Une nouvelle étude menée par l'Université de Yale confirme une théorie de longue date sur le dernier grand événement d'extinction de masse de l'histoire et son impact sur les océans de la Terre. Les résultats peuvent également répondre à des questions sur la façon dont la vie marine s'est finalement rétablie.

Les chercheurs disent que c'est la première preuve directe que l'extinction du Crétacé-Paléogène il y a 66 millions d'années a coïncidé avec une forte baisse du pH des océans, ce qui indique une augmentation de l'acidité des océans.

L'étude apparaît dans l'édition en ligne de la revue Actes de l'Académie nationale des sciences .

Le dépérissement Crétacé-Paléogène, également connu sous le nom d'événement d'extinction de masse K-Pg, s'est produit lorsqu'un météore a percuté la Terre à la fin du Crétacé. L'impact et ses séquelles ont tué environ 75 % des espèces animales et végétales de la planète, y compris des groupes entiers comme les dinosaures non aviaires et les ammonites.

"Pendant des années, les gens ont suggéré qu'il y aurait eu une diminution du pH de l'océan parce que l'impact du météore a frappé des roches riches en soufre et a provoqué la pluie d'acide sulfurique, mais jusqu'à présent, personne n'avait de preuves directes pour montrer que cela s'était produit, " a déclaré l'auteur principal Michael Henehan, un ancien scientifique de Yale qui est maintenant au Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences à Potsdam, Allemagne.

Il s'avère que tout ce qu'ils avaient à faire était de regarder les foraminifères.

Les foraminifères sont de minuscules planctons qui poussent une coquille de calcite et ont un registre fossile étonnamment complet remontant à des centaines de millions d'années. Analyse de la composition chimique des fossiles de foraminifères d'avant, pendant, et après l'événement K-Pg a produit une mine de données sur les changements dans l'environnement marin au fil du temps. Spécifiquement, les mesures des isotopes du bore dans ces coquilles ont permis aux scientifiques de Yale de détecter des changements dans l'acidité de l'océan.

Des recherches antérieures sur K-Pg avaient montré que certains calcificateurs marins - des espèces animales qui développent des coquilles et des squelettes à partir de carbonate de calcium - ont été anéantis de manière disproportionnée lors de l'extinction de masse. La nouvelle étude suggère qu'une acidité plus élevée des océans (pH inférieur) pourrait avoir empêché ces calcificateurs de créer leurs coquilles. C'était important, les chercheurs notent, parce que ces calcifiants constituaient une partie importante du premier échelon de la chaîne alimentaire océanique, soutenir le reste de l'écosystème.

"L'acidification des océans que nous observons aurait facilement pu être le déclencheur d'une extinction massive dans le domaine marin, " a déclaré l'auteur principal Pincelli Hull, professeur adjoint de géologie et de géophysique à Yale.

Pendant ce temps, les techniques d'analyse et de modélisation des isotopes du bore de l'équipe ont peut-être permis de réconcilier certaines théories concurrentes et des faits déroutants concernant la vie océanique après l'événement K-Pg.

Pourquoi, par exemple, sont des signatures isotopiques du carbone (analysées à partir d'échantillons de carottes en eaux profondes) immédiatement après l'impact de l'astéroïde K-Pg identiques dans les matériaux fossiles du fond marin et des eaux de surface, quand le cycle normal du carbone dans les océans devrait-il conduire à des signatures différentes ?

Une théorie, la théorie "Strangelove Ocean", a fait valoir que pendant un certain temps après K-Pg, l'océan était essentiellement mort et le cycle normal du carbone vient de s'arrêter. Le problème avec le "Strangelove Ocean, " selon certains chercheurs, est que de nombreux organismes du fond marin qui dépendent de la nourriture qui coule à la surface de l'océan sont restés indemnes tout au long de l'événement K-Pg, un événement peu probable dans un océan mort. Une autre théorie populaire, appelé "l'océan vivant, " a suggéré que le K-Pg tuait les plus grandes espèces de plancton, perturber le cycle du carbone en rendant plus difficile la descente de la matière organique vers les profondeurs marines, mais a permis à une certaine vie marine de survivre.

La nouvelle étude divise la différence. Il dit que les océans ont eu un majeur, perte initiale de productivité des espèces - jusqu'à 50 % - suivie d'une période de transition au cours de laquelle la vie marine a commencé à se rétablir.

"Dans un sens, nous avons réconcilié ces deux scénarios 'Strangelove' et 'Living Ocean', " Henehan a dit. " Les deux avaient partiellement raison; ils se sont juste déroulés dans l'ordre."

La nouvelle étude peut également avoir réglé une question concernant les niveaux de pH des océans menant au K-Pg. Certains chercheurs ont émis l'hypothèse que les éruptions volcaniques commençant des centaines de milliers d'années avant K-Pg avaient progressivement rendu la Terre plus sujette à un événement d'extinction de masse. Cela devrait se traduire par une baisse constante du pH des océans jusqu'à l'extinction.

"Ce que nous pouvons montrer, c'est qu'il n'y a aucun signal réel de baisse progressive du pH dans l'océan à l'approche de K-Pg, " Henehan a dit. "Nos résultats ne soutiennent aucun rôle majeur pour l'activité volcanique dans l'amorçage du monde pour l'extinction."

L'une des retombées de l'étude peut être sa capacité à aider à comprendre l'atmosphère et le climat de la Terre primitive. Les isotopes de bore des foraminifères dans cette étude sont un excellent indicateur pour estimer les niveaux de dioxyde de carbone dans le passé géologique, disaient les auteurs.