Une équipe internationale de scientifiques a synchronisé les enregistrements climatiques clés des océans de l'Atlantique et du Pacifique pour démêler la séquence des événements au cours des dernières millions d'années avant l'extinction des dinosaures à la frontière du Crétacé / Paléogène. Pour la première fois, ces nouveaux enregistrements géochimiques haute résolution révèlent quand et comment deux principales phases d'éruption du gigantesque volcanisme de basalte des inondations ont eu un impact sur le climat et le biote à la fin de l'époque du Maastrichtienne il y a 66 à 67 millions d'années.
Sur les échelles de temps de dix mille à million d'années, la dynamique climatique à la surface de la Terre est motivée par des processus externes et internes. L'intérieur de la Terre fournit la chaleur de la désintégration radioactive et des composés chimiques par dégazage volcanique, comme le dioxyde de soufre (donc2) et le dioxyde de carbone (CO2).
Les changements quasipériodiques dans l'orbite terrestre autour du soleil régulent la quantité de rayonnement solaire entrant sur la surface de la planète ainsi que sa distribution à travers les latitudes, affectant la longueur et l'intensité des saisons. L'interaction des deux processus à travers des interactions géochimiques complexes à la surface de la forme de notre planète et régulent le climat dans lequel nous vivons.
« Just like a metronome, we used the rhythmic changes in solar insolation imprinted in geological data to synchronize geological climate archives from the South Atlantic and the Northwest Pacific. These key records span the last million years of the Cretaceous and are synchronized down to 5,000 years or less, geologically a blink of an eye, 66 million years ago, » says lead author of the article published in Avancées scientifiquesThomas Westerhold de Marum – Centre pour les sciences de l'environnement marin à l'Université de Brême.
Pour démêler les arguments de causalité dans l'histoire du climat de la Terre dans toutes les régions, ce type de synchronisation est essentiel.
« Ainsi, nous avions les enregistrements géologiques parfaitement alignés dans le temps, et nous avons observé que deux changements majeurs dans le climat et le biote se produisaient en même temps dans les deux océans. Mais nous avons dû trouver un moyen de tester si ces changements sont causés par des éruptions volcaniques à grande échelle liées aux pièges Deccan en Inde », explique Westerhold.
Les roches basaltiques jusqu'à deux kilomètres d'épaisseur des pièges Deccan couvrent une grande partie de l'Inde occidentale. Ce volcanisme à grande échelle inondant des paysages entiers est appelé la grande province ignée par les géoscientifiques.
Plusieurs fois dans l'histoire de la Terre, cela a provoqué des événements d'extinction de masse de la vie à la surface de la planète. En particulier, la libération de gaz volcaniques comme le carbone et le dioxyde de soufre pendant la formation des basaltes d'inondation peut avoir joué un rôle clé.
« La formation des basaltes d'inondation et de ses intempéries ultérieures laisseront une empreinte digitale géochimique dans l'océan. Par conséquent, nous avons mesuré la composition isotopique de l'osmium de l'Atlantique Sud et des dépôts du Pacifique Nord-Ouest.
« À notre grande surprise, nous avons trouvé deux étapes dans la composition des isotopes de l'osmium dans les deux océans contemporains avec des phases d'éruption majeures des pièges Deccan dans le dernier Crétacé. Et encore plus surprenant, ces étapes ont eu des impacts différents sur l'environnement, comme enregistré par des restes fossiles dans les formes de forage », explique Westerhold.
Les nouvelles données étaient difficiles à comprendre, mais la modélisation géochimique a contribué à démêler leurs secrets. « Le volume du basalte des inondations érupté a dû être beaucoup plus grand que ce qui ne le pensait au cours de cette première phase du volcanisme de piège Deccan. Et les émissions distinctes liées du dioxyde de carbone et de soufre ont eu des effets divers sur le système climatique mondial », explique Don Penman (Utah State University, États-Unis), qui a fait la modélisation géochimique.
Selon la nouvelle découverte, il semble plausible qu'au début du grand volcanisme de piège Deccan, daté indépendamment de 66,288 millions d'années par des méthodes radio-isotopiques, une impulsion initiale avec des éruptions riches en soufre s'est produite, soulignant l'écosystème localement et peut-être aussi globalement.
