Dans une nouvelle étude, Les chercheurs de Stanford ont fortement soutenu la théorie selon laquelle un manque d'oxygène dans les océans de la Terre a contribué à une mort dévastatrice il y a environ 444 millions d'années. Les nouveaux résultats indiquent en outre que ces conditions anoxiques (peu ou pas d'oxygène) ont duré plus de 3 millions d'années, bien plus longtemps que des périodes similaires d'écrasement de la biodiversité dans l'histoire de notre planète.

Au-delà de l'approfondissement de la compréhension des anciens événements d'extinction de masse, les résultats sont pertinents pour aujourd'hui :le changement climatique mondial contribue à la baisse des niveaux d'oxygène dans les eaux océaniques et côtières, un processus qui sonne probablement le glas pour une variété d'espèces.

"Notre étude a éliminé une grande partie de l'incertitude restante sur l'étendue et l'intensité des conditions anoxiques lors d'une mortalité massive qui s'est produite il y a des centaines de millions d'années, " a déclaré l'auteur principal Richard George Stockey, un étudiant diplômé du laboratoire d'études co-auteur Erik Sperling, professeur adjoint de sciences géologiques à la Stanford's School of Earth, Sciences de l'énergie et de l'environnement (Stanford Earth). "Mais les découvertes ne se limitent pas à ce seul cataclysme biologique."

L'étude, Publié dans Communication Nature 14 avril centré sur un événement connu sous le nom d'extinction massive de l'Ordovicien tardif. Il est reconnu comme l'un des "Big Five" grands mourants de l'histoire de la Terre, le plus célèbre étant l'événement Crétacé-Paléogène qui a anéanti tous les dinosaures non aviaires il y a environ 65 millions d'années.

Monde de l'eau

Au début de l'événement de l'Ordovicien supérieur il y a environ 450 millions d'années, le monde était un endroit très différent de ce qu'il est aujourd'hui ou même à l'époque des dinosaures. La grande majorité de la vie s'est produite exclusivement dans les océans, avec des plantes venant juste de commencer à apparaître sur terre. La plupart des continents modernes étaient regroupés en un seul super-continent, surnommé Gondwana.

Une première vague d'extinctions a commencé en raison du refroidissement global qui a saisi une grande partie du Gondwana sous les glaciers. Il y a environ 444 millions d'années, une deuxième impulsion d'extinction s'est alors installée à la limite entre les stades géologiques de l'Hirnantien et du Rhuddanien en grande partie – quoique de manière non concluante – attribuée à l'anoxie océanique. Environ 85 pour cent des espèces marines ont disparu des archives fossiles au moment où l'événement de la fin de l'Ordovicien est finalement passé.

Les chercheurs de Stanford et leurs collègues de l'étude se sont spécifiquement penchés sur la deuxième impulsion d'extinction. L'équipe a cherché à limiter l'incertitude concernant l'endroit où dans les mers de la Terre une pénurie d'oxygène dissous - aussi critique pour la biologie océanique à l'époque qu'elle l'est maintenant - s'est produite, ainsi que dans quelle mesure et pour combien de temps. Des études antérieures ont déduit les concentrations d'oxygène dans les océans grâce à des analyses d'anciens sédiments contenant des isotopes de métaux tels que l'uranium et le molybdène, qui subissent des réactions chimiques différentes dans des conditions anoxiques ou bien oxygénées.

Preuve élémentaire

Stockey a dirigé la construction d'un nouveau modèle qui incorporait des données d'isotopes métalliques précédemment publiées, ainsi que de nouvelles données provenant d'échantillons de schiste noir provenant du bassin de Murzuq en Libye, déposés dans les archives géologiques lors de l'extinction de masse. Le modèle a jeté un large filet, prenant en compte 31 variables différentes liées aux métaux, y compris les quantités d'uranium et de molybdène qui s'échappent des terres et atteignent les océans via les rivières pour s'installer dans le fond marin.

Conclusion du modèle :dans tout scénario raisonnable, une anoxie océanique sévère et prolongée doit s'être produite dans de grands volumes des fonds océaniques de la Terre. « Grâce à ce modèle, nous pouvons affirmer avec confiance qu'un événement anoxique global long et profond est lié à la deuxième impulsion d'extinction de masse à la fin de l'Ordovicien, " Sperling a déclaré. "Pour la plupart de la vie océanique, la frontière Hirnantian-Rhuddanian était en effet un très mauvais moment pour être en vie."

Effets sur la biodiversité

Les leçons du passé suggèrent que la désoxygénation de plus en plus documentée dans les océans modernes, en particulier dans les pentes supérieures des plateaux continentaux qui encadrent les principales masses continentales, mettra à rude épreuve de nombreux types d'organismes, peut-être au bord de l'extinction. "Il n'y a aucun moyen que des conditions de faible teneur en oxygène n'aient pas un effet sévère sur la diversité, " dit Stockey.

De cette façon, en plus de faire la lumière sur Terre d'un lointain passé, les résultats de l'étude pourraient aider les chercheurs à mieux modéliser la planète telle qu'elle est aujourd'hui.

"Nous avons en fait un gros problème à modéliser l'oxygénation dans l'océan moderne, " a déclaré Sperling. " Et en élargissant notre réflexion sur la façon dont les océans se sont comportés dans le passé, nous pourrions avoir un aperçu des océans aujourd'hui."

Les co-auteurs de l'étude sont avec le Georgia Institute of Technology, Université de Yale, Université de Portsmouth et Université tchèque des sciences de la vie de Prague.