Une étude montre que l’érosion de la couche d’ozone est responsable d’une extinction massive

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Des chercheurs de l’université de Southampton ont montré qu’un événement d’extinction survenu il y a 360 millions d’années, qui a tué une grande partie de la flore et de la vie aquatique d’eau douce de la Terre, a été causé par une brève dégradation de la couche d’ozone qui protège la Terre des rayons ultraviolets (UV) nocifs. Il s’agit d’un mécanisme d’extinction récemment découvert, qui a de profondes implications pour le réchauffement actuel de notre planète.

Des chercheurs de l’université de Southampton ont montré qu’un événement d’extinction survenu il y a 360 millions d’années, qui a tué une grande partie de la flore et de la vie aquatique d’eau douce de la Terre, a été causé par une brève dégradation de la couche d’ozone qui protège la Terre contre les rayons ultraviolets (UV) nocifs. Il s’agit d’un mécanisme d’extinction récemment découvert, qui a de profondes implications pour le réchauffement actuel de notre planète.

Il y a eu un certain nombre d’extinctions massives dans le passé géologique. Une seule a été causée par un astéroïde frappant la Terre, il y a 66 millions d’années, lorsque les dinosaures se sont éteints. Trois des autres, dont la fin de la Grande Mourir Permienne, il y a 252 millions d’années, ont été causées par d’énormes éruptions volcaniques à l’échelle continentale qui ont déstabilisé les atmosphères et les océans de la Terre.

Aujourd’hui, les scientifiques ont trouvé des preuves montrant que ce sont les niveaux élevés de rayonnement UV qui ont provoqué l’effondrement des écosystèmes forestiers et la mort de nombreuses espèces de poissons et de tétrapodes (nos quatre ancêtres à pattes) à la fin de la période géologique du Dévonien, il y a 359 millions d’années. Cette explosion de rayons UV dommageables s’est produite dans le cadre d’un des cycles climatiques de la Terre, plutôt que d’être causée par une énorme éruption volcanique.

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L’effondrement de l’ozone s’est produit alors que le climat se réchauffait rapidement après une intense période glaciaire et les chercheurs suggèrent que la Terre pourrait aujourd’hui atteindre des températures comparables, ce qui pourrait déclencher un événement similaire. Leurs conclusions sont publiées dans la revue Science Advances.

L’équipe a recueilli des échantillons de roches lors d’expéditions dans les régions polaires montagneuses de l’est du Groenland, qui formaient autrefois un immense lit de lac ancien dans l’intérieur aride de l’ancien continent de grès rouge, composé de l’Europe et de l’Amérique du Nord. Ce lac était situé dans l’hémisphère sud de la Terre et aurait été de nature similaire à l’actuel lac Tchad au bord du désert du Sahara.

D’autres roches ont été collectées dans les montagnes andines au-dessus du lac Titicaca en Bolivie. Ces échantillons sud-américains provenaient du continent méridional du Gondwana, plus proche du pôle sud du Dévonien. Ils contenaient des indices sur ce qui se passait au bord de la fonte de la calotte glaciaire du Dévonien, permettant une comparaison entre l’événement d’extinction proche du pôle et celui proche de l’équateur.

De retour au laboratoire, les roches ont été dissoutes dans de l’acide fluorhydrique, libérant des spores végétales microscopiques (comme le pollen, mais provenant de fougères comme les plantes qui n’ont ni graines ni fleurs) qui avaient été conservées pendant des centaines de millions d’années. Lors de l’examen microscopique, les scientifiques ont découvert que de nombreuses spores avaient des épines bizarrement formées à leur surface – une réaction aux rayons UV qui endommagent leur ADN. En outre, de nombreuses spores avaient des parois pigmentées foncées, que l’on pensait être une sorte de “bronzage” protecteur, en raison de l’augmentation et de la dégradation des niveaux d’UV.

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Les scientifiques ont conclu que, dans une période de réchauffement climatique rapide, la couche d’ozone s’est effondrée pendant une courte période, exposant la vie sur Terre à des niveaux nocifs de rayonnement UV et déclenchant une extinction massive sur terre et dans les eaux peu profondes à la frontière entre le Dévonien et le Carbonifère.

Suite à la fonte des glaces, le climat était très chaud, la chaleur accrue au-dessus des continents poussant davantage d’ozone généré naturellement à détruire les produits chimiques dans la haute atmosphère. Cela a laissé entrer des niveaux élevés de rayonnement UV-B pendant plusieurs milliers d’années.

Le professeur John Marshall, chercheur principal de l’école des sciences de la terre et des océans de l’université de Southampton, qui est un explorateur du National Geographic, commente : “Notre bouclier d’ozone a disparu pendant une courte période au cours de cette période ancienne, coïncidant avec un réchauffement bref et rapide de la Terre. Notre couche d’ozone est naturellement dans un état de flux – se créant et se perdant constamment – et nous avons montré que cela s’est produit dans le passé également, sans catalyseur comme une éruption volcanique à l’échelle continentale”.

Pendant l’extinction, les plantes ont survécu de manière sélective, mais ont été énormément perturbées par l’effondrement de l’écosystème forestier. Le groupe dominant de poissons blindés s’est éteint. Ceux qui ont survécu – les requins et les poissons osseux – restent à ce jour les poissons dominants de nos écosystèmes.

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Ces extinctions ont eu lieu à un moment clé de l’évolution de nos propres ancêtres, les tétrapodes. Ces premiers tétrapodes sont des poissons qui ont évolué pour avoir des membres plutôt que des nageoires, mais qui vivaient encore principalement dans l’eau. Leurs membres possédaient de nombreux doigts et orteils. L’extinction a rétabli la direction de leur évolution, les survivants post-extinction étant terrestres et le nombre de doigts et d’orteils réduit à cinq.

Le professeur Marshall affirme que les découvertes de son équipe ont des implications surprenantes pour la vie sur Terre aujourd’hui : “Les estimations actuelles suggèrent que nous atteindrons des températures mondiales similaires à celles d’il y a 360 millions d’années, avec la possibilité qu’un effondrement similaire de la couche d’ozone se reproduise, exposant la vie en surface et en eaux peu profondes à des radiations mortelles. Cela nous ferait passer de l’état actuel du changement climatique à une situation d’urgence climatique”.

Les endroits isolés visités dans l’est du Groenland sont très difficiles d’accès, les déplacements nécessitant des avions légers capables d’atterrir directement sur la toundra. Le transport dans la vaste zone de champs se faisait par des bateaux gonflables équipés de moteurs hors-bord, qui devaient tous tenir dans le petit avion.

Toute la logistique sur le terrain a été organisée par le CASP, une association caritative indépendante basée à Cambridge et spécialisée dans les travaux géologiques de terrain à distance. Mike Curtis, directeur général du CASP, déclare : “Nous avons l’habitude d’aider des géologues de recherche tels que John Marshall et ses collègues à accéder à des zones de terrain éloignées et nous sommes particulièrement heureux que leurs recherches se soient avérées avoir des implications potentiellement aussi profondes”.

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