Les trilobites sont nés au Cambrien. Cette classe d'arthropodes marins très répandus pendant l'ère primaire a persisté jusqu'à la grande extinction du Permien. Plusieurs espèces avaient déjà été victimes de la crise biologique du Cambrien moyen, que l'on pense maintenant être liée aux gigantesques épanchements basaltiques de la province volcanique de Kalkarindji, en Australie. © St. Petersburg Paleontological Laboratory

Tout le monde a entendu au moins une fois parler de la période géologique du Cambrien, l’une des six divisions de l’ère paléozoïque. Le nom de cette période a été donné au début du XIX^e siècle alors que la géologie moderne prenait son essor sous l’influence des géologues britanniques tels Adam Sedgwick, James Hutton et Charles Lyell. Il est issu du terme latin Cambria, qui désigne une tribu préromaine du pays de Galles. Ce sont donc certaines couches géologiques de cette région, avec leurs fossiles, qui vont servir de repères pour définir partout ailleurs dans le monde cette période qui s’étendait entre 540 et 485 millions d’années avant notre ère.

On la connaît surtout parce qu’elle semble accompagnée d’une brusque diversification et d’une augmentation marquée de la complexité des formes vivantes, l’explosion cambrienne. Les paléontologues discutent encore de la réalité et de la signification de cette explosion. Le Cambrien, c’est aussi le moment où apparaissent de fascinants arthropodes marins : les trilobites. Tous les collectionneurs de fossiles qui se respectent en possèdent au moins quelques exemplaires fossiles de cet animal, dont on connaît pas moins de 18.750 espèces.

Extinction massive au début du Cambrien moyen

Le Cambrien est aussi marqué par les premières crises biologiques attestées touchant les multicellulaires. Celle qui s’est produite il y a environ 510 millions d’années a eu comme conséquence la disparition de 50 % des espèces de la biosphère. On sait qu’elle a été accompagnée par des changements climatiques et des océans avec des eaux anoxiques.

Carte montrant la localisation de basaltes associés à la grande province ignée du Kalkarindji (en violet). En orange, on distingue les orogènes de King Leopold et Halls Creek (orogenes). Pendant le Cambrien, l'Australie faisait partie du Gondwana, un supercontinent. © Commonwealth of Australia(Geoscience Australia), 2010

Le géophysicien français Vincent Courtillot a constaté voilà quelques décennies une étrange corrélation entre les éruptions basaltiques massives conduisant à la formation des grandes provinces ignées ou LIP (large igneous provinces en anglais) et beaucoup d’extinctions massives. Pour lui comme pour d’autres, ces événements sont liés et les changements climatiques provoqués par la formation des LIP auraient causé ces crises biologiques. Bien qu’il semble désormais bien établi que la célèbre crise K-T a surtout été causée par l’impact d’un petit corps céleste au Yucatán il y a environ 65 millions d’années, il est difficile de nier la pertinence de l’hypothèse de Courtillot dans le cas d’autres extinctions massives comme celle du Permien-Trias.

Climat qui oscille rapidement entre chaud et froid

Un groupe de spécialistes en géosciences vient d’apporter de l’eau au moulin de la théorie de Courtillot en datant plus précisément les laves associées à des LIP australiennes, celles de la province volcanique de Kalkarindji. Comme l’expliquent les chercheurs dans un article publié dans Geology, les méthodes de datation radioactive par l’uranium-plomb et argon-argon ont permis d’établir que plus de deux millions de kilomètres carrés de basaltesque l’on trouve dans le Territoire du Nord et l’Australie-Occidentale provenaient de laves émises très rapidement et conjointement avec celles retrouvées dans la LIP de Kalkarindji il y a environ 510 millions d’années. Ces événements coïncident bien avec l’extinction massive du début du Cambrien moyen, mais l’analyse de la chimie des laves montre aussi qu’elles sont appauvries en dioxyde de soufre. Or, il est établi qu’une augmentation du dioxyde de soufre dans l’atmosphère à la suite d’une importante éruption volcanique conduit à un refroidissement global temporaire du climat. C’est ce que l’on a constaté avec l’éruption du Pinatubo par exemple.

En se basant sur le fait que des gaz à effet de serre comme le CO₂ ont aussi été relâchés en grandes quantités dans l’atmosphère de la Terre par les LIP du début du Cambrien moyen, les chercheurs ont déduit que le climat a dû subir des oscillations rapides, trop rapides pour que bien des espèces aient le temps de s’y adapter. S’ils ont raison, on connaîtrait donc désormais la cause de la première extinction biologique massive du Paléozoïque.