Une étude remodèle la compréhension de l’extinction massive à la fin du Dévonien

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.

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.

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.

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 de masse 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 (plantes) et chimiques (volcans) d'extinction massive. Nos analyses démontrent que les influences sont bien plus mitigées qu’un scénario « soit l’un soit l’autre ».

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 dû à 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.

“Tout au long de l'histoire de la Terre, il y a eu une série d'innovations biologiques et d'événements géologiques qui 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 global et climatique moderne entraîné par les activités humaines. Nous avons beaucoup à apprendre. L'histoire de la Terre qui peut nous aider à réfléchir à des stratégies et à des actions pour éviter de futurs points de bascule. »