Et si l'astéroïde qui a tué les dinosaures avait impulsé la vie moderne ?

Il y a 66 millions d'années, un voile funèbre a recouvert notre planète suite à l'impact cataclysmique d'un astéroïde dont on observe encore aujourd'hui les cicatrices dans la péninsule du Yucatán : un cratère large de plus de 180 km centré sur la ville mexicaine de Chicxulub Puerto. Cet impact a soulevé plus de 50 000 km³ de débris qui ont causé un hiver planétaire long de plusieurs décennies et acidifié les océans. Au lever du voile, trois quarts des espèces et notamment de nombreux dinosaures avaient disparu.

Pourtant, avec le recul, les répercussions n'étaient pas totalement négatives.

Selon les recherches menées par une coopération internationale d'une trentaine de scientifiques, l'extinction massive qui marque la fin du Crétacé aurait permis aux océans d'atténuer les effets d'une éruption volcanique gigantesque survenue à la même période que l'impact de Chicxulub. Dans le sillage de cet astroblème, les mers auraient été plus disposées à absorber les énormes volumes de gaz à effets de serre dégagés par les trapps du Deccan, un plateau volcanique situé dans l'Inde actuelle. Sans cette généreuse absorption de la part des océans, un épisode de réchauffement climatique aurait fait s'abattre le chaos sur les premiers mammifères et les nombreuses espèces qui avaient survécu à l'impact.

Des études suggèrent que cette extraordinaire éruption était déjà à l'œuvre depuis 400 000 ans lorsque l'astéroïde s'est écrasé sur Terre et certains scientifiques soutiennent même que les gaz volcaniques auraient été partiellement responsables de l'extinction massive. Cependant, d'après de nouvelles estimations des températures mondiales de l'époque publiées le 16 janvier dans la revue Science, il semble peu probable que ces colosses volcaniques aient contribué au trépas des dinosaures.

Il semblerait donc que l'astéroïde ait agi seul. Qui plus est, son influence radicale sur le plancton océanique aurait réduit les effets du réchauffement planétaire induit par les 300 000 ans d'éruptions volcaniques qui ont suivi.

DES PALMIERS PLANCTONIQUES

Dans les carottes vaseuses de sédiment extraites du plancher océanique, la soudaine disparition des espèces de plancton à coquille de calcaire coïncide généralement avec une couche de petites billes de verre retombées après l'impact de l'astéroïde, explique Pincelli Hull, paléocéanographe à l'université Yale et coauteur de l'étude.

« Étant donné que ces espèces semblent avoir été particulièrement affectées par l'astéroïde, nous pensons que le soufre et l'oxyde nitreux dégagés par l'impact ont pu acidifier les océans et dissoudre les coquilles de ces créatures, » développe Hull, un peu comme lorsque vous jetez dans un verre de vinaigre un morceau de craie qui, rappelons-le, est constituée de restes de planctons à coquille. Toutefois, l'océan n'a jamais été aussi acide que ce verre de vinaigre, les coquilles de plancton se sont donc dissoutes bien plus lentement et l'eau n'a évidemment pas pétillé.

Par ailleurs, les mêmes sédiments peuvent nous en dire plus sur l'évolution des températures au fil du temps, ajoute Hull, une évolution qui devrait refléter le moindre effet significatif des gaz émis par les volcans du Deccan, notamment ceux du CO2.

« Les boues fines des profondeurs océaniques que nous retrouverons dans ces prélèvements ont une consistance rappelant le dentifrice, » rapporte Hull. « Elles ne sont pas constituées de roche, comme celles que nous connaissons sur terre, mais de fossiles microscopiques d'espèces de plancton calcaire tombées sur le plancher océanique après leur mort. »

La simple identification des planctons enchevêtrés dans les diverses couches de sédiments du plancher océanique peut nous donner une indication du climat océanique de l'époque et pour certaines espèces, « c'est un peu comme trouver des palmiers au pôle Nord, » illustre Pincelli.

Cela dit, les compositions chimiques de leurs coquilles contiennent encore plus d'informations.

Les températures de l'océan ont affecté les isotopes de carbone et d'oxygène que le plancton incorpore dans sa coquille protectrice. En combinant les données des boues océaniques collectées à travers le monde, les chercheurs ont pu reconstituer l'évolution des températures de la planète sur des centaines de milliers d'années.

DES TEMPS DIFFICILES

Pour cela, les chercheurs ont eu recours à un modèle informatique qui examine la relation entre l'évolution des températures de la planète et le cycle du carbone durant diverses périodes, y compris le présent.

Ce modèle a permis d'enrichir un débat vieux de 40 ans qui avait été ravivé par deux études publiées en février 2019, également dans la revue Science.

Les scénarios les plus étayés soutiennent que les gaz à effet de serre du Deccan auraient soit été majoritairement émis 200 000 à 350 000 ans avant l'extinction Crétacé-Paléogène, soit de façon équivalente avant et après cet événement. Cette dernière hypothèse d'une répartition égale a été émise pour la première fois par la géochronologue Courtney Sprain de l'université de Floride et ses collègues dans l'un des articles parus en février dernier.

« Je suis évidemment très contente de voir que cette étude corrobore nos résultats, » déclare Sprain, en ajoutant que les deux études de l'année dernière concordaient avec une émission de la moitié des gaz après l'impact de l'astéroïde. La principale différence étant que l'étude menée par la géochronologue Blair Schoene suggérait un pic de l'activité volcanique au cours des 100 000 ans qui ont précédé l'extinction. Ce pic aurait perturbé l'environnement et contribué, avec l'astéroïde, au carnage général qui a touché une grande partie des espèces de la planète.

Cependant, le nouveau modèle informatique ne conforte pas ce dernier scénario et suggère plutôt que les températures mondiales auraient diminué au cours de la période précédant la collision.

Une question reste toutefois en suspens, celle du volume de gaz émis avant et après l'extinction massive. L'analyse des périodes évidentes de réchauffement au plus près de l'astroblème révèle un pic aux alentours de 2 °C environ 200 000 ans avant l'extinction. Un autre épisode de réchauffement, moins prononcé cette fois, se serait produit 200 000 ans après l'événement.

Néanmoins, un réchauffement moindre ne signifie pas forcément que les volcans du Deccan émettaient moins de gaz, indique Donald Penman, géochimiste à l'université Yale et cocréateur des nouveaux modèles. Il existe une explication plus intrigante à ce phénomène.

« Après la disparition de la majorité du plancton calcaire, le modèle suggère que l'accumulation des composés que ces organismes utilisaient habituellement pour confectionner leurs coquilles aurait permis aux océans d'absorber davantage de CO2 volcanique et donc de réduire les effets du réchauffement climatique, » explique Penman.

Non impliquée dans la création des modèles, Heather Birch travaille en tant que micropaléontologue à l'université de Bristol en Angleterre. Elle s'accorde avec les auteurs de l'étude pour dire que la composition du plancton était nettement différente après l'impact de l'astéroïde et que cette différence a pu affecter l'absorption de carbone. Elle émet tout de même une réserve : « Seule une petite fraction du plancton se fossilise, il faudra donc poursuivre les recherches pour découvrir comment ces énormes volumes de CO2 ont pu être absorbés. »

Pour revenir à la situation actuelle, étant donné que les océans sont en train de s'acidifier, cette fois en raison d'une augmentation du CO2 induite par l'activité humaine, est-il possible qu'une nouvelle extinction massive du plancton calcaire vienne nous sauver des conséquences les plus dramatiques du changement climatique ?

Pour Hull, il est inutile d'espérer. Après l'hécatombe du plancton de la fin du Crétacé, les températures ont augmenté pendant des milliers d'années avant que les océans ne commencent à absorber du CO2. Sur une échelle pertinente pour la société humaine, cela voudrait dire que des millénaires de tourmente nous attendent.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.