L’impact de Chicxulub, qui aurait provoqué l’extinction massive il y a 66 millions d’années, pourrait avoir entraîné un refroidissement global de 15°C, principalement dû à la poussière micrométrique de silicate, selon une nouvelle étude de l’Observatoire royal de Belgique. Cette poussière aurait pu perturber la photosynthèse pendant près de deux ans, contribuant ainsi à l’extinction.
Les fines poussières de roche pulvérisée générées par l’impact de Chicxulub ont probablement joué un rôle dominant dans le refroidissement du climat mondial et dans la perturbation de l’environnement. photosynthèse suite à l’événement. C’est ce que suggère une nouvelle étude publiée dans Géosciences naturellesauquel ont contribué les chercheurs Cem Berk Cenel, Özgür Karatekin et Orkun Temel de l’Observatoire royal de Belgique.
On a longtemps pensé que l’impact de la météorite Chicxulub avait déclenché un hiver d’impact mondial, qui a conduit à la disparition des dinosaures et à environ 75 % des animaux. espèces sur Terre au Crétacé-Limite Paléogène (K-Pg) il y a 66 millions d’années. Cependant, l’effet des différents types de débris éjectés du cratère sur le climat est débattu, et la cause exacte de cette extinction massive reste floue.
Des recherches antérieures ont suggéré que le soufre libéré lors de l’impact et la suie provenant des incendies de forêt après l’impact constituaient les principaux facteurs responsables d’un hiver d’impact, et non l’éjection de poussière de silicate dans l’atmosphère. Cependant, cette hypothèse reposait jusqu’à présent sur une connaissance limitée des propriétés réelles de taille des particules de poussière.
Reconstruction paléoartistique représentant le Dakota du Nord dans les premiers mois qui ont suivi l’impact de Chicxulub il y a 66 millions d’années, montrant un monde sombre, poussiéreux et froid dans lequel les derniers dinosaures non aviaires, illustrés par un steini Dakotaraptor, étaient au bord de l’extinction. Crédit : Mark A. Garlick
Nouveaux enseignements de l’Observatoire royal de Belgique
Pour évaluer le rôle du soufre, de la suie et des poussières de silicate sur le climat post-impact, Cem Berk Senel, Orkun Temel et Özgür Karatekin, scientifiques de l’Observatoire royal de Belgique (ROB), ont développé un nouveau modèle paléoclimatique, spécialisé pour simuler le climat et la réponse biotique suite à l’impact de Chicxulub. Ces simulations ont été réalisées en incorporant de nouvelles données géologiques de terrain à haute résolution provenant d’un emplacement du Dakota du Nord, aux États-Unis.
Des échantillons de sédiments ont été collectés et mesurés à l’aide d’une analyse granulométrique par diffraction laser par Pim Kaskes et ses collègues de l’Archaeology, Environmental Changes & Geo-chemistry (AMGC) de la Vrije Universiteit Brussel (VUB) et de la Vrije Universiteit Amsterdam (VUA).
« Nous avons spécifiquement échantillonné l’intervalle millimétrique supérieur de la couche limite Crétacé-Paléogène. Cet intervalle a révélé une distribution granulométrique très fine et uniforme, que nous interprétons comme représentant les retombées atmosphériques finales de poussières ultrafines liées à l’impact de Chicxulub. Les nouveaux résultats montrent des valeurs granulométriques beaucoup plus fines que celles utilisées auparavant dans les modèles climatiques et cet aspect a eu des conséquences importantes pour nos reconstructions climatiques », explique Kaskes.
Modèle conceptuel du panache d’impact de Chicxulub montrant différentes étapes de (a) production, et (b) transport et dépôt des éjectas générés par l’impact (pas à l’échelle). (c) Simulations de modèles paléoclimatiques montrant l’évolution temporelle du flux de rayonnement actif photosynthétique induit par la poussière à travers la planète après l’impact de Chicxulub il y a 66 millions d’années. Crédit : modifié à partir de Senel et al., 2023 ; Géosciences naturelles
Le rôle des débris de silicate
Les chercheurs ont découvert que la distribution granulométrique des débris de silicate (environ 0,8 à 8,0 µm) révélait un rôle plus important pour les poussières fines qu’on ne l’avait cru auparavant.
Cem Berk Senel (ROB), l’auteur principal, décrit : « Les nouvelles simulations paléoclimatiques montrent qu’un tel panache de poussière micrométrique de silicate aurait pu rester dans l’atmosphère jusqu’à 15 ans après l’événement, contribuant au refroidissement global de la surface de la Terre. jusqu’à 15 °C au lendemain de l’impact.
Cette échelle de temps, selon les co-auteurs Steven Goderis et Philippe Claeys (tous deux VUB-AMGC), est cohérente avec les récentes observations globales de la couche d’iridium de la structure d’impact de Chicxulub, où la sédimentation atmosphérique finale du matériau de l’impacteur à grains fins dans le nuage de poussière a été estimée à moins de 20 ans.
Les simulations du modèle paléoclimatique montrent le transport rapide de poussière à travers la planète, indiquant que le monde paléogène a été encerclé par les éjectas de poussière de silicate quelques jours après l’impact de Chicxulub. Crédit : Simulations par Cem Berk Senel
En outre, les auteurs constatent que les modifications de l’irradiation solaire induites par la poussière pourraient avoir interrompu la photosynthèse pendant près de deux ans après l’impact. La perturbation prolongée de la photosynthèse constitue une échelle de temps suffisamment longue pour poser de graves problèmes aux habitats terrestres et marins. Les groupes biotiques qui n’étaient pas adaptés pour survivre à l’obscurité, au froid et au manque de nourriture pendant près de deux ans auraient connu des extinctions massives.
Cela correspond aux archives paléontologiques, selon le co-auteur Johan Vellekoop (KU Leuven et Institut royal des Sciences naturelles de Belgique), qui montrent que la faune et la flore qui pourraient entrer dans une phase de dormance (par exemple par le biais de graines, de kystes ou d’hibernation dans des terriers) ) et étaient capables de s’adapter à un régime omnivore, ne dépendant pas d’une source de nourriture particulière (par exemple, les mangeurs de dépôts), ils ont généralement mieux survécu à l’événement K-Pg.
Les auteurs suggèrent que la poussière de silicate, ainsi que la suie et le soufre, ont joué un rôle majeur dans le blocage de la photosynthèse et dans le maintien d’un hiver d’impact suffisamment long pour provoquer l’effondrement catastrophique de la productivité primaire, déclenchant une réaction en chaîne d’extinctions.
Aperçu de la limite Crétacé-Paléogène dans le Dakota du Nord (USA). Les sédiments indiquent un environnement semblable à une rivière et à un marécage à la fin de l’ère des dinosaures. La couche rose-brun produit des débris d’éjecta dérivés de l’impact de Chicxulub et les données granulométriques de cet intervalle ont été utilisées comme paramètres d’entrée pour l’étude de modélisation paléoclimatique. Crédit : Pim Kaskes
Implications et défense planétaire
« Les impacts de la taille de Chicxulub par des astéroïdes kilométriques provoquant des extinctions massives sont rares. Cependant, les astéroïdes de petite et moyenne taille dans un rayon de 100 mètres sont beaucoup plus courants dans le système solaire et peuvent provoquer des destructions à l’échelle régionale et nationale. à grande échelle », déclare Özgür Karatekin (ROB).
Le Agence spatiale européenneLa mission Hera pour la défense planétaire de l’astéroïde est la contribution de l’Europe à une expérience internationale de défense planétaire à laquelle contribuent les auteurs de la présente recherche de l’Observatoire royal de Belgique et de la VUB. La mission Hera validera la technique de déviation cinétique des astéroïdes et fournira des informations scientifiques, augmentant ainsi notre compréhension de la géophysique des astéroïdes et des processus d’impact.
L’analyseur granulométrique à diffraction laser HELOS du laboratoire de sédimentologie de la Vrije Universiteit Amsterdam. Cet instrument a été utilisé pour mesurer les propriétés de taille des sédiments de la limite Crétacé-Paléogène représentés au premier plan. Crédit : Pim Kaskes
Cette recherche a été soutenue par la Politique scientifique fédérale belge (BELSPO) à travers le projet Chicxulub BRAIN-be (Belgian Research Action through Interdiscussion Networks), qui est une collaboration entre l’Observatoire royal de Belgique, la Vrije Universiteit Brussel et l’Institut royal de Belgique de Sciences naturelles. Les auteurs reconnaissent également le soutien des subventions de la Fondation pour la Recherche-Flandre (FWO) ainsi que d’un projet FED-tWIN.
