Extinction de l'Ordovicien-Silurien

 

La première extinction de masse s'est produite à la fin de l'Ordovicien, il y a environ 440 millions d'années. C'est la seconde plus importante extinction massive d'espèces après celle du Permien. Quand le Silurien a débuté, on estime qu'entre 70 % et 85 % des espèces avaient disparu.

À quoi ressemblait la Terre à l'Ordovicien ?

Nous ne reconnaîtrions pas notre planète si nous devions retourner à cette époque. Au début de l'Ordovicien, la dérive des continents n'a pas encore commencé.

 

Le niveau des mers est d'environ 180 m plus élevé qu'aujourd'hui pour s'élever à 220 m et chuter à 140 m à la fin de cette période qui correspond à l'âge glaciaire.

Paraceraurus exsul. un trilobite de l'Ordovicien. By James St. John. Les Trilobites étaient des Arthropodes marins, très primitifs, qui ont vécu exclusivement au Paléozoïque. Ils ont disparu à la fin du Permien.

Un immense continent, le Gondwana, englobe l'Afrique, l'Arabie, l'Inde, l'Australie, l'Antarctique et l'Amérique du Sud.

Des parties de l'Amérique du Nord et de l'Europe sont concentrées près de l'Équateur.

Le reste de la planète est recouverte d'eau.

Un immense océan, baptisé Panthalassa, beigne la majeure partie de l'hémisphère Nord. Il recouvre partiellement les continents formant de vastes étendues d'eau appelées mers épicontinentales.

Xenocrinus baeri . Un crinoide. By James St. John . Les crinoïdes ressemblent à des plantes, mais sont pourvus d'un squelette calcaire articulé. Ils se nourrissent de plancton. Ces échinodermes ont beaucoup souffert des changements climatiques de l'Ordovicien. Néanmoins, ils ont traversé tous les âges et sont actuellement abondants dans les mers tropicales.

Le climat est chaud et humide. La température moyenne de surface est d'environ 16°.

Un crinoïde actuel. Si ces animaux apprécient particulièrement les récifs de corail, certaines espèces se sont adaptées à des eaux plus froides. Crédit NOAA

Par rapport à notre époque actuelle, le niveau d'oxygène est très bas.
L'oxygène représente en volume 21 % de l'air que nous respirons. Pendant l'Ordovicien, ce pourcentage n'est que d'environ 13,5 %.

Imaginez maintenant un immense continent vide de toute vie animale et végétale.
À perte de vue, vous n'auriez comme tout paysage qu'une terre aride sur laquelle règnerait un silence absolu.

Toute la vie était alors concentrée sous l'eau et particulièrement dans les mers épicontinentales aux eaux chaudes et peu profondes.

Théorie sur l'extinction

Les preuves fossiles convergent vers une théorie : l'extinction massive qui a été progressive serait due aux changements climatiques.

Le Paléozoïque (541-250 Ma) est globalement chaud, mais il comporte des phases froides, particulièrement à la fin de l'Ordovicien.

Illustration d'un Astraspis. C'était un poisson sans mâchoires qui se nourrissait d'organismes microscopiques et d'algues. L'Astraspis a survécu à l'extinction de l'Ordovicien.

Au cours de l'Ordovicien, la dérive des continents a commencé.
Le Gondwana a lentement dérivé vers le Pôle Sud. Des calottes glaciaires se sont alors formées.

Dès le milieu de l'Ordovicien et jusqu'au début du Silurien, des températures froides se sont installées aboutissant à une ère glaciaire, la plus importante que la Terre a connue.
Cette glaciation intense se situe à l'Hirmantien (445 Ma). Cependant, cette période glaciaire a été de courte durée, environ 1 million d'années.

En haut, moule interne partiel de Cameroceras inaequabile. By James St. John. Ce nautiloïde pouvait mesurer jusqu'à 8 m de long. Carnivore, ce prédateur était au sommet de la chaîne alimentaire. Il n'a pas survécu à l'extinction de l'Ordovicien.

Des températures plus chaudes se sont rétablies sur une grande partie du Silurien et du Dévonien.
Le niveau des mers varie selon que nous nous situons dans une période inter-glaciaire ou glaciaire.

Quand les calottes polaires se forment, le niveau des mers diminue.
À l'inverse, et c'est ce qui se passe à notre époque, quand les calottes fondent, le niveau des mers augmente.

Illustration d'un Orthoceras. Ce céphalopode était l'un des grands prédateurs des mers ordoviciennes.

La faune, exclusivement marine, a donc été confrontée à deux problèmes majeurs :

• Diminution et assèchement des mers épicontinentales
• Diminution drastique de la température de l'eau

Orthocéras possédait une coquille conique avec une chambre remplie d'air qui permettait à cet animal de plus d'une tonne de flotter.

Au début de l'Ordovicien, la température globale de la Terre était supérieure d'environ 6 % par rapport à celle d'aujourd'hui.
À la fin de cette même période, une glaciation intense régnait sur la planète.

Euryptéride. By Linden Tea. Appelés communément scorpions de mer, les euryptérides ont prospéré à partir du milieu de l'Ordovicien. Le plus grand euryptéride connu est Jaekelopterus rhenaniae qui mesurait 2,5 m de long. Il vivait en eau douce.

La faune marine s'était adaptée à des eaux dont la température atteignait 45 °C.

Conséquences sur la faune marine

Les invertébrés marins ont été durement touchés : brachiopodes, bivalves, échinodermes, graptolites, trilobites…

Les coraux ont été particulièrement affectés par ce refroidissement, entraînant avec eux l'extinction des espèces habitant dans les récifs.

Les euryptérides se sont éteints à la fin du Permien. Certaines espèces possédaient des poches d'air dans l'abdomen. Le sang circulait par les tissus et récupérait l'oxygène. Cette adaptation a permis aux scorpions de mer de s'aventurer hors de l'eau.

L'ensemble de la chaîne alimentaire a été détruit, à commencer par le plancton, dont dépendent de nombreuses espèces.

Illustration d'un combat entre un scorpion de mer et un Orthoceras

Les espèces qui ont survécu à l'âge glaciaire ont dû ensuite s'adapter à nouveau au réchauffement qui, lui-même, a entraîné une nouvelle diminution du niveau des mers.
Ce nouveau changement climatique a entraîné de nouvelles extinctions.

Illustration de nautiloïdes de l'Ordovicien

Cependant, comme pour chaque extinction de masse, des espèces ont su coloniser les niches écologiques laissées vacantes.

V. Battaglia (27.06.2015)

 

Bibliographie principale

Gilles Ramstein. Voyage à travers les climats de la Terre. Odile Jacob 2015
Frederic P. Miller. Paléozoïque. Alphascript Publishing 2010

 

 

Pourquoi les dinosaures ont-ils disparu ?

 

L’histoire de la Terre est ponctuée d’extinctions de masse qui, par cinq fois, ont détruit jusqu’à 95% des espèces.
Pourtant, seule la disparition des dinosaures a retenu l’attention du public.
Les chercheurs s’accordent sur un point : sur les dizaines de milliards d’espèces qui ont vécu sur Terre, à peine une sur mille serait encore en vie.
On peut donc en déduire que l’extinction des espèces fait partie intégrante de l’évolution et n’est absolument pas un accident de parcours.
La dernière datation effectuée sur le cratère du Yucatan remet totalement en cause les motifs de l’extinction des dinosaures.

Je tiens à préciser que ce dossier n'engage que moi.

Les principales extinctions

On ne peut pas isoler la disparition des dinosaures des autres disparitions d’espèces. Pour comprendre et peut-être un jour trouver les preuves irréfutables des causes de l’extinction des dinosaures, il est indispensable d'analyser cette extinction dans un contexte plus général.

On sait qu’au moins à cinq reprises, la majorité des espèces a été balayée de la surface terrestre (les cinq grandes extinctions).
Ces cinq extinctions de masse ont été séparées par de petites vagues d’extinctions.
Chacune d’entre elles a modifié considérablement le cours de l’évolution. Des espèces secondaires sont devenues dominantes par exemple.
On pourrait presque penser que l’évolution a besoin de ces « désastres » pour pouvoir repartir et engendrer une plus grande diversité.

Extinction de masse de l’Ordovicien (438 Ma)

Cause invoquée : refroidissement du climat

Contexte : La vie animale n’existait pratiquement que dans la mer. Toutes les terres immergées se trouvaient au sud de l’équateur. Un continent géant « Gondwana » était recouvert d’une vaste calotte glaciaire

Pourcentage de disparitions : 50%

Disparitions principales : Brachiopodes, Trilobites

Homotelus bromidensis, un Trilobite de l'Ordovicien. © dinosoria.com

Extinction de masse du Dévonien (367 Ma)

Cause invoquée : Changement climatique

Contexte : Climat chaud et clément. Niveau des mers élevé dû à la fonte de la calotte glaciaire

Pourcentage de disparitions : 40%

Disparitions principales : Ammonoïdes, gastéropodes, nombreux groupes de poissons

Dunkleosteus, un poisson du Dévonien

Extinction de masse du Permien (245 Ma)

Cause invoquée : Activité volcanique; changement climatique; formation de la Pangée

Contexte : la Laurasie et le Gondwana entrent en collision à la fin du Permien ce qui forme la Pangée. Le climat devient chaud et aride puis redevient froid

Pourcentage de disparitions : 75% sur terre. 95 % dans les océans

Disparitions principales : 81% des familles d’amphibiens. 75 % des familles de reptiles dont les Pelycosaures. 50% des animaux marins

L’extinction de la fin du Permien est considérée comme la plus importante qui ait jamais existé. On estime que seulement 4% des espèces ont survécu.

Dimetrodon. Un Pelycosaure du Permien. By Jeff Kubina

Extinction de masse du Trias (208 Ma)

Cause invoquée : Changement climatique

Contexte : Morcellement de la Pangée; Climat qui se refroidit au fur et à mesure que les deux continents nord et sud s’éloignent l’un de l’autre

Pourcentage de disparitions : 45%

Disparitions principales : Rhynchocéphales, Dicynodontes; une grande partie des cynodontes. Pertes massives marines : poissons, oursins …

Placerias, l'un des derniers dicynodontes

Extinction de masse du Crétacé (65 Ma)

Cause invoquée : Impact d’une météorite. Eruptions volcaniques

Contexte : La Pangée se divise en deux continents : la Laurasie et le Gondwana. Ces deux continents se disloquent pour former les continents actuels

Changement climatique important qui entraîne la montée des océans (200 m de plus par rapport à aujourd’hui)

Pourcentage de disparitions : 45%

Disparitions principales : Dinosaures. Reptiles marins et volants

Outre les dinosaures. de nombreuses autres espèces se sont éteintes. On peut citer par exemple certains mammifères marsupiaux.
Dans les mers, ont disparu, outre les reptiles marins, des poissons téléostéens, les ammonites et plus de la moitié des différentes familles planctoniques.

Tyrannosaurus Rex. © dinosoria.com

Une datation qui remet tout en question

Jusqu’à présent, la théorie de la chute d'un astéroïde faisait quasiment l’unanimité, malgré quelques objections périodiques. Des chercheurs américains remettent à nouveau cette hypothèse en cause. En effet, ils viennent de montrer que le cratère, situé au Mexique, serait antérieur de 300 000 ans à la fin de la domination sur Terre des dinosaures, il y a 65 millions d'années.

C’est au fin fond du Yucatan (nord-est du Mexique), que se situe le cratère, baptisé Chicxulub, considéré comme étant le lieu d’impact entre notre planète et un astéroïde géant qui aurait provoqué la grande extinction de la fin du Crétacé et entraîné la disparition des dinosaures.

Extinction des dinosaures. By Boogeyman13

Gerta Keller et des collègues de l’université de Princeton dans le New Jersey (Etats-Unis) ont fait des mesures géologiques sur le cratère. Selon leurs estimations, ce dernier se serait formé, il y a environ 300 000 ans avant l'extinction des dinosaures.

Les travaux de Gerta Keller, publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences du 2 mars, relancent donc le débat sur la, ou les causes, à l’origine du désastre.

Points communs entre les extinctions de masse et celle du Crétacé

On constate qu’à chaque extinction de masse, les fossiles révèlent un changement climatique important et/ou une dérive des continents très marquée.

A la fin du Crétacé, une dérive spectaculaire des continents s’est effectuée. On sait que ces dérives provoquent des tremblements de terre, des éruptions volcaniques, un changement du climat et un changement du niveau des océans.

On assiste, dans ce cas précis, à une montée particulièrement importante du niveau des mers.
Imaginez la Terre aujourd’hui avec un niveau des mers de plus de 200 m par rapport au niveau actuel.
Tout réchauffement du climat entraîne une fonte des calottes glaciaires. C’est ce qui se passe d’ailleurs actuellement.

Quand le niveau des mers monte, des terres entières se retrouvent submergées.
Tous les tremblements de terre et les éruptions volcaniques sont dus à la dérive des continents.
Cette dérive est lente mais continuelle. Elle provoque également un changement mondial du climat.
C’est pourquoi on parle d’âges glaciaires et de périodes interglaciaires. Nous sommes actuellement dans une période interglaciaire.

Des désastres à intervalles réguliers ?

Personnellement, je penche pour un cycle régulier entraînant ce qu’on appelle des extinctions de masse ou non.
Cette théorie a été avancée par D.Raup et J.John Sepkoski en 1983. D’après ces deux chercheurs, une extinction se serait produite à un intervalle d’environ 26 millions d’années sur les 250 derniers millions d’années.
Il est exact que cette périodicité coïncide avec certaines extinctions mais pas toutes et la précision de la datation est insuffisante sur des couches dont l’ancienneté dépasse 100 millions d’années.
De ce fait, leur théorie a été rejetée par une majorité de scientifiques.

Cependant, des cycles immuables existent bien : périodes glaciaires et interglaciaires, formation du super continent puis dislocation de la Pangée, montée et descente du niveau des mers …
Que ces cycles ne soient pas aussi précis que les horloges suisses ne changent rien à l’affaire : ils existent.
Non seulement, ils existent mais il est évident qu’ils entraînent des bouleversements importants dans la faune et la flore.
Il est grand temps que l’image de la météorite percutant la Terre dans une gerbe de feu et entraînant dans son sillage la mort des dinosaures soit reléguée dans la rubrique science-fiction.

Les dinosaures victimes de la malchance ?

Il y a un point important mais que l’on oublie trop souvent : les dinosaures étaient déjà largement sur le déclin à la fin du Crétacé. Le nombre de fossiles retrouvés au Jurassique et au Crétacé est là pour le prouver.
On ne peut donc pas parler de catastrophe subite. Leur disparition était prévisible pour ne pas dire programmée.

Une espèce est d’autant plus fragilisée par les agressions imprévues (changement climatique, éruptions …) qu’elle est déjà sur le déclin.

Pourquoi ce déclin ?
Je pense que le morcellement de la Pangée amorcée au Jurassique en est la principale cause. Tout changement climatique à l’échelon mondial entraîne une modification de la faune et de la flore.
Il ne faut pas oublier que l’on doit réfléchir en millions d’années.

Pourquoi certaines espèces et pas d'autres ? Les besoins alimentaires d’un diplodocus ne sont évidemment pas les mêmes que ceux d’un rongeur. Qui dit changement de la flore, dit problème pour les animaux qui s’en nourrissent. Les carnivores, eux, sont tributaires des herbivores.
Imaginons que l’Afrique connaisse un climat tropical et que la savane soit remplacée par une forêt dense comme en Amazonie.

Des troupeaux de gnous, de zèbres ou de gazelles pourraient-ils y survivre ? Certainement pas. C’est toute la chaîne alimentaire qui s’en trouverait perturbée.

Effectivement, d’une certaine manière, on peut dire qu’à chaque extinction certaines espèces ont de la malchance mais en aucune façon l’évolution ne choisit volontairement telle ou telle espèce.

Toujours est-il que l'on ne peut toujours pas expliquer l'aspect très sélectif de l'extinction de la fin du Crétacé. La taille des espèces est un élément à prendre en compte mais certainement pas l'élément déterminant.

V.Battaglia (05.2003) M.à.J 03.02.2006