Une équipe de chercheurs dirigée par Lindy Elkins-Tanton, professeur à l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'Université d'État de l'Arizona (ASU), a fourni la toute première preuve directe que la combustion intensive de charbon en Sibérie est une cause de l'extinction du Permo-Trias, l'événement d'extinction le plus grave de la Terre. Les résultats de leur étude ont été récemment publiés dans la revue Géologie .

Pour cette étude, l'équipe internationale dirigée par Elkins-Tanton s'est concentrée sur les roches volcanoclastiques (roches créées par des éruptions volcaniques explosives) des pièges sibériens, une région de roche volcanique en Russie. L'événement éruptif massif qui a formé les pièges est l'un des plus grands événements volcaniques connus au cours des 500 derniers millions d'années. Les éruptions se sont poursuivies pendant environ deux millions d'années et ont traversé la frontière Permien-Trias. Aujourd'hui, la région est couverte d'environ trois millions de miles carrés de roche basaltique.

C'est un terrain idéal pour les chercheurs cherchant à comprendre l'événement d'extinction du Permo-Trias, qui a affecté toute la vie sur Terre il y a environ 252 millions d'années. Lors de cet événement, jusqu'à 96 % de toutes les espèces marines et 70 % des espèces de vertébrés terrestres ont disparu.

Les calculs de la température de l'eau de mer indiquent qu'au pic de l'extinction, la Terre a subi un réchauffement climatique mortellement chaud, dans lequel les températures de l'océan équatorial ont dépassé 104 degrés Fahrenheit. Il a fallu des millions d'années pour que les écosystèmes se rétablissent et que les espèces se rétablissent.

Parmi les causes possibles de cet événement d'extinction, et l'une des hypothèses les plus longues, est que la combustion massive de charbon a conduit à un réchauffement climatique catastrophique, ce qui à son tour était dévastateur pour la vie. Pour rechercher des preuves à l'appui de cette hypothèse, Elkins-Tanton et son équipe ont commencé à examiner la région des pièges sibériens, où l'on savait que les magmas et les laves des événements volcaniques brûlaient une combinaison de végétation et de charbon.

Alors que les échantillons de volcanoclastites de la région étaient initialement difficiles à trouver, l'équipe a finalement découvert un article scientifique décrivant des affleurements près de la rivière Angara. "Nous avons trouvé d'imposantes falaises fluviales composées uniquement de volcanoclastites, bordant la rivière sur des centaines de kilomètres. C'était géologiquement étonnant, " dit Elkins-Tanton.

Sur six ans, l'équipe est retournée à plusieurs reprises en Sibérie pour des travaux sur le terrain. Ils se sont envolés vers des villes reculées et ont été largués par hélicoptère soit pour descendre des rivières en collectant des pierres, ou faire une randonnée à travers les forêts. Ils ont finalement collecté plus de 1, 000 livres d'échantillons, qui ont été partagés avec une équipe de 30 scientifiques de huit pays différents.

Au fur et à mesure de l'analyse des échantillons, l'équipe a commencé à voir d'étranges fragments dans les volcanoclastites qui semblaient être du bois brûlé, et dans certains cas, charbon brûlé. D'autres travaux sur le terrain ont permis de découvrir encore plus de sites avec du charbon de bois, charbon, et même quelques gouttes collantes riches en matières organiques dans les rochers.

Elkins-Tanton a ensuite collaboré avec un collègue chercheur et co-auteur Steve Grasby de la Commission géologique du Canada, qui avait déjà trouvé des restes microscopiques de charbon brûlé sur une île arctique canadienne. Ces restes dataient de la fin du Permien et auraient été transportés au Canada depuis la Sibérie alors que le charbon brûlait en Sibérie. Grasby a découvert que les échantillons de pièges sibériens collectés par Elkins-Tanton présentaient les mêmes preuves de charbon brûlé.

"Notre étude montre que les magmas des pièges sibériens ont pénétré et incorporé du charbon et des matières organiques, " dit Elkins-Tanton. "Cela nous donne une preuve directe que les magmas ont également brûlé de grandes quantités de charbon et de matière organique lors de l'éruption."

Et les changements à la fin de l'extinction du Permien présentent des parallèles remarquables avec ce qui se passe sur Terre aujourd'hui, y compris la combustion d'hydrocarbures et de charbon, les pluies acides du soufre, et même des halocarbures destructeurs d'ozone.

"Voir ces similitudes nous donne une impulsion supplémentaire pour agir maintenant, et aussi pour mieux comprendre comment la Terre réagit à de tels changements à plus long terme, " dit Elkins-Tanton.