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Les extinctions massives de la biodiversité

Dossier mis à jour le 27/04/201414711 lectures

Les extinctions massives de la biodiversité© NASA

90 à 99 % des espèces ayant existé sur Terre se sont éteintes. La très grande majorité a disparu dans le cadre d'un processus d'extinction normale des espèces, du fait de la durée limitée de l'existence biologique de celles-ci. Cette durée fluctue de un million d'années chez les mammifères, à onze millions d'années dans le cas de certains invertébrés marins.

Outre cette disparition normale des espèces, notre planète a connu de nombreuses extinctions rapides du vivant : au cours des 540 derniers millions d'années (MA), une vingtaine de crises plus ou moins intenses se sont ainsi succédées. La plupart sont dues à des éruptions volcaniques majeures comme en témoignent les trapps (empilement de coulées de lave formant des falaises en escaliers).
Certaines extinctions ont été massives c'est à dire qu'elles ont entraîné la disparition d'une majorité des espèces. Pourtant, à chaque fois, ces extinctions ont permis l'émergence de nouvelles formes de vie, toujours plus diverses et florissantes. Les extinctions massives jouent donc un rôle déterminant dans la diversification des formes vivantes.

Voici les principales extinctions massives de la biodiversité qui ont modifié à jamais la vie sur Terre.

- 438 MA (Ordovicien-Silurien), 1ère extinction massive

trilobiteTrilobite
© Kordite

70 % des animaux marins disparaissent.

Causes probables de la 1ère extinction massive

Les causes ne sont pas clairement établies mais une importante glaciation aurait entraîné la baisse du niveau des océans.
Une autre hypothèse est soulevée par Brian Thomas, astrophysicien (Université Washburn) : un rayonnement gamma pourrait avoir atteint la Terre.

- 365 MA (Dévonien-Carbonifère), 2ème extinction massive

Une série d'extinctions entraîne la disparition d'environ 70 % des espèces animales. Là aussi, ce sont essentiellement les espèces marines qui sont touchées : récifs, brachipodes, organismes benthiques. Les plantes et les arthropodes sont peu affectés.

Causes probables de la 2ème extinction massive

Les causes ne sont pas clairement établies mais une importante glaciation aurait entraîné la baisse du niveau des océans.

- 252,6 MA (Permien-Trias), 3ème extinction massive

volcanismeFaune du Permien au Maroc
© Alain Bénéteau - Paleospot

La crise permo-triasique est sans doute la plus grave extinction massive qu'ait connue la Terre : plus de 90 % de toutes les espèces présentes disparaissent, aussi bien sur terre que dans les océans.

Cette extinction massive s'est déroulée progressivement sur une période de 200 000 ans, avec une forte mortalité concentrée sur 20 000 ans. La biosphère est dévastée : forêts de conifères, fougères arborescentes, amphibiens géants, scorpions de mer, trilobites... ont été décimés. On parle d'écocide (destruction (naturelle ou anthropique) systématique et totale d'un écosystème).
De nombreux enregistrements sédimentaires et géochimiques attestent de perturbations environnementales majeures durant l'ensemble du Trias inférieur (les cinq millions d'années qui suivent l'extinction de masse) : cycle du carbone anormal ; océans acides, appauvris en oxygène et enrichis en gaz carbonique et en sulfures (CNRS, 09/2011).

Pendant 20 millions d'années, la Terre reste quasiment stérile et toxique : les océans sont pratiquement dépourvus d'oxygène tout comme l'atmosphère. Quelques espèces survivent dont de petits reptiles très résistants, les diapsides : ils prendront la place des thérapsides (reptiles mammaliens) et formeront la lignée des célèbres dinosaures.
Il faudra attendre 30 millions d'années avant de retrouver une biodiversité comparable à celle d'avant la crise. Si la vie a bien failli s'éteindre, cette extinction permet aux nouvelles formes de vie qui suivent de se diversifier d'une manière inégalée.

Cette crise marque la fin de l'ère primaire, ou Paléozoïque, et le début de l'ère secondaire, ou Mésozoïque.

Causes probables de la 3ème extinction massive

Deux scénarios sont avancés pour expliquer cette extinction :

La chute d'une comète

Une comète de 11 km de diamètre aurait percuté la Terre avec une vitesse d'environ 16 km/s. Le cratère d'impact pourrait être localisé en Antarctique ou encore dans l'océan pacifique (cratère sous-marin de Bedout). Le choc aurait alors déclenché un épisode de volcanisme majeur et intense aux antipodes de l'impact qui aurait duré un million d'années : les traps de Sibérie semblent en témoigner. Ces éruptions auraient libéré 30 fois plus de mercure (un puissant toxique) qu'actuellement, saturant les océans et intoxiquant les écosystèmes (University of Calgary, 01/2012). De surcroît, les espèces vivantes auraient suffoqué à cause de températures trop élevées, et d'un manque d'oxygène sans doute lié à de fortes concentrations en sufure d'hydrogène.

Prolifération d'un microbe producteur de méthane

Une étude d'avril 2014 intitulée "Methanogenic burst in the end-Permian carbon cycle" suggère que cette extinction massive pourrait être liée à un simple microbe, dénommé Methanosarcina qui aurait subitement émis des quantités massives de méthane relachées dans l'atmosphère et les océans.
Ce microorganisme, une archée, se serait nourri d'un immense stock de matière organique et de nickel (fourni par les éruptions volcaniques concomitante) lui permettant de se reproduire de manière exponentielle.

Ce type de microbe existe toujours et rejette du méthane lorsque les déchets se décomposent mais aussi dans le processus de digestion des ruminants.

- 200 MA (Trias-Jurassique), 4ème extinction massive

volcanisme© DR

Cette extinction tue 20 % des espèces marines, la plupart des diapsides (reptiles, oiseaux) et les derniers grands amphibiens. Au total, la moitié de la diversité biologique sur Terre disparait. Toutefois, cette crise permet aux dinosaures de s'imposer sur Terre.

Causes probables de la 4ème extinction massive

Les causes ne sont pas encore clairement identifiées et plusieurs hypothèses sont avancées.

Avec la dislocation de la Pangée, des éruptions volcaniques massives, qui ont duré au moins 600 000 ans, ont eu lieu dans la province magmatique centre-atlantique.

Cette période correspond également à une augmentation des niveaux de dioxyde de carbone et une libération massive de méthane. En effet, des chercheurs de l'Université d'Utrecht ont découvert qu'au moins 12 000 gigatonnes de carbone (sous forme de méthane) ont été libérées dans l’atmosphère pendant 20 000 à 40 000 ans. Ceci aurait conduit à un réchauffement planétaire (Bits of Science, 07/2011).

Enfin, parmi les autres causes possibles figurent une météorite.

- 65 MA (Crétacé-Tertiaire), 5ème extinction massive : la fin des dinosaures

asteroide dinosaures© DR

Tous règnes confondus, près de six à huit espèces sur dix disparurent, dont les grands sauriens tels les célèbres dinosaures. Les insectes et les petits mammifères ont en revanche bien résisté. La quasi-totalité du plancton marin, maillon clef de la chaîne animale et alimentaire, disparut également. Il semble qu'aucun animal d'une masse supérieure à 20-25 kg n'ait survécu à l'exception des crocodiliens.

Causes probables de la 5ème extinction massive

Plusieurs théories plus ou moins discutables ont été proposées pour expliquer cette extinction massive : pluie de météorites, volcanisme accru, épidémie fulgurante, intoxication par des plantes nouvelles contenant des alcaloïdes, inversion du champ magnétique terrestre, refroidissement, manque d'oxygène...
Aujourd'hui, deux scénarios sont privilégiés : la chute d'une météorite et un volcanisme majeur.

La collision de la Terre avec une météorite

Les derniers développements sur cette question penchent sur la chute d'une météorite d'une dizaine de km de diamètre dans une région située dans l'actuel Yucatan, au nord-ouest du Mexique.

Le choc dans l'océan a été d'une puissance inouïe : l'équivalent de 5 milliards de bombes comme celle larguée sur Hiroshima. Une gigantesque dôme de feu d'environ 6 000 °C prend forme et enfle à la vitesse de 20 km/s. L'onde de choc projette des éjectas incandescents à des centaines de km à la ronde qui, en retombant, font monter la température de l'atmosphère à 1 500°C.
Un immense cratère de météorite, d'environ 200 km de diamètre se forme. Environ 1 h 30 après l'impact, celui-ci est réinvesti par les eaux océaniques qui avaient été expulsées. Elles s'engouffrent pendant une dizaine d'heures avec une puissance colossale qui fait monter le niveau moyen de l'océan, générant des méga tsunamis avec des vagues hautes de 300 m qui s'enfoncent profondément à l'intérieur des terres. Baptisé "cratère de Chicxulub", ce cratère a été découvert en 1991.

Lors de cet impact, des volumes extrêmement importants de soufre, poussières et suies ont été éparpillés dans l'atmosphère. Ceci provoqua des perturbations environnementales extrêmes comme l'obscurcissement et le refroidissement global de la planète (environ 10°C de moins) pendant une dizaine d'années (on parle d'hiver d'impact, comparable à un hiver nucléaire), et par la même l'extinction de 70% des espèces de l'époque qui ont manqué de ressources alimentaires.

De plus, selon une étude japonaise, l'impact aurait instantanément vaporisé des roches riches en soufre, produisant un épais nuage de trioxyde de soufre (SO3). Mélangé à la vapeur d'eau de l'atmosphère, ce gaz a généré, en quelques jours, des précipitations d'acide sulfurique néfastes pour les écosystèmes. Résultat : de nombreuses espèces se sont éteintes, y compris dans les océans mais moins dans l'eau douce où la présence de silicates de calcium - neutralisant l'acidité - a permis aux crocodiles et à d'autres espèces de survivre.

De surcroît, ce cataclysme a eu lieu a un moment où l'activité volcanique de la Terre était intense comme en témoignent les traps du Deccan en Inde.

Actuellement (Holocène), 6ème extinction massive : la folie de l'Homme

voitures© DR

Actuellement, la perte de biodiversité et les changements dans l'environnement qui y sont liés sont plus rapides qu'à aucune période de l'histoire de l'humanité. De nombreuses populations animales et végétales sont en déclin, que ce soit en termes de nombre d'individus, d'étendue géographique, ou les deux. La disparition d'espèces fait partie du cours naturel de l'histoire de la Terre. Cependant, l'activité humaine a accéléré le rythme d'extinction, qui est au moins 100 fois supérieur au rythme naturel d'extinction, un rythme qui ne cesse d'augmenter, certains biologistes renommés comme E.O. Wilson parlent de 1000 fois !

Causes

L'extinction actuelle, provoquée par les activités humaines, est comparable à une crise biologique majeure puisque d'ici à 2050, on considère que 25 à 50 % des espèces auront disparu.
Ainsi, presque partout où les sociétés humaines se sont installées et ont prospéré, les grands animaux ont été massacrés. Or, plusieurs millions d'années sont nécessaires pour recouvrir une diversité biologique suite à une extinction massive.

Ainsi, les sociétés humaines, qui ont amorcé cette extinction de masse scellent définitivement le sort de l'humanité : nous serons à la fois la cause et les victimes de cette sixième extinction de masse...

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