Le bassin du Paraná au Brésil fournit la preuve que l'une des plus grandes super-éruptions du monde n'a pas provoqué d'extinction massive. Crédit :Shutterstock
Les extinctions massives sont des moments dans le passé de la Terre où de grandes proportions de la vie sont mortes soudainement et de manière catastrophique. Celles-ci se sont produites périodiquement au cours des 550 derniers millions d'années. Les causes exactes de ces extinctions ne sont pas entièrement comprises, mais il semble y avoir une coïncidence remarquable entre les extinctions massives et les énormes éruptions volcaniques qui forment de grandes provinces ignées (LIP).
Les LIP sont des volcans massifs qui produisent des millions de kilomètres cubes de magma basaltique en très peu de temps. Elles sont beaucoup plus grandes que les fameuses super éruptions, comme le supervolcan de la caldeira de Yellowstone, qui en libèrent généralement moins de 5, 000 kilomètres cubes de magma.
Le magma des LIP peut libérer suffisamment de gaz pendant l'éruption, comme le dioxyde de carbone (un gaz à effet de serre) ou des composés à base de soufre, pour changer le climat. Ce changement climatique affecte à son tour la composition des océans et entraîne rapidement la mort de la vie sur Terre.
Alors que d'énormes éruptions volcaniques ont été liées à des extinctions massives sur Terre, nos recherches montrent que l'un des plus grands PLI connus au monde peut n'avoir eu aucun effet sur le climat ou causé des extinctions. Avant notre étude, l'âge précis du PLI n'était pas vraiment connu; avec notre ensemble de données amélioré et une analyse plus précise, nous avons pu montrer que ces choses ne se sont pas produites en même temps.
Pas que des éruptions
La recherche a également suggéré que le basalte des LIP, qui pénètrent dans la croûte, peuvent s'échauffer et changer — se métamorphoser — des roches sédimentaires riches en volatiles, composés qui se vaporisent facilement. Ce métamorphisme peut libérer d'énormes quantités de gaz tels que le méthane et le dioxyde de soufre des sédiments, qui modifient également le climat, entraînant des extinctions massives.
Ces deux mécanismes ont été blâmés pour avoir causé le changement climatique qui a entraîné des extinctions massives. Cependant, il y a aussi des cas de PLI qui ne semblent pas provoquer d'extinctions massives et aussi des extinctions qui n'ont pas de PLI apparent. La relation entre ces énormes éruptions volcaniques du LIP et les extinctions massives n'est peut-être pas aussi claire qu'on le pensait auparavant. Démêler les mécanismes exacts impliqués a fait l'objet de nombreuses études scientifiques.
Un facteur extrêmement important à considérer est l'âge exact du PLI par rapport à l'extinction de masse. Si les âges du changement climatique, l'extinction de masse associée et le PLI ne se chevauchent pas, alors le volcanisme n'en est pas la cause.
Une interprétation d'un artiste d'un paysage post-volcanique. Crédit :Shutterstock
éruption brésilienne
Pour déterminer si l'un des plus grands PLI au monde a causé un changement climatique massif et une extinction de masse, notre équipe de recherche a généré des âges très précis pour le LIP de Paraná-Etendeka au Brésil. Nous avons daté le zircon minéral qui s'est cristallisé au sein des coulées de lave en éruption à l'aide du système U-Pb nous permettant de déterminer avec précision l'âge d'éruption des laves. Cette technique produit des âges précis et exacts pour les LIP.
De nombreuses études avaient lié ce PLI à un événement d'extinction de masse trouvé dans les océans. La première chose que nous voulions savoir, c'est quand ce LIP a-t-il éclaté, et pour combien de temps. Une fois que nous avons eu cette information, nous pourrions déterminer s'il s'est produit exactement au même moment que l'événement d'extinction de masse.
Notre étude s'est concentrée sur la province magmatique du Paraná - la partie sud-américaine du PLI au Brésil - qui est de loin la plus grande, et a produit environ un million de kilomètres cubes de magma.
Lorsque ce LIP a éclaté, il y a 140 millions d'années, L'Amérique du Sud et l'Afrique étaient connectées et faisaient partie du supercontinent Gondwana. Ce LIP a éclaté au Brésil et en Namibie, lorsque ces deux zones étaient voisines avant l'ouverture de l'océan Atlantique Sud.
De nombreuses études ont suggéré que ce PLI a provoqué un changement climatique mondial qui a conduit à une petite extinction de masse et également à une réduction de la concentration d'oxygène dans les océans. Cette période est appelée l'événement valanginien.
Les roches volcaniques (dacites recouvrant les basaltes) du LIP du Paraná liées à l'ouverture de l'océan Atlantique Sud au parc d'État de Caracol, à Rio Grande do Sul, Brésil. Crédit :Ana Carolina Lucchetti, Auteur fourni
Aucun effet environnemental
Nos recherches montrent que le LIP du Paraná est entré en éruption extrêmement rapidement, environ un million d'années après l'extinction de masse et il est donc peu probable qu'il en soit la cause. Il y a une partie plus ancienne du LIP du Paraná sur laquelle nous n'avons pas travaillé et qui aurait pu causer l'événement valanginien. Mais la plupart des LIP éclatent sur une très courte période de temps, il est donc peu probable que la partie la plus ancienne ait plus d'un million d'années de plus que le reste de la province.
Nous n'avons pas non plus travaillé sur la partie Etendeka de la province en Namibie. Cependant cette partie de la province est extrêmement petite par rapport à la partie sud-américaine, et nous nous attendons à ce qu'il ait éclaté en même temps que le Paraná, bien qu'il puisse avoir continué à éclater plus longtemps (et peut donc être plus jeune).
Notre étude du LIP du Paraná prouve que l'éruption d'énormes volumes de magma du LIP peut ne pas suffire à elle seule à provoquer des extinctions massives. La question qui demeure est de savoir pourquoi cette énorme éruption de magma n'a pratiquement eu aucun effet sur le climat; notre théorie est que le manque de sédiments riches en volatiles autour du LIP de Paraná signifiait qu'aucun volatile supplémentaire n'a été libéré en raison du métamorphisme pendant le positionnement, ou emplacement, de la LIP. Peut-être le métamorphisme des sédiments par les magmas du LIP, et le gaz libéré associé à cela, est le principal moteur du changement climatique conduisant à des extinctions massives ?
Le plus grand événement d'extinction de masse de la Terre s'est produit à la fin de la période permienne, coïncidant avec l'éruption du LIP des pièges sibériens. Ce PLI a pénétré dans de grands bassins sédimentaires riches en matières volatiles, ce qui a probablement causé la libération de quantités massives de composés volatils.
Nos conclusions pour le PLI du Paraná dépendent également de l'âge de l'événement valanginien. Actuellement, l'estimation de l'âge de cet événement est basée sur l'analyse cyclique des sédiments océaniques, mais il est possible qu'avec plus de précision, nous pouvons trouver qu'il chevauche le LIP du Paraná. Alors que d'énormes éruptions volcaniques ont été liées à des extinctions massives sur Terre, nos recherches montrent que l'un des plus grands PLI connus au monde peut n'avoir eu aucun effet sur le climat ou causé des extinctions. Mais pour l'instant, il semble que le LIP du Paraná n'ait eu presque aucun effet environnemental sur notre planète.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original. 
