changé à la suite de la collision d'astéroïdes, selon Georg Feulner, climatologue au Potsdam Institute for Climate Impact Research à Potsdam, Allemagne qui n'était pas impliquée dans la nouvelle recherche. La recherche pourrait aider à donner de nouvelles informations sur la façon dont le climat et l'écosystème de la Terre peuvent changer de manière significative en raison d'événements d'impact, il a dit.
"La principale conclusion de l'étude est qu'ils obtiennent une plus grande quantité de soufre et une plus petite quantité de dioxyde de carbone éjecté que dans d'autres études, ", a-t-il déclaré. "Ces estimations améliorées ont de grandes implications pour les conséquences climatiques de l'impact, ce qui aurait pu être encore plus dramatique que ce que les études précédentes ont trouvé."
Une collision titanesque
L'impact de Chicxulub s'est produit il y a 66 millions d'années lorsqu'un astéroïde d'environ 12 kilomètres (7 miles) de large a percuté la Terre. La collision a eu lieu près de ce qui est maintenant la péninsule du Yucatán dans le golfe du Mexique. L'astéroïde est souvent cité comme une cause potentielle de l'extinction du Crétacé-Paléogène, une extinction de masse qui a effacé jusqu'à 75 pour cent de toutes les espèces végétales et animales, y compris les dinosaures.
La collision d'astéroïdes a eu des conséquences mondiales car elle a jeté des quantités massives de poussière, du soufre et du dioxyde de carbone dans l'atmosphère. La poussière et le soufre ont formé un nuage qui a reflété la lumière du soleil et a considérablement réduit la température de la Terre. Sur la base d'estimations antérieures de la quantité de soufre et de dioxyde de carbone libérée par l'impact, une étude récente publiée dans Geophysical Research Letters a montré que la température moyenne de l'air à la surface de la Terre pourrait avoir chuté de 26 degrés Celsius (47 degrés Fahrenheit) et que des températures inférieures au point de congélation ont persisté pendant au moins trois ans après l'impact.
Une simulation du cratère et du panache d'impact s'est formée huit secondes après l'impact de Chicxulub à 45 degrés. Le graphique A montre la densité des différents matériaux créés lors de l'impact. Les couleurs montrent l'ambiance (bleu), sédiment (jaune), astéroïde (gris) et socle (rouge), avec des couleurs plus foncées reflétant des densités plus élevées. SW est l'onde de choc formée par l'impact. Le graphique B montre la température en Kelvin à différents endroits de l'impact. Crédit :Pierazzo et Artemieva (2012).
Dans la nouvelle recherche, les auteurs ont utilisé un code informatique qui simule la pression des ondes de choc créées par l'impact pour estimer les quantités de gaz libérées dans différents scénarios d'impact. Ils ont modifié des variables telles que l'angle d'impact et la composition des roches vaporisées pour réduire l'incertitude de leurs calculs.
Les nouveaux résultats montrent que l'impact a probablement libéré environ 325 gigatonnes de soufre et 425 gigatonnes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, plus de 10 fois les émissions humaines mondiales de dioxyde de carbone en 2014. En revanche, l'étude précédente en Lettres de recherche géophysique qui a modélisé le climat de la Terre après la collision avait supposé 100 gigatonnes de soufre et 1, 400 gigatonnes de dioxyde de carbone ont été éjectées à la suite de l'impact.
Améliorer le modèle d'impact
Les méthodes de la nouvelle étude se démarquent car elles n'assurent que les gaz éjectés vers le haut avec une vitesse minimale de 1 kilomètre par seconde (2, 200 miles par heure) ont été inclus dans les calculs. Les gaz éjectés à des vitesses plus lentes n'atteignaient pas une altitude suffisamment élevée pour rester dans l'atmosphère et influencer le climat, selon Natalia Artemieva, un scientifique principal au Planetary Science Institute à Tucson, Arizona et co-auteur de la nouvelle étude.
Les modèles plus anciens de l'impact n'avaient pas autant de puissance de calcul et étaient obligés de supposer que tout le gaz éjecté était entré dans l'atmosphère, limiter leur précision, dit Artemieva.
Les auteurs de l'étude ont également basé leur modèle sur des estimations actualisées de l'angle d'impact. Une étude plus ancienne supposait que l'astéroïde avait heurté la surface à un angle de 90 degrés, mais des recherches plus récentes montrent que l'astéroïde a frappé à un angle d'environ 60 degrés. L'utilisation de cet angle d'impact révisé a entraîné l'éjection d'une plus grande quantité de soufre dans l'atmosphère, dit Morgan.
Les auteurs de l'étude n'ont pas modélisé à quel point la Terre aurait été plus froide en raison de leurs estimations révisées de la quantité de gaz éjecté. À en juger par le refroidissement observé dans l'étude précédente, qui supposait qu'une plus petite quantité de soufre était libérée par l'impact, la libération de tant de gaz sulfureux a probablement joué un rôle clé dans l'événement d'extinction. Le gaz sulfureux aurait bloqué une quantité importante de lumière solaire, conduisant probablement à des années de temps extrêmement froid potentiellement plus froid que l'étude précédente a révélé. Le manque de lumière du soleil et les changements dans la circulation océanique auraient dévasté la vie végétale de la Terre et la biosphère marine, selon Feulner.
La libération de dioxyde de carbone a probablement entraîné un réchauffement climatique à long terme, mais son influence était mineure par rapport à l'effet de refroidissement du nuage de soufre, dit Feulner.
En plus de mieux comprendre l'impact de Chicxulub, les chercheurs peuvent également utiliser les méthodes de la nouvelle étude pour estimer la quantité de gaz libérée lors d'autres impacts importants dans l'histoire de la Terre. Par exemple, les auteurs ont calculé le cratère Ries situé en Bavière, L'Allemagne a été formée par un impact qui a éjecté 1,3 gigatonne de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cette quantité de gaz a probablement eu peu d'effet sur le climat de la Terre, mais l'idée pourrait être appliquée pour aider à comprendre les effets climatiques des impacts plus importants.
