IV) Le big five
L'échelle des temps géologique est subdivisée en trois grandes phases pour caractériser la biodiversité (fig. 5) : la radiation Cambrio-Ordovicienne (cf. chapitre l'explosion cambrienne) avec l'apparition de quasiment tous les phylums, le plateau paléozoïque qui présente une certaine stabilité, puis la radiation Mésozoïque-Cénozoïque avec une augmentation du nombre d'espèces et de genres hyperspécialisés. Ces trois phases définissent un aspect général du développement biologique, mais il existe des crises intervenant dans ce développement. Il en existe 5 majeures : à la limite Ordovicien-Silurien, Frasnien-Famennien (fin Dévonien), Permien-Trias, Trias-Jurassique, et la limite Crétacé-Tertiaire (K-T). Certaines de ces crises sont sujettes à discussions, non pas sur leur existence mais sur leur aspect 'instantané'.
Fig. 5 : évolution de la biodiversité au cours des temps géologiques. A) radiation cambro-ordovicienne, B) plateau paléozoïque, C) radiation Mésozoïque-Cénozoïque.
a) Ordovicien Silurien
Selon les estimations, une centaine de familles ont disparues pendant cette crise. Les groupes les plus atteints sont les Bryozoaires, Brachiopodes, Coraux solitaires, les Trilobites qui sont particulièrement touchés (figure 6), Graptolites, Echinoïdes, Crinoïdes. En tout, les chercheurs estiment qu'un tiers de faune marine à disparue.
Fig. 6 : évolution de la biodiversité des Trilobites
Les causes prennent en comptes une grande glaciation avec la présence d'une calotte au pôle Sud (cf. paléoclimatologie), et la taille des plateaux continentaux.
Le refroidissement qui cause la présence d'une calotte de glace au pôle Sud entraine également une baisse du niveau marin d'une centaine de mètres. Les plateaux continentaux sont à cette époque, immenses et forment des grandes mers épicontinentales qui abritent 90% des espèces marines. De ce fait, la baisse du niveau marin a provoqué la destruction de ces niches écologiques et notamment une extinction massive des organismes récifaux.
A noter que certains chercheurs émettent l'hypothèse d'un impact météoritique.
b) Frasnien-Famennien
Les taxons les plus affectés sont ceux des eaux chaudes et tropicales, notamment les écosystèmes récifaux, qui sont encore fortement touchés (Stromatoporidés, Rugueux et coraux Tabulés), ainsi que les poissons primitifs marins nettement plus touchés que les poissons d'eaux douces. Les groupes les plus atteints sont les algues flottantes, les Trilobites (une seule famille survit, figure 6), les Brachiopodes, les Conondontes, les Acritarches et les Ammonoïdes. En tout, environs 70% des taxons invertébrés marins sont morts.
Les causes avancées sont multiples : un milieu marin anoxique (encore mal connu), une glaciation ou refroidissement suggérés par la mort des espèces d'eaux chaudes et une baisse du niveau marin, ou un impact météoritique (hypothèse).
c) Permien-Trias
Il s'agit de la plus grande crise jamais connue :
- plus de la moitié des familles d'organismes marins (57%) présentes au Permien ne se retrouvent plus au Trias.
- les vertébrés terrestres sont touchés : 70 à 77% des familles disparaissent, dont 78% des de reptiles et 67% des amphibiens.
- les insectes qui connaissent un pic de diversité au Permien supérieur voient le nombre de famille chuter de 63% au Trias inférieur (ceci est encore très discuté).
- 91% des espèces d'invertébrés marins disparaissent : 98% des Ammonoïdés (extinction des Goniatites), 93% des Ostracodes, 85% d'espèces de bivalves, 98% des Echinodermes (Crinoïdes, Cystoïde, Blastoïde), ainsi que les Trilobites, Brachiopodes (mort de 50 familles, soit 90% des genres), Bryozoaires, Coraux tabulés et rugueux, Foraminifères fusulinidés.
La principale cause évoquée est celle du volcanisme. Une forte activité volcanique est enregistrée à ce moment là, elle dépose une épaisseur de 3700 mètres et 350000 km2 de lave en moins d'un million d'années. Ces coulées sont nommées : les trapps de Sibérie. Bien entendu, ce volcanisme a libéré de grande quantité de gaz carbonique qui ont du augmenter l'effet de serre. Rien ne prouve qu'il est à l'origine de la crise biologique, mais les effets précédemment cités et le SO2 et aérosols émis (certainement retombés sous formes de pluies acides, dévastant une partie de la végétation) ont du jouer un rôle important.
D'autres causes sont avancées. Notamment la présence du super continent appelé 'Pangée' qui a pu conduire à une mauvaise circulation, et donc une détérioration du climat, une anoxie du milieu, ainsi qu'une baisse de la superficie pour les organismes benthiques.
Une variation de la salinité est également envisagée, ce qui aurait été fatale aux organismes sténohalins qui ne tolèrent qu'une faible variation de la salinité, dont les fusulinidés, trilobites, coraux, brachiopodes articulés, ammonoïdes et crinoïdes font partis.
d) Trias-Jurassique
Les principaux groupes touchés sont les Ammonoïdes, Nautiloïdes, Brachiopodes, Mollusque bivalves (taxodontes), Gastéropodes et Conodontes. Les Amphibiens et Reptiles sont également décimés.
C'est la crise la moins connue. Pour l'expliquer, les arguments et hypothèses avancés sont surtout un refroidissement global, un impact, le volcanisme ou un changement de la salinité (hypersalinité).
e) Crétacé-Tertiaire
Il s'agit de la crise biologique la plus connue du grand public car elle met fin au règne des dinosaures. Avec eux ont disparu une grande partie du plancton marin, les ammonites et presque tous les habitants des fonds marins incluant les rudistes et les mollusques bivalves. Etonnamment, la plupart des mammifères, des oiseaux, des tortues, des crocodiles, des lézards, des serpents, des poissons, certains coraux et des amphibiens ne furent que peu affectés.
Il existe différentes causes :
- l'hypothèse de l'astéroïde : elle aurait projeté des tonnes de matériaux dans l'atmosphère qui se seraient rapidement dispersés tout autour de la planète, voilant le soleil et créant une sorte d'hiver nucléaire. Ceci aurait eut pour conséquence un profond bouleversement des conditions de vie à la surface de la planète et des chaînes alimentaires. Ceci expliquerait la disparition rapide des gros organismes comme les dinosaures qui dépendent d'une nourriture abondante, de même que celle du plancton (élément important de la chaîne alimentaire) qui dépend de la photosynthèse. Les arguments en faveur de l'impact sont nombreux : la concentration anormalement élevée en iridium (voir causes extraterrestres), présence de quartz choqués, de sphérules dans les feldspaths, de magnétites nickélifères qui se forment lorsqu'une météorite riche en nickel entre en contact avec l'atmosphère oxygénée de la terre, et surtout la présence d'un astroblème de Chixulub. Cet astroblème de 260 km de diamètre suggère une dimension de la météorite évaluée à 10 km et à une énergie cinétique dégagée de 100 millions de mégatonnes.
- le volcanisme : comme pour la crise Permien-Trias, il existe la présence de trapps sur le continent indien nommées 'trapps de Deccan'. Celles-ci sont beaucoup plus importantes que celles de Sibérie. Les trapps de Deccan devaient avoir un volume initial de 3 000 000 de km3. Un tel volcanisme a pu avoir un impact non négligeable sur l'atmosphère par des émissions importante de CO2 et/ou de SO4, causant une intensification de l'effet de serre.
(3/4 - A suivre...)
|
