Des roches anciennes du Tennessee ont révélé que la rotation et l'orbite de la Terre autour du soleil contrôlaient le calendrier des zones mortes océaniques lors d'une extinction massive de la vie marine il y a environ 370 millions d'années.

Dirigé par des chercheurs de l'Université de l'Alabama, les résultats ont des implications importantes pour les océans modernes. Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne cette semaine dans Lettres des sciences de la Terre et des planètes . L'étude montre que l'épuisement de l'oxygène dans l'océan n'était pas permanent pendant l'extinction de masse, des zones plutôt mortes se sont produites dans des épisodes périodiques régulés par le forçage astronomique.

"L'étude des anciennes zones mortes nous aide à comprendre comment les zones mortes modernes causées par les activités humaines façonnent l'évolution des écosystèmes marins sur une longue période de temps, " a déclaré le Dr Yuehan Lu, UA professeur agrégé de sciences géologiques et auteur correspondant de l'article.

Les zones mortes sont des eaux pauvres en oxygène où la plupart des espèces marines meurent. Aujourd'hui, les zones mortes sont connues pour menacer l'écosystème côtier, mais on pense également qu'ils sont la cause directe de l'extinction massive du Dévonien supérieur qui s'est produite il y a 370 à 360 millions d'années, l'une des cinq extinctions de masse enregistrées sur Terre.

La recherche a identifié un lien entre ce que l'on appelle le forçage astronomique et l'extinction massive de la vie marine peu profonde au cours de la période. Il s'agit de la première étude du genre à identifier les cycles d'interactions terre-mer pendant l'événement.

"Nous avons collecté des échantillons à la résolution la plus élevée possible, et la stratégie d'échantillonnage nous a permis d'identifier la périodicité liée au forçage astronomique, " a déclaré le Dr Man Lu, chercheur postdoctoral à l'UA et auteur principal de l'article.

Au cours de la période de l'histoire de la Terre connue sous le nom de Dévonien supérieur, il y avait trois grandes masses continentales, avec l'Amérique du Nord actuelle enchevêtrée avec le Groenland et une grande partie de l'Europe. C'est au cours de cette période que l'un des événements d'extinction des "cinq grands" s'est produit alors qu'un nombre massif d'animaux marins vivant plus près de la terre, comme les trilobites et les coraux, est mort en deux vagues. La raison de ces extinctions est encore intensément débattue.

Le forçage astronomique est l'impact lent des changements de rotation de la Terre, mouvement, s'incliner et orbiter autour du soleil au fil du temps, provoquant une variation cyclique de la distribution de l'énergie solaire atteignant la Terre. Par conséquent, des changements cycliques des régimes climatiques se produisent sur la Terre. Le phénomène se produit périodiquement dans ce que l'on appelle les cycles de Milankovitch.

Le travail de détective des chercheurs consistait à collecter des échantillons chaque centimètre et à analyser les traces de biomarqueurs laissés sur la roche. Ces biomarqueurs, également connu sous le nom de « fossiles moléculaires », " sont issus de plantes terrestres, les algues et les bactéries marines se développent dans des environnements pauvres en oxygène. Ils contiennent des structures centrales suffisamment résistantes pour être conservées pendant des centaines de millions d'années, permettant la reconstruction des environnements terrestres et maritimes il y a environ 370 millions d'années.

L'équipe de recherche a calculé les cycles de biomarqueurs dans le temps. Ils ont trouvé des cycles de forçage astronomiques de 17, 000 et 21, 000 ans pour les zones mortes marines en chronométrant les flux de matériaux de la terre atteignant l'océan. Ces flux terrestres fournissent des nutriments supplémentaires et provoquent une croissance excessive d'algues et de bactéries marines, entraînant un appauvrissement en oxygène dans les océans côtiers du Dévonien.

"Nous avons découvert que le plus grand intervalle d'extinction au cours de l'extinction de masse du Dévonien supérieur pourrait progresser avec une série d'événements anoxiques marins dont la synchronisation est contrôlée par le forçage orbital de la Terre, " a déclaré le Dr Takehito Ikejiri, un paléontologue des sciences géologiques de l'UA et du Musée d'histoire naturelle de l'Alabama qui a travaillé sur ce projet.