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Les "trapps" volcaniques peut être à l'origine des grandes extinctions!

Publié par Dav sur 17 Décembre 2012, 17:05pm

Catégories : #Sciences

On s'accorde à dire que la mystérieuse extinction des dinosaures, il y a 65 millions d'années, est attribuée à l'impact d'une météorite ou à une énorme éruption volcanique en Inde.

 

Dans un cas comme dans l'autre, les poussières émises et la variation chimique de l'atmosphère et des océans auraient créé une catastrophe écologique, responsable de l'éradication d'une grande partie des êtres vivant à la surface de notre planète.

 

Des chercheurs ont mis au point un modèle qui, sans rediscuter la cause de cette extinction, montre que la mise en place de grands épanchements volcaniques (les " trapps ") en Inde il y a 65 millions d'années a conduit à des changements globaux du climat et de la chimie des océans (acidification).

 

Les trapps du Deccan se sont mis en place au nord-ouest de la partie péninsulaire de l'Inde,

sur une partie du vieux socle précambrien indien constitué de granites et de gneiss.
Le Deccan est l'une des provinces basaltiques les plus étendues à la surface de la planète.

 

 

Les conditions climatiques dépendent en partie de la quantité dans l'atmosphère de CO2, gaz dont l'effet de serre est reconnu. De nombreux auteurs ont essayé de modéliser le cycle du CO2 à travers les temps géologiques. Il ressort de ces études que, sur des durées de l'ordre du million d'années, le bilan du CO2 est régi par une unique source, le volcanisme, et un seul "puits", l'altération continentale des silicates (voir encadré). Sur le long terme, un équilibre s'établit donc entre le dégazage des volcans et la consommation de CO2 par l'altération.

 

Les basaltes sont, parmi les roches silicatées, celles qui s'altèrent le plus facilement. De ce fait, ils ont joué un rôle fondamental pour le contrôle de la teneur en gaz carbonique de l'atmosphère lors du dégazage intense qui a accompagné la mise en place, il y a 65 millions d'années, des trapps du Deccan en Inde. Le volume initial de ces trapps pourrait avoir atteint 3 x 106 km3.

 

Or, les trapps actuels occupent un volume d'environ 106 km3. Les deux tiers des basaltes initiaux ont donc disparu en 65 millions d'années.

 

 Pour expliquer ce phénomène, les chercheurs du LMTG et de l'IPGP ont déterminé une loi simple qui permet d'estimer la quantité de CO2 consommée lors de l'altération des basaltes. Cette loi a été établie à partir de données obtenues sur les rivières drainant les trapps du Deccan et d'autres régions basaltiques. Deux paramètres sont fondamentaux : la quantité d'eau qui circule dans les sols et la température atmosphérique. Ces deux facteurs jouent dans le même sens car ils favorisent tous les deux la mise en solution des sols et des roches : plus ces paramètres sont élevés, plus l'altération est importante.

Les chercheurs ont également rassemblé des données bibliographiques. Ainsi la quantité de CO2 dégazée dans l'atmosphère durant la mise en place des trapps est estimée à 1,6 x 1018 moles, soit environ la moitié de ce qui est contenu sous forme dissoute dans l'océan à l'heure actuelle. Quant à la durée de cet événement, elle est évaluée à moins d'un million d'années par de nombreux auteurs. À partir de toutes ces estimations, les chercheurs du LTMG ont modélisé les évolutions climatiques qui se sont produites à l'époque de la mise en place des trapps du Deccan.

La modélisation montre que l'augmentation de CO2 dans l'atmosphère a été très importante (1050 ppmv, soit 3 fois la teneur actuelle3) et s'est accompagnée d'un rapide réchauffement de la Terre (+ 4 °C). Grâce à l'efficacité du phénomène d'altération continentale, il a fallu seulement 1,5 millions d'années pour résorber l'excès de CO2 émis dans l'atmosphère, avec pour conséquence une baisse de température de 4,55 °C, soit un refroidissement global de 0,55 °C.

 

 


Cette modélisation a permis de détecter des variations des cycles géochimiques du carbone et du strontium au sein de l'océan. Le modèle prédit un arrêt, lié à une forte acidification de l'eau de mer par le CO2, de la sédimentation des carbonates marins pendant une période de 20 000 ans après la mise en place des trapps. Cet arrêt prévu par le modèle est également observé dans les carbonates marins à la limite Crétacé/Tertiaire. Le modèle prévoit également un pic du rapport isotopique de strontium (87Sr/86Sr) d'une durée de 4 millions d'années dans l'eau de mer à la suite de la mise en place des trapps (voir figure ci-dessus). Pendant les périodes où l'altération continentale est forte, le flux des rivières, avec un rapport isotopique haut, est prédominant comparé au flux hydrothermal dont le rapport isotopique est faible. D'où un pic du rapport isotopique de l'eau de mer, résultant d'un mélange des deux flux.

Le modèle indique que de grands épanchements volcaniques conduisent à des changements globaux du climat et de la chimie des océans. Bien que cette étude ne permette pas d'expliquer la disparition des dinosaures, elle permet d'affirmer que, quelle que soit la cause de cette extinction, la mise en place des trapps du Deccan a largement amplifié le phénomène.

Cet épisode volcanique est donc exceptionnel ; il existe également de telles formations en Sibérie et en Ethiopie, elles-même associées à des périodes d’extinction (respectivement crise Permo-Trias [-250 millions d’années] et la " Grande Coupure ", à la fin de l’Eocène [-34 millions d’années]). Mais récemment, une datation plus précise des trapps d’Ethiopie (-30 millions d’années) a révélé qu’il n’y avait probablement pas de relation de cause à effet entre cet épisode volcanique et la phase d’extinction de masse Eocène/Oligocène.

 

Rajasaurus, dinosaure retrouvé au milieu des trapps du Deccan, dessiné par Todd Marshall. La datation des trapps du Deccan par les radio-isotopes et par le paléomagnétisme montre que des coulées se sont déposées pendant une période assez brève géologiquement parlant : entre 63 et 68 millions d’années (plus probablement sur une période d’un peu plus d’un million d’années). Les sédiments situés sous les premières coulées de laves renferment des fragments d’ossements de dinosaures qui datent du Maastrichtien, dernière subdivision du Crétacé. On a également retrouvé des dents de dinosaures et de Mammifères, et des fragments d’œufs de dinosaures, toujours d’âge maastrichtien, dans les couches sédimentaires intercalées entre certaines coulées situées à la base des trapps. Encore plus récemment, les ossements d'un nouveau dinosaure, Rajasaurus, ont été trouvés dans des sédiments associés à l'épisode volcanique du Deccan.

Les mécanismes de formation de ces épisodes d’épanchements volcaniques sont maintenant bien compris ; il s’agit d’un volcanisme de point chaud, comme celui du Kilauea à Hawaï ou du Piton de la Fournaise à la Réunion. Ils sont la conséquence de la remontée de roches chaudes du manteau terrestre vers la surface.

 

Référence :

  • C. Dessert, B. Dupré, L. M. François, J. Schott, J. Gaillardet, G. Chakrapani and S. Bajpai. (2001) Erosion of Deccan Traps determined by river [Image] geochemistry. Impact on global climate and 87Sr/86Sr ratio of seawater. Earth Planet. Sci. Lett. 188, pp. 459-474
  • dinonews.net
    • Laboratoire de mécanismes de transfert en géologie (LMTG),
      CNRS-Université Toulouse 3NP le nouveau paradigme

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