Vers la fin de la période silurienne préhistorique, il y a environ 420 millions d'années, un événement dévastateur d'extinction de masse a anéanti 23 pour cent de tous les animaux marins de la surface de la planète.

Pendant des années, les scientifiques ont eu du mal à relier un mécanisme à cette extinction de masse, l'un des 10 plus dramatiques jamais enregistrés dans l'histoire de la Terre. Maintenant, des chercheurs de la Florida State University ont confirmé que cet événement, désigné par les scientifiques comme l'extinction de Lau/Kozlowskii, a été déclenchée par un coupable trop familier :l'épuisement rapide et généralisé de l'oxygène dans les océans mondiaux.

Leur étude, publié aujourd'hui dans la revue Géologie , résout un mystère paléoclimatique de longue date, et soulève des inquiétudes urgentes quant au sort ruineux qui pourrait s'abattre sur nos océans modernes si des tendances bien établies de désoxygénation persistent et s'accélèrent.

Contrairement à d'autres extinctions de masse célèbres qui peuvent être soigneusement liées à des extinctions discrètes, les calamités apocalyptiques comme les impacts de météores ou les éruptions volcaniques, il n'y avait pas de connu, événement spectaculairement destructeur responsable de l'extinction de Lau/Kozlowskii.

"Cela en fait l'un des rares événements d'extinction comparable aux déclins à grande échelle de la biodiversité qui se produisent actuellement, et une fenêtre précieuse sur les futurs scénarios climatiques, " a déclaré le co-auteur de l'étude Seth Young, professeur assistant au Département de la Terre, Sciences de l'océan et de l'atmosphère.

Les scientifiques sont depuis longtemps au courant de l'extinction de Lau/Kozlowskii, ainsi qu'une perturbation connexe du cycle du carbone de la Terre au cours de laquelle l'enfouissement d'énormes quantités de matière organique a provoqué d'importants changements climatiques et environnementaux. Mais le lien et le calendrier entre ces deux événements associés – l'extinction a précédé la perturbation du cycle du carbone de plus de cent mille ans – sont restés obstinément opaques.

"Il n'a jamais été clairement compris comment ce calendrier des événements pourrait être lié à une perturbation climatique, ou s'il y avait des preuves directes liant les conditions généralisées de faible teneur en oxygène à l'extinction, " a déclaré Chelsie Bowman, doctorante de la FSU, qui a dirigé l'étude.

Pour résoudre ce cas difficile, l'équipe a utilisé une stratégie de recherche pionnière.

En utilisant des méthodes géochimiques avancées, y compris l'isotope du thallium, concentration de manganèse, et des mesures d'isotopes de soufre sur des sites importants en Lettonie et en Suède, les scientifiques de la FSU ont pu reconstituer une chronologie de la désoxygénation des océans en relation avec l'extinction de Lau/Kozlowskii et les changements ultérieurs du cycle mondial du carbone.

Les découvertes nouvelles et surprenantes de l'équipe ont confirmé leur hypothèse initiale selon laquelle le record d'extinction pourrait être dû à un déclin de l'oxygénation des océans. Leurs mesures multiproxy ont établi un lien clair entre le fluage constant des eaux désoxygénées et la nature progressive de l'événement d'extinction - son début dans les communautés d'organismes d'eau profonde et sa propagation éventuelle aux organismes d'eau peu profonde.

Leurs enquêtes ont également révélé que l'extinction était probablement due en partie à la prolifération des conditions océaniques sulfurées.

"Pour la première fois, cette recherche fournit un mécanisme pour conduire l'événement d'extinction par étapes observé, qui a d'abord coïncidé avec la désoxygénation des océans et a été suivie par des conditions océaniques plus sévères et toxiques avec du sulfure dans la colonne d'eau, " a déclaré Bowman.

Avec les océans privés d'oxygène de l'extinction de Lau/Kozlowskii servant de précurseur troublant aux eaux de plus en plus désoxygénées observées dans le monde aujourd'hui, co-auteur de l'étude Jeremy Owens, professeur assistant au Département de la Terre, Sciences de l'océan et de l'atmosphère, a déclaré qu'il y avait encore d'importantes leçons à tirer des crises écologiques d'un passé lointain.

"Ce travail fournit une autre preuve que la désoxygénation initiale dans les océans anciens coïncide avec le début des événements d'extinction, " Il a dit. " Ceci est important car nos observations de l'océan moderne suggèrent qu'il y a une désoxygénation généralisée importante qui peut causer des stress plus importants sur les organismes qui ont besoin d'oxygène, et peut être les premières étapes vers une autre extinction de masse marine."