Pendant des décennies, les scientifiques ont mené des recherches centrées sur les cinq principales extinctions de masse qui ont façonné le monde dans lequel nous vivons. Les extinctions remontent à plus de 450 millions d'années, de l'extinction massive de l'Ordovicien supérieur à l'extinction la plus meurtrière, l'extinction du Permien supérieur à 250 millions d'années. il y a qui a anéanti plus de 90 pour cent des espèces.
Au fil des ans, les scientifiques ont découvert les principales causes des extinctions massives, parmi lesquelles les éruptions volcaniques massives, le réchauffement climatique, les collisions d'astéroïdes et les océans acides comme coupables probables. Parmi les autres facteurs qui joueront certainement un rôle, citons les éruptions de méthane et les événements anoxiques marins – lorsque les océans perdent de l'oxygène vital.
Les événements qui ont déclenché l'extinction massive de l'Ordovicien supérieur ou LOME d'animaux et de plantes marins sont restés en grande partie un mystère jusqu'à présent. L'Ordovicien était un intervalle de temps dynamique dans l'histoire de la Terre qui a enregistré une augmentation majeure de la diversité biologique marine et une transition climatique de la serre à la glacière. Les chercheurs pensent que cette période de refroidissement, qui a culminé avec la première glaciation du Phanérozoïque, a conduit à l'extinction massive de l'Ordovicien supérieur.
Aujourd'hui, une équipe de chercheurs, dont Maya Elrick de l'Université du Nouveau-Mexique, Rick Bartlett, ancien étudiant à la maîtrise d'Elrick, qui obtient maintenant son doctorat à la Louisiana State University, James Wheeley de l'Université de Birmingham (Angleterre) et Andre Desrochers de l'Université d'Ottawa, ont déchiffré les preuves géochimiques laissées dans les sédiments calcaires marins qui suggèrent que cette extinction a été causée par une période de refroidissement global qui a créé un événement anoxique marin mondial.
La recherche, « Anoxie brutale de l'océan mondial au cours de l'Ordovicien supérieur au Silurien précoce détectée à l'aide d'isotopes d'uranium de carbonates marins », a été publiée aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS). Il a été soutenu, en partie, par une subvention de 680 000 $ de la National Science Foundation sur trois ans.
‘Cette extinction est la première des ‘cinq grandes’ extinctions qui ont frappé la Terre et nos recherches indiquent qu'elle a coïncidé avec le développement brutal d'une anoxie océanique généralisée qui a duré au moins 1 million d'années’, a déclaré Elrick.
Travaillant avec un équipage international, Elrick et son équipe se sont rendus sur l'île d'Anticosti dans la voie maritime du Saint-Laurent au Québec, au Canada, où ils ont recueilli des échantillons de roche calcaire. Les échantillons renvoyés ont été analysés pour les isotopes de l'uranium à l'aide d'un spectromètre de masse hébergé au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'UNM. Les résultats de l'étude indiquent qu'une anoxie marine brutale et généralisée s'est produite en même temps que 85% de la vie marine s'est éteinte.
‘Ces résultats ont fourni la première preuve d'une anoxie océanique mondiale brutale qui s'amorce et se poursuit à travers des conditions glaciaires maximales et décroissantes’, a déclaré Elrick. ‘Nous suggérons que l'anoxie a été provoquée par un refroidissement global qui a réorganisé la circulation océanique à grande échelle et conduit à une diminution de l'oxygénation des profondeurs océaniques et à une augmentation des flux de nutriments, ce qui a provoqué des proliférations de phytoplancton et élargi les zones de faibles concentrations d'oxygène. Ces résultats fournissent également la première preuve d'une anoxie océanique généralisée commençant et se poursuivant dans des conditions glaciaires.
La recherche d'Elrick et Bartlett est la première étude de ce type qui utilise un proxy géochimique (isotopes de l'uranium) qui intègre la concentration totale d'oxygène dans l'océan. Les résultats concordent avec ce que d'autres scientifiques avaient dit auparavant, bien que les études antérieures évaluaient uniquement les concentrations locales d'oxygène plutôt que les concentrations intégrées à l'échelle mondiale. De plus, Elrick et son équipe modélisent les concentrations mondiales d'oxygène dans les océans pour évaluer la quantité de fond marin devenue anoxique lors de l'extinction de l'Ordovicien supérieur.
L'équipe a comparé les conditions d'il y a 450 millions d'années à celles d'aujourd'hui et a déterminé qu'il y avait environ 15% d'augmentation du fond marin anoxique lors de l'extinction massive de l'Ordovicien supérieur. L'océan moderne a moins d'un demi pour cent du fond marin qui est anoxique (principalement la mer Noire), donc une augmentation de 15% de l'anoxie du fond marin est assez significative.
« L'île d'Anticosti est le meilleur laboratoire naturel au monde pour l'étude des fossiles et des strates sédimentaires datant de la première extinction massive il y a près de 445 millions d'années », a déclaré Desrochers. ‘L'île attend maintenant d'être reconnue au programme du patrimoine mondial de l'UNESCO en raison de sa géologie et de sa paléontologie exceptionnelles.’
Elrick étudie également trois des autres extinctions de masse des «cinq grands» en utilisant des isotopes de l'uranium comme proxy d'oxygénation.
‘Jusqu'à présent, chacun d'eux est associé à une anoxie généralisée, nous constatons donc que les faibles concentrations d'oxygène dans l'eau de mer sont un tueur majeur’, a déclaré Elrick.
Ces résultats pour les extinctions de masse des «cinq grands» passés ont des implications pour l'extinction moderne que notre planète connaît actuellement.
‘Nous réchauffons et acidifions les océans aujourd'hui et les océans plus chauds contiennent de moins en moins d'oxygène. Certains organismes marins peuvent supporter la chaleur et l'acidité, mais pas le manque d'oxygène », a déclaré Elrick. ‘Toutes ces choses se produisent aujourd'hui et les résultats de l'étude de l'Ordovicien supérieur indiquent la gravité potentielle de l'anoxie marine en tant que facteur d'extinction pour de nombreux événements d'extinction biologique passés et en cours.’