Il y a plus de 370 millions d’années, l’ère Dévonienne a connu une évolution biologique significative mais s’est terminée par une extinction massive. Des recherches récentes indiquent que cette extinction résulte à la fois de l’activité volcanique et de la désoxygénation provoquée par les plantes. Cette étude, combinant diverses disciplines scientifiques, souligne la pertinence de l’histoire de la Terre pour répondre aux problèmes environnementaux actuels.
Une nouvelle étude indique qu’une combinaison d’activité volcanique et de processus de purification océaniques a conduit les écosystèmes terrestres à un point de basculement.
Diversifiée et riche en vie marine, l’ère Dévonienne de la Terre, qui s’est déroulée il y a plus de 370 millions d’années, a vu l’émergence des premières plantes à graines, qui se sont répandues sous forme de vastes forêts à travers les continents du Gondwana et de la Laurussia.
Cependant, un événement d’extinction massive vers la fin de cette ère fait depuis longtemps l’objet de débats. Certains scientifiques affirment que l’extinction massive du Dévonien supérieur a été causée par des éruptions volcaniques à grande échelle, provoquant un refroidissement global. D’autres soutiennent qu’un événement de désoxygénation massive provoqué par l’expansion des plantes terrestres était à blâmer.
Gabriel Filippelli. Crédit : École des sciences de l’IUPUI
Résultats d’études récentes
Une étude récemment publiée dans la revue Communications Terre et Environnement menée par des chercheurs de l’IUPUI, postule désormais que les deux facteurs ont joué un rôle – et attire l’attention sur les points de bascule environnementaux auxquels la planète est aujourd’hui confrontée.
Filippelli et Gilhooly ont déclaré que les conclusions de l’étude donnent beaucoup à réfléchir aux chercheurs. Au cours de l’ère Dévonienne, de nouveaux résultats biologiques sur terre ont eu des effets négatifs sur la vie dans l’océan. De nos jours, a noté Gilhooly, des activités telles que le ruissellement des engrais se déversant dans l’océan, combinées au chauffage provenant de la combustion de combustibles fossiles, réduisent les niveaux d’oxygène des océans. Le résultat précédent de ce scénario similaire au Dévonien supérieur a eu des conséquences catastrophiques, a-t-il déclaré.
Les chercheurs de l’étude participent à des travaux de terrain à Trail Island, dans l’est du Groenland, près d’un affleurement rocheux du Dévonien supérieur. Crédit : John Marshall, Université de Southampton
Leçons historiques et implications modernes
« Tout au long de l’histoire de la Terre, une série d’innovations biologiques et d’événements géologiques ont complètement remodelé la diversité biologique et les conditions environnementales dans l’océan et sur terre », a déclaré Gilhooly. « À l’ère du Dévonien, une nouvelle stratégie biologique sur terre a eu un impact négatif sur la vie dans l’océan. C’est une observation qui donne à réfléchir lorsqu’on la place dans le contexte du changement mondial et climatique moderne provoqué par les activités humaines. Nous avons beaucoup à apprendre de l’histoire de la Terre, qui peuvent nous aider à réfléchir à des stratégies et à des actions pour éviter de futurs points de bascule. »
Guillaume Gilhooly III. Crédit : École des sciences de l’IUPUI
Les autres contributeurs à l’étude étaient Kazumi Ozaki de l’Institut de technologie de Tokyo, Christopher Reinhard du Georgia Institute of Technology, John Marshall de l’Université de Southampton et Jessica Whiteside de l’Université d’État de San Diego.
L’étude est co-écrite par l’École des sciences de la faculté de l’IUPUI, Gabriel Filippelli et William Gilhooly III. L’auteur principal est Matthew Smart, professeur adjoint d’océanographie à l’Académie navale des États-Unis, qui était étudiant diplômé dans le laboratoire de Filippelli au moment de l’étude.
Résultats et méthodologie
Ce travail est le premier à unifier deux théories concurrentes d’extinction du Dévonien supérieur en un scénario complet de cause à effet. Essentiellement, le groupe a conclu que les deux événements – un volcanisme massif et une désoxygénation provoquée par les plantes terrestres rejetant des nutriments en excès dans les océans – devaient se produire pour que l’extinction massive ait lieu.
« La clé pour résoudre ce casse-tête a été d’identifier et d’intégrer le moment et l’ampleur des signaux géochimiques que nous avons déterminés à l’aide d’un modèle global sophistiqué », a déclaré Filippelli. « Cet effort de modélisation a révélé que l’ampleur des événements nutritifs que nous observions sur la base des enregistrements géochimiques pourrait entraîner d’importants événements d’extinction marine, mais la durée de ces événements nécessitait les deux facteurs – l’évolution des racines des arbres et le volcanisme – pour maintenir des conditions marines toxiques. aux organismes.
Avec des experts en sédimentologie, paléontologie, géochimie, biogéochimie et modélisation mathématique, le groupe a littéralement creusé profondément pour analyser géochimiquement des centaines d’échantillons dispersés sur différents continents. Il s’agit notamment d’échantillons provenant de l’île Ymer, dans l’est du Groenland, qui abrite certains des échantillons de roches les plus anciens de la planète.
« Le processus était hautement interdisciplinaire », a déclaré Gilhooly. « Cette expertise combinée a créé une approche rigoureuse pour collecter les échantillons, corréler les séquences dans le temps, acquérir les données chimiques et utiliser des modèles géochimiques pour tester des hypothèses de travail sur les influences relatives des déclencheurs biotiques – végétaux – et chimiques – volcans – d’extinction de masse. . Nos analyses démontrent que les influences sont bien plus mitigées qu’un scénario « soit l’un soit l’autre ».
L’étude a été financée par la National Science Foundation, l’American Chemical Society Petroleum Research Fund et JSPS KAKENHI.
