Tout le monde connaît l'extinction des dinosaures. La pire extinction a été causée par une augmentation rapide de la température.
L'extinction la plus grave de la Terre s'est produite bien avant l'impact de l'astéroïde tueur qui a anéanti les dinosaures. Cela s'est produit quelque 252 millions d'années et cela a marqué la fin de ce qu'on appelle la période permienne. L'extinction est connue sous le nom d'événement d'extinction du Permien-Trias, d'extinction du Permien final, ou plus simplement, «The Great Dying». Jusqu'à 70% des vertébrés terrestres et jusqu'à 96% de toutes les espèces marines ont été éteints pendant The Great Dying.
Comment est-ce arrivé? Cela pourrait-il se reproduire?
"Cette étude met en évidence le potentiel d'une extinction de masse résultant d'un mécanisme similaire sous le changement climatique anthropique." - auteur principal Justin Penn, School of Oceanography, Université de Washington.
Les scientifiques ont travaillé dur pour comprendre la cause de la pire extinction de l’histoire de la Terre. Mais il est difficile de rassembler les preuves de quelque chose qui s'est produit sur 250 millions d'années. Des indices d'événements qui se sont passés il y a longtemps sont cachés dans la roche, et une grande partie de la roche ancienne a été détruite. Il n'y a pas de pistolet fumant comme un énorme cratère. Il n'y a que des éléments de preuve. Un élément de preuve particulier est particulièrement convaincant: les preuves fossiles montrant la répartition des espèces marines qui ont disparu, par rapport à celles qui ne l'ont pas fait.
Une nouvelle étude publiée dans Science met à jour les archives fossiles et montre que le coupable derrière Great Dying était le changement climatique. Et bien que le changement climatique de l'époque ait probablement été causé par des volcans, les implications sont claires: le changement climatique, qu'il soit causé par des volcans ou autre chose, peut provoquer une extinction catastrophique tout aussi grave ou pire qu'un impact d'astéroïdes.
Le document est intitulé «L'hypoxie dépendante de la température explique la biogéographie et la gravité de l'extinction de la masse marine du Permien final». L'auteur principal est Justin Penn de la School of Oceanography de l'Université de Washington. Dans l'étude, Penn et ses co-auteurs concluent que la hausse des températures océaniques et l'hypoxie qui l'accompagne ont causé The Great Dying, et probablement d'autres extinctions également.
«… Le réchauffement climatique et la perte d'oxygène ont été la principale cause de l'extinction.» - Justin Penn, École d'océanographie, Université de Washington.
Une tonne de preuves montre que le mécanisme derrière ce changement climatique 252 mya était des volcans. Le principal effet des volcans a été un réchauffement climatique, en raison des gaz à effet de serre qu'ils ont injectés dans l'atmosphère. Les volcans ont eu d'autres effets, mais le réchauffement est la clé. Cela a provoqué un réchauffement considérable des océans.
Les chercheurs ont combiné la modélisation du climat avec les archives fossiles pour arriver à leur conclusion. Ils ont modélisé le climat basé sur la Terre juste avant l'extinction, lorsqu'un seul continent appelé Pangée existait, et lorsque la température de l'océan et le niveau d'oxygène étaient similaires à ceux d'aujourd'hui. Dans leur modèle, ils ont également saisi la sensibilité à la température et à l'oxygène de 61 espèces marines modernes, notamment les crustacés, les poissons, les crustacés, les coraux et les requins. Les conditions avant la grande mort étaient similaires aux conditions actuelles, de sorte que la sensibilité de ces 61 espèces modernes représente l'espèce au moment de la pire extinction de la Terre.
Ensuite, ils ont augmenté la température de 10 degrés, correspondant au changement de température de 252 mya. Le résultat leur a donné une image géographique des Grands Mourants.
"Très peu d'organismes marins sont restés dans les mêmes habitats dans lesquels ils vivaient - c'était soit fuir, soit périr", a déclaré le deuxième auteur Curtis Deutsch, professeur agrégé d'océanographie à l'UW. Dans la simulation, les espèces à haute latitude ont été presque complètement anéanties, tandis que certaines espèces plus proches de l'équateur ont survécu.
«C'est la première fois que nous faisons une prédiction mécaniste sur les causes de l'extinction qui peut être directement testée avec les archives fossiles, ce qui nous permet ensuite de faire des prédictions sur les causes de l'extinction à l'avenir», a déclaré le premier auteur Justin Penn , doctorant UW en océanographie.
Certaines anciennes roches du fond de la mer sont toujours présentes depuis la pire extinction de la Terre 252 millions d'années, et elles détiennent les preuves de l'extinction elle-même. Il y avait un écosystème marin prospère et diversifié, puis une bande de cadavres. Et il a fallu des millions d'années pour que la Terre se diversifie et prospère à nouveau. Avec les résultats de leur simulation en main, les scientifiques l'ont ensuite comparé aux archives fossiles survivantes.
Les archives fossiles montrent où se trouvaient les espèces avant l'extinction et qui ont été complètement anéanties ou restreintes à une fraction de leur ancien habitat. Et les archives fossiles confirment ce que les chercheurs ont découvert: les espèces les plus éloignées de l'équateur ont le plus souffert.
L'eau froide contient plus d'oxygène que l'eau plus chaude, c'est la science fondamentale. Les espèces adaptées aux climats plus froids, loin de l'équateur, ont besoin de plus d'oxygène pour survivre que les espèces adaptées aux eaux plus chaudes près de l'équateur. Les enregistrements de fossiles marins montrent que les espèces marines plus éloignées de l'équateur ont souffert pire que celles plus proches de l'équateur.
Lorsque le climat s'est réchauffé et que le niveau d'oxygène dans l'océan a chuté, les premières à disparaître ont été les espèces qui avaient besoin de plus d'oxygène. Les espèces les plus proches de l'équateur avaient un endroit où aller: elles pouvaient quitter l'équateur et trouver de l'eau avec des niveaux d'oxygène auxquels elles étaient habituées. Ou du moins certains d'entre eux le pourraient. Mais pour ceux plus au nord et au sud de l'équateur, il n'y avait nulle part où aller.
"Puisque les métabolismes des organismes tropicaux étaient déjà adaptés à des conditions assez chaudes et à faible teneur en oxygène, ils pourraient s'éloigner des tropiques et retrouver les mêmes conditions ailleurs." - Curtis Deutsch, co-auteur, UW professeur agrégé d'océanographie.
"Comme les métabolismes des organismes tropicaux étaient déjà adaptés à des conditions relativement chaudes et à faible teneur en oxygène, ils pourraient s'éloigner des tropiques et retrouver les mêmes conditions ailleurs", a déclaré Deutsch. "Mais si un organisme était adapté à un environnement froid et riche en oxygène, ces conditions cessaient d'exister dans les océans peu profonds."
Le réchauffement des océans était un double coup dur pour les espèces marines. À mesure que les océans se réchauffaient, non seulement le niveau d'oxygène diminuait, mais le métabolisme des espèces marines s'accélérait et elles avaient besoin de plus d'oxygène. Le concept clé ici est le rapport des taux d'offre et de demande d'O2 en fonction de la température. Ce rapport, appelé indice métabolique, mesure la portée environnementale de l'activité aérobie et est régi par les conditions océaniques ainsi que par les caractéristiques de sensibilité thermique et d'hypoxie qui varient d'une espèce à l'autre. Si l’indice métabolique d’une espèce particulière tombe en dessous de ses besoins minimum, ils ne peuvent tout simplement plus respirer et ils meurent.
"La signature de ce mécanisme de destruction, le réchauffement climatique et la perte d'oxygène, est ce modèle géographique qui est prédit par le modèle et ensuite découvert dans les fossiles", a déclaré Penn. "L'accord entre les deux indique que ce mécanisme de réchauffement climatique et de perte d'oxygène a été la principale cause de l'extinction."
Le réchauffement et le manque d'oxygène qu'il a causés n'ont pas été le seul facteur d'extinction, mais il explique plus de la moitié des pertes de diversité marine. Selon les auteurs, d'autres changements, tels que l'acidification ou des changements dans la productivité des organismes photosynthétiques, ont probablement agi comme des causes supplémentaires.
Qu'est-ce que cela signifie pour l'avenir? Si le réchauffement a été la principale cause de The Great Dying, la pire extinction de l'histoire de la Terre, alors le réchauffement peut à nouveau conduire à l'extinction. En fait, c'est déjà le cas.
Les niveaux de gaz à effet de serre ont augmenté dans le Permien, et ils augmentent aujourd'hui. Pas des volcans bien sûr, mais des humains.
"Dans le cadre d'un scénario de maintien du statu quo, d'ici 2100, le réchauffement dans l'océan supérieur aura approché 20% du réchauffement à la fin du Permien, et d'ici 2300, il atteindra entre 35 et 50%", a déclaré Penn. "Cette étude met en évidence le potentiel d'une extinction de masse résultant d'un mécanisme similaire sous le changement climatique anthropique."
Nous vivons actuellement un événement d'extinction, appelé l'extinction de l'Holocène. Il est considéré comme la sixième extinction, car il y en a eu cinq autres au cours des 600 derniers millions d'années. L'extinction de l'Holocène touche les plantes et les animaux, y compris les mammifères, les oiseaux, les amphibiens, les reptiles et les arthropodes. Tout n'est pas dû à un réchauffement climatique, mais en partie. La perte d'habitat de la biodiversité due à l'activité humaine est une cause distincte. Mais c'est une extinction, néanmoins. Les scientifiques pensent que le taux d'extinction actuel des espèces végétales et animales est entre 100 et 1 000 fois supérieur aux taux d'extinction naturels.
Il reste à voir à quel point notre climat deviendra plus chaud et combien d'espèces seront menacées d'extinction. Espérons que les changements nécessaires pourront être apportés pour éviter le pire de ce qui va arriver. Et espérons qu'il n'y a pas trop d'éruptions volcaniques.
- Communiqué de presse: La plus grande extinction de l'histoire de la Terre causée par le réchauffement climatique, laissant les animaux de l'océan à bout de souffle
- Document de recherche: l'hypoxie dépendante de la température explique la biogéographie et la gravité de l'extinction de la masse marine du Permien final
- Entrée Wikipédia: extinction de l'Holocène
- Document de recherche: la sixième extinction massive mal comprise
- Document de recherche: Estimation du taux de fond normal d'extinction d'espèces
