Qu'est-ce qu'une extinction de masse ?

Plus de 99 % de tous les organismes ayant vécu sur Terre sont aujourd'hui éteints. À mesure que de nouvelles espèces évoluent pour s'adapter à leur environnement, des espèces plus anciennes disparaissent. Mais le taux d'extinction est loin d'être constant. Par cinq fois au cours des 500 derniers millions d'années, 75 % à plus de 90 % de toutes les espèces terrestres ont disparu en un clin d'œil géologique dans des catastrophes que nous appelons « extinctions de masse ».

Bien que les extinctions de masse soient des événements mortels, elles ouvrent la voie à de nouvelles formes de vie. L'extinction de masse la plus étudiée, qui a marqué le passage du Crétacé au Paléogène il y a environ 66 millions d'années, a tué les dinosaures non aviaires et a permis aux mammifères et aux oiseaux d'évoluer rapidement.

L'extinction du Crétacé-Paléogène a selon toute vraisemblance été causée par un énorme astéroïde, ce qui en fait une exception. Les principales causes des extinctions massives semble être des changements majeurs dans le cycle du carbone terrestre, telles que les grandes éruptions dans les provinces ignées, d'énormes volcans qui ont inondé des centaines de milliers de kilomètres carrés de lave. 

Ces éruptions ont projeté des quantités massives de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, entraînant un réchauffement planétaire incontrôlable et des effets secondaires tels que l'acidification des océans et une perte d'oxygène dans l'eau.

EXTINCTION ORDOVICIEN-SILURIEN - IL Y A 444 MILLIONS D'ANNÉES

La période ordovicienne, il y a 485 à 444 millions d'années, a été une période de changements dramatiques pour la vie sur Terre. Sur une période de 30 millions d'années les espèces se sont diversifiées, mais la fin de la période a été marquée par la première extinction de masse connue. À cette époque, un épisode de glaciation a emprisonné d'énormes quantités d'eau dans une calotte glaciaire qui recouvrait en partie une grande masse continentale du pôle sud. L'épisode glacial a peut-être été déclenché par la formation des Appalaches en Amérique du Nord. L'altération à grande échelle de ces roches fraîchement sorties de terre a aspiré le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère et a considérablement refroidi la planète.

En conséquence, le niveau de la mer a chuté de plusieurs dizaines de mètres. Les créatures vivant dans les eaux peu profondes ont vu leurs habitats se refroidir et se rétrécir considérablement. Quelles qu'aient été les formes de vie qui restaient alors, elles ont dû faire face à un autre défi de taille : une fois que le niveau de la mer a recommencé à augmenter, les niveaux d'oxygène marin ont chuté, ce qui a permis aux océans de retenir plus facilement les métaux toxiques dissous.

Deuxième plus importante extinction de masse connue à jour, cette période a tué environ 85 % de toutes les espèces terrestres. Les organismes marins tels que les coraux et les brachiopodes ont été les plus touchés.

EXTINCTION DU DÉVONIEN - IL Y A 383-359 MILLIONS D'ANNÉES

Commençant il y a 383 millions d'années, cette extinction de masse a éliminé environ 75 % de toutes les espèces terrestres sur une période d'environ 20 millions d'années.

Au cours de plusieurs impulsions à travers le Dévonien, les niveaux d'oxygène dans les océans ont chuté de manière abrupte, ce qui a mis à mal les populations de conodontes et de goniatites, ancêtres des calmars et des poulpes. La pire de ces impulsions, appelée événement de Kellwasser, est survenue il y a environ 372 millions d'années. Les roches de la période prélevées dans ce qui est aujourd'hui l'Allemagne montrent que lorsque les niveaux d'oxygène ont chuté, de nombreuses créatures bâtisseuses de récifs se sont éteintes, y compris un groupe important d'éponges de mer appelées stromatoporoïdes.

Il a été difficile de déterminer la cause des impulsions qui ont ponctué l'extinction du Dévonien tardif, mais le volcanisme est un possible déclencheur : quelques millions d'années après l'événement de Kellwasser, une grande province ignée appelée pièges de Viluy a propulsé 1 million de kilomètres cubes de lave dans l'actuelle Sibérie. Avec pour corollaires l'émanation de gaz à effet de serre et de dioxyde de soufre, qui peuvent provoquer des pluies acides. Les astéroïdes peuvent également avoir joué un rôle dans cette extinction. Le cratère Siljan de 51 kilomètres de large en Suède, l'un des plus grands cratères d'impact connus de la Terre, s'est formé il y a environ 377 millions d'années.

Bien que cela puisse paraître surprenant, les plantes terrestres peuvent aussi avoir aggravé la situation. Au cours du Dévonien, les plantes ont réussi à s'adapter, notamment grâce à la lignine, un composé renforçant les tiges, et une structure vasculaire à part entière. Ces caractéristiques ont permis aux plantes de devenir plus grosses - et de s'enraciner plus profondément, ce qui aurait augmenté le taux d'altération des roches.

Plus les roches s'altèrent rapidement, plus les nutriments excédentaires s'écoulent de la terre vers les océans. L'afflux aurait déclenché la croissance des algues, et lorsque ces algues sont mortes, leur décomposition a éliminé l'oxygène des océans pour former ce que l'on appelle des zones mortes. De plus, la propagation des arbres aurait eu pour conséquence d'aspirer le CO₂ présent dans l'atmosphère, ouvrant potentiellement la voie à un refroidissement global.

Dernière pièce de ce casse-tête : non seulement certaines créatures se sont éteintes à la fin du Dévonien, mais la diversification des espèces a ralenti durant cette période. Le ralentissement peut avoir été causé par la propagation d'espèces invasives, car le niveau élevé de la mer permet aux créatures d'habitats marins auparavant isolés de se mélanger, ce qui permet aux écosystèmes du monde entier de s'homogénéiser.

EXTINCTION PERMIEN-TRIAS - IL Y A 252 MILLIONS D'ANNÉES

Il y a 252 millions d'années, la vie sur Terre était confrontée à la « grande mort » : l'extinction du Permien-Trias. Ce cataclysme a été le pire événement que la vie sur Terre ait jamais connu. Sur environ 60 000 ans, 96 % de toutes les espèces marines et environ trois espèces sur quatre sur Terre se sont éteintes. Les forêts ont été anéanties et n'ont repris leurs étendues passées qu'environ 10 millions d'années plus tard. Des cinq extinctions de masse, le Permien-Trias est le seul ayant anéanti un grand nombre d'espèces d'insectes. Selon les estimations, les écosystèmes marins ont mis entre 4 et 8 millions d'années à se rétablir. 

L'extinction Permien-Trias peut principalement être expliquée par les pièges sibériens, un immense complexe volcanique qui a projeté plus de 3 millions de kilomètres cubes de lave à travers l'actuelle Sibérie. L'éruption a déclenché la libération d'au moins 14 500 milliards de tonnes de carbone, plus de 2,5 fois ce qui serait libéré si chaque milligramme de combustible fossile terrestre était déterré et brûlé. Le magma des pièges sibériens s'est ensuite infiltré dans les bassins houillers en direction de la surface, libérant probablement encore plus de gaz à effet de serre tels que le méthane.

Le réchauffement climatique qui en a résulté était littéralement infernal. Dans le million d'années suivant, les températures de l'eau de mer et du sol ont augmenté de plusieurs degrés. Il y a 250,5 millions d'années, les températures de surface de la mer à l'équateur atteignaient 40°C, la température maximale standard d'un bain à remous. À l'époque, presque aucun poisson ne vivait près de l'équateur.

À mesure que les températures augmentaient, les roches terrestres ont été plus rapidement altérées, notamment à cause des pluies acides renvoyant sur terre du soufre volcanique. Tout comme à la fin du Dévonien, une altération accrue aurait provoqué une anoxie qui a étouffé les océans. Les modèles climatiques suggèrent qu'à l'époque, les océans ont perdu environ 76 % de leur oxygène. Ces modèles suggèrent également que le réchauffement et la perte d'oxygène expliquent la plupart des pertes d'espèces durant cette extinction.

EXTINCTION TRIAS-JURASSIQUE - IL Y A 201 MILLIONS D'ANNÉES

La vie a mis du temps à se remettre de cette Grande Mort. Mais après avoir trouvé un chemin, elle s'est rapidement diversifiée. Différentes créatures bâtisseuses de récifs ont commencé à s'installer et une végétation luxuriante a recouvert la Terre, ouvrant la voie à un groupe de reptiles appelés les archosaures : les précurseurs des oiseaux, des crocodiliens, des ptérosaures et des dinosaures non aviaires. Mais il y a environ 201 millions d'années, la vie sur Terre a subi un autre coup dur : la perte soudaine de jusqu'à 80 % de toutes les espèces terrestres et marines.

À la fin du Trias, la Terre s'est réchauffée, ce qui a eu pour effet un quadruplement des niveaux de CO₂ atmosphérique. Cela a probablement été déclenché par d'énormes quantités de gaz à effet de serre provenant de l'Atlantique central, une grande province ignée du centre de la Pangée, le supercontinent de l'époque. Les vestiges de ces anciennes coulées de lave sont maintenant répartis dans l'est de l'Amérique du Sud, l'est de l'Amérique du Nord et l'Afrique de l'Ouest. La province magmatique de l'Atlantique Central était énorme. Son volume de lave pourrait couvrir les États-Unis continentaux.

La hausse du CO₂ a acidifié les océans du Trias, empêchant les créatures marines de former leurs coquilles à partir de carbonate de calcium. Sur terre, les vertébrés dominants étaient les crocodiliens, qui étaient plus gros et bien plus diversifiés qu'ils ne le sont aujourd'hui. Beaucoup d'entre eux se sont éteints. Dans leur sillage, les premiers dinosaures, petites créatures agiles de la périphérie écologique, se sont rapidement diversifiés.

EXTINCTION CRÉTACÉ-PALÉOGÈNE - IL Y A 66 MILLIONS D'ANNÉES

L'extinction du Crétacé-Paléogène est l'extinction de masse la plus récente et la seule liée à un impact majeur d'astéroïde. Quelque 76 % de toutes les espèces de la planète, y compris tous les dinosaures non aviaires, se sont éteintes.

Un jour, il y a environ 66 millions d'années, un astéroïde d'environ 12 kilomètres de diamètre s'est écrasé dans les eaux au large de ce qui est aujourd'hui la péninsule du Yucatán, au Mexique. L'impact a projeté d'énormes volumes de poussière, de débris et de soufre dans l'atmosphère, provoquant un refroidissement mondial. Des incendies de forêt ont enflammé n'importe quelle terre à moins de 1 400 kilomètres de l'impact, et un énorme tsunami s'est propagé. Du jour au lendemain, les écosystèmes qui abritaient les dinosaures non aviaires ont commencé à s'effondrer. 

Le réchauffement climatique alimenté par les éruptions volcaniques des plaines du Deccan en Inde pourrait avoir aggravé la situation. Certains scientifiques soutiennent même que certaines des éruptions du Deccan Flats pourraient avoir été déclenchées par l'impact.

L'EXTINCTION EN COURS

La Terre traverse actuellement une crise de la biodiversité. Des estimations récentes suggèrent que l'extinction menace jusqu'à un million d'espèces de plantes et d'animaux, en grande partie à cause des activités humaines telles que la déforestation, la chasse et la surpêche. D'autres menaces sérieuses incluent la propagation d'espèces invasives et de maladies causées par le commerce humain, ainsi que la pollution et le changement climatique d'origine anthropique. 

Aujourd'hui, les extinctions se produisent des centaines de fois plus vite qu'elles ne le feraient naturellement. Si toutes les espèces actuellement désignées comme étant en danger critique d'extinction, menacées d'extinction ou vulnérables s'éteignent au cours du prochain siècle, et si ce taux d'extinction se poursuit sans ralentissement, nous pourrions approcher le niveau d'une extinction massive d'ici 240 à 540 ans .

Le changement climatique représente une menace à long terme. Le recours aux combustibles fossiles nous a permis d'imiter chimiquement de grandes provinces ignées, en injectant chaque année des milliards de tonnes de dioxyde de carbone et d'autres gaz dans l'atmosphère terrestre. En volume total, ces anciens volcans ont émis bien plus que les humains aujourd'hui ; les pièges sibériens ont libéré plus de 1 400 fois plus de CO ₂ que les humains en 2018 en brûlant des combustibles fossiles pour produire de l'énergie. Cependant, les humains émettent des gaz à effet de serre aussi rapidement, voire plus rapidement, que les pièges sibériens, et le climat de la Terre change rapidement en conséquence.

Comme nous le montrent les extinctions massives, un changement climatique soudain peut être profondément perturbateur. Et bien que nous n'ayons pas encore franchi le seuil des 75 % caractérisant les extinctions de masse, cela ne veut pas dire que les choses vont bien. Bien avant d'atteindre ce triste pourcentage, les dommages plongeraient les écosystèmes que nous connaissons dans le chaos, mettant en péril les espèces du monde entier. Y compris la nôtre.