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Une énorme éruption volcanique n’a pas provoqué de changement climatique et d’extinction de masse il y a 140 millions d’années

Cet article a été initialement publié sur La conversation. La publication a contribué à l’article à 45secondes.fr’s Voix d’experts: Op-Ed & Insights.

Joshua Davies, Professeur, Sciences de la Terre et de l’atmosphère, Université du Québec à Montréal (UQAM)

Brenda Chung Rocha, Professeur, Géosciences, Universidade de São Paulo

Nicolas Greber, Professeur assistant, Géochimie, Université de Berne

Les extinctions massives sont des moments du passé de la Terre où de grandes proportions de vie sont mortes soudainement et de manière catastrophique. Celles-ci se sont produites périodiquement au cours des 550 derniers millions d’années. Les causes exactes de ces extinctions ne sont pas entièrement comprises, mais il semble y avoir une coïncidence remarquable entre les extinctions massives et les énormes éruptions volcaniques qui forment de grandes provinces ignées (PLI).

Les LIP sont des volcans massifs qui produisent des millions de kilomètres cubes de magma basaltique en très peu de temps. Leur échelle est beaucoup plus grande que les célèbres super éruptions – comme le supervolcan de la caldeira de Yellowstone – qui libèrent généralement moins de 5000 kilomètres cubes de magma.

Le magma des LIP peut libérer suffisamment de gaz pendant l’éruption, comme le dioxyde de carbone (un gaz à effet de serre) ou des composés à base de soufre, pour changer le climat. Ce changement climatique affecte à son tour la composition des océans et conduit rapidement à la mort de la vie sur Terre.

Alors que d’énormes éruptions volcaniques ont été liées à des extinctions massives sur Terre, nos recherches montrent que l’un des plus grands PLI connus au monde peut n’avoir eu aucun effet sur le climat ou provoqué des extinctions. Avant notre étude, l’âge précis du LIP n’était pas vraiment connu; grâce à notre jeu de données amélioré et à une analyse de plus grande précision, nous avons pu montrer que ces choses ne se sont pas produites en même temps.

Pas seulement des éruptions

La recherche a également suggéré que le basalte des PLI, qui pénètre dans la croûte, peut chauffer et changer – métamorphose – des roches sédimentaires riches en volatiles, composés qui se vaporisent facilement. Ce métamorphisme peut libérer d’énormes quantités de gaz tels que le méthane et le dioxyde de soufre des sédiments, qui modifient également le climat – conduisant à des extinctions massives.

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Ces deux mécanismes ont été accusés d’être à l’origine du changement climatique qui a entraîné des extinctions massives. Cependant, il existe également des cas de LIP qui ne semblent pas provoquer d’extinctions de masse et également des extinctions sans LIP apparente. La relation entre ces énormes éruptions volcaniques LIP et les extinctions massives n’est peut-être pas aussi claire qu’on le pensait auparavant. Démêler les mécanismes exacts impliqués a fait l’objet de nombreuses études scientifiques.

Un facteur extrêmement important à considérer est l’âge exact du LIP par rapport à l’extinction de masse. Si les âges du changement climatique, l’extinction de masse associée et le PLI ne se chevauchent pas, alors le volcanisme n’est pas la cause.

Une interprétation artistique d'un paysage post-éruption volcanique.

Une interprétation artistique d’un paysage post-éruption volcanique. (Crédit d’image: Shutterstock)

Éruption brésilienne

Pour déterminer si l’un des plus grands PLI du monde a provoqué un changement climatique massif et une extinction massive, notre équipe de recherche a généré des âges très précis pour la PLI de Paraná-Etendeka au Brésil. Nous avons daté le zircon minéral qui s’est cristallisé dans les coulées de lave en éruption en utilisant le système U-Pb nous permettant de déterminer avec précision l’âge d’éruption des laves. Cette technique produit des âges précis et précis pour les LIP.

De nombreuses études avaient lié cette LIP à un événement d’extinction de masse retrouvé dans les océans. La première chose que nous voulions savoir était quand cette LIP a éclaté et pendant combien de temps. Une fois que nous avons eu cette information, nous pourrions déterminer si elle s’est produite exactement au même moment que l’événement d’extinction de masse.

Notre étude s’est concentrée sur la province magmatique du Paraná – la partie sud-américaine du PLI au Brésil – qui est de loin la plus grande et a produit environ un million de kilomètres cubes de magma.

Lorsque ce LIP a éclaté, il y a 140 millions d’années, l’Amérique du Sud et l’Afrique étaient connectées et faisaient partie du supercontinent du Gondwana. Ce PLI a éclaté au Brésil et en Namibie, lorsque ces deux zones étaient voisines avant l’ouverture de l’océan Atlantique Sud.

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De nombreuses études ont suggéré que ce PLI a provoqué un changement climatique global qui a conduit à une petite extinction de masse et également à une réduction de la concentration d’oxygène dans les océans. Cette période est appelée l’événement valanginien.

Aucun effet environnemental

Nos recherches montrent que le Paraná LIP a éclaté extrêmement rapidement, environ un million d’années après l’extinction de masse et qu’il est donc peu probable qu’il en ait été la cause. Il y a une partie plus ancienne du Paraná LIP sur laquelle nous n’avons pas travaillé et qui aurait pu provoquer l’événement valanginien. Mais la plupart des PLI éclatent sur une très courte période de temps, il est donc peu probable que la partie la plus ancienne ait plus d’un million d’années de plus que le reste de la province.

Nous n’avons pas non plus travaillé sur la partie Etendeka de la province en Namibie. Cependant, cette partie de la province est extrêmement petite par rapport à la partie sud-américaine, et nous nous attendons à ce qu’elle ait éclaté en même temps que le Paraná, même si elle peut avoir continué à éclater plus longtemps (et donc peut-être plus jeune).

Notre étude du Paraná LIP prouve que l’éruption d’énormes volumes de magma LIP à elle seule peut ne pas suffire à provoquer des extinctions massives. La question qui demeure est de savoir pourquoi cette énorme éruption de magma n’a eu presque aucun effet sur le climat; notre théorie est que le manque de sédiments riches en matières volatiles autour du LIP de Paraná signifie qu’aucun volatil supplémentaire n’a été libéré en raison du métamorphisme lors du positionnement ou de la mise en place du LIP. Peut-être que le métamorphisme des sédiments par les magmas LIP, et le gaz libéré qui y est associé, est-il le principal moteur du changement climatique conduisant à des extinctions massives?

Le plus grand événement d’extinction de masse de la Terre s’est produit à la fin de la période permienne, coïncidant avec l’éruption des pièges sibériens LIP. Ce PLI a pénétré de grands bassins sédimentaires riches volatils, ce qui a probablement provoqué la libération de quantités massives de composés volatils.

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Nos résultats pour le Paraná LIP dépendent également de l’âge de l’événement valanginien. Actuellement, l’estimation de l’âge de cet événement est basée sur une analyse cyclique des sédiments océaniques, mais il est possible qu’avec une plus grande précision, nous puissions trouver qu’il chevauche le LIP du Paraná. Alors que d’énormes éruptions volcaniques ont été liées à des extinctions massives sur Terre, nos recherches montrent que l’un des plus grands PLI connus au monde peut n’avoir eu aucun effet sur le climat ou provoqué des extinctions. Mais pour l’instant, il semble que le Paraná LIP n’ait pratiquement pas eu d’effet environnemental sur notre planète.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.

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