La chercheuse de l'UNM Maya Elrick prélève des échantillons sur l'île d'Anticosti. Crédit :Université du Nouveau-Mexique
Depuis des décennies, les scientifiques ont mené des recherches centrées sur les cinq extinctions de masse majeures qui ont façonné le monde dans lequel nous vivons. Les extinctions remontent à plus de 450 millions d'années avec l'extinction de masse de la fin de l'Ordovicien à l'extinction la plus meurtrière, l'extinction du Permien tardif il y a 250 millions d'années qui a anéanti plus de 90 pour cent des espèces.
Au cours des années, les scientifiques ont découvert les principales causes des extinctions de masse, qui comprennent des éruptions volcaniques massives, le réchauffement climatique, collisions d'astéroïdes, et les océans acides comme coupables probables. D'autres facteurs joueront certainement un rôle, notamment les éruptions de méthane et les événements anoxiques marins, lorsque les océans perdent l'oxygène nécessaire à la vie.
Les événements qui ont déclenché l'extinction massive de la fin de l'Ordovicien ou LOME d'animaux et de plantes marins sont restés en grande partie un mystère jusqu'à présent. L'Ordovicien était un intervalle de temps dynamique dans l'histoire de la Terre qui a enregistré une augmentation majeure de la diversité biologique marine et une transition climatique de serre à glacière. Les chercheurs pensent que cette période de refroidissement, qui a culminé dans la première glaciation phanérozoïque a conduit à l'extinction massive de l'Ordovicien tardif.
Désormais une équipe de chercheurs, dont Maya Elrick de l'Université du Nouveau-Mexique, Rick Bartlett, ancien étudiant à la maîtrise d'Elrick, maintenant son doctorat à la Louisiana State University, James Wheeley de l'Université de Birmingham (Angleterre) et Andre Desrochers de l'Université d'Ottawa, ont déchiffré des preuves géochimiques laissées dans les sédiments calcaires marins qui suggèrent que cette extinction a été causée par une période de refroidissement global qui a créé un événement anoxique marin global.
La recherche, « Anoxie globale de l'océan soudaine à la fin de l'Ordovicien-début du Silurien détectée à l'aide d'isotopes d'uranium de carbonates marins, " a été publié aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ). Il a été soutenu, en partie, au cours d'une période de trois ans, 680 $, 000 Subvention de la Fondation nationale des sciences.
"Cette extinction est la première des "cinq grandes" extinctions qui ont frappé la Terre et nos recherches indiquent qu'elle a coïncidé avec le développement brutal d'une anoxie océanique généralisée qui a duré au moins 1 million d'années, " dit Elrick.
Travailler avec une équipe internationale, Elrick et son équipe se sont rendus à l'île d'Anticosti dans la voie maritime du Saint-Laurent au Québec, Canada où ils ont collecté des échantillons de roche calcaire. Les échantillons retournés ont été analysés pour les isotopes de l'uranium à l'aide d'un spectromètre de masse logé dans le Département des sciences de la Terre et des planètes de l'UNM. Les résultats de l'étude indiquent qu'une anoxie marine brutale et généralisée s'est produite en même temps que 85 % de la vie marine s'est éteinte.
Des chercheurs prélèvent des échantillons sur l'île d'Anticosti. Crédit :Université du Nouveau-Mexique
"Ces résultats ont fourni la première preuve d'une anoxie mondiale brutale de l'océan qui s'amorce et se poursuit à travers des conditions glaciaires de pointe et de décroissance, " a déclaré Elrick. "Nous suggérons que l'anoxie a été provoquée par le refroidissement global qui a réorganisé la circulation océanique à grande échelle et a conduit à une diminution de l'oxygénation des grands fonds et, flux de nutriments améliorés, ce qui a provoqué des efflorescences phytoplanctoniques et élargi les zones à faible concentration en oxygène. Ces résultats fournissent également la première preuve d'une anoxie océanique généralisée qui s'amorce et se poursuit pendant les conditions glaciaires. »
La recherche d'Elrick et Bartlett est la première étude de ce type qui utilise un proxy géochimique (isotopes de l'uranium) qui intègre la totalité de la concentration en oxygène de l'océan. Les résultats sont en accord avec ce que d'autres scientifiques avaient dit auparavant, bien que les études antérieures évaluaient uniquement les concentrations d'oxygène locales plutôt que les concentrations intégrées à l'échelle mondiale. Plus loin, Elrick et son équipe modélisent les concentrations mondiales d'oxygène dans les océans pour évaluer la proportion du fond marin devenue anoxique pendant l'extinction de l'Ordovicien supérieur.
L'équipe a comparé les conditions d'il y a 450 millions d'années à celles d'aujourd'hui et a déterminé qu'il y avait environ une augmentation d'environ 15 % du fond marin anoxique pendant l'extinction massive de l'Ordovicien supérieur. L'océan moderne a moins d'un demi pour cent du fond marin qui est anoxique (principalement la mer Noire), donc une augmentation de 15 pour cent de l'anoxie du fond marin est assez importante.
« L'île d'Anticosti est le meilleur laboratoire naturel au monde pour l'étude des fossiles et des strates sédimentaires datant de la première extinction de masse il y a près de 445 millions d'années. L'île est désormais en attente d'une reconnaissance au programme du patrimoine mondial de l'UNESCO en raison de sa géologie et paléontologie exceptionnelles, », a déclaré André Desrochers de l'Université d'Ottawa.
Elrick étudie également trois des autres extinctions de masse des «cinq grands» en utilisant les isotopes de l'uranium comme proxy d'oxygénation.
"Jusqu'à présent, chacun d'eux a une anoxie généralisée qui lui est associée, nous constatons donc que les faibles concentrations d'oxygène dans l'eau de mer sont un tueur majeur, " Elrick a dit
Ces résultats pour les extinctions de masse passées des «cinq grands» ont des implications pour l'extinction moderne que notre planète connaît actuellement.
"Nous réchauffons et acidifions les océans aujourd'hui et les océans plus chauds contiennent de moins en moins d'oxygène. Certains organismes marins peuvent supporter la chaleur et l'acidité, mais pas le manque d'oxygène", a déclaré Elrick. "Toutes ces choses se produisent aujourd'hui et les résultats de l'étude de l'Ordovicien tardif indiquent la gravité potentielle de l'anoxie marine en tant que moteur d'extinction pour de nombreux événements d'extinction biologique passés et en cours."
