À un certain moment de l'histoire, presque toutes les espèces terrestres et marines ont disparu. Nous savons maintenant pourquoi. L'extinction de masse du Permien, appelée officieusement le Grand Mourant, est considérée comme l'un des plus grands événements géologiques de l'histoire de la vie sur Terre. Dans un laps de temps relativement court, environ 70% des vertébrés vivant sur terre et environ 90% des espèces marines ont disparu de la surface de la terre. L'extinction massive du Permien, pour être honnête, est devenue la plus grande catastrophe terrestre. Après tout, la Terre pour nous est avant tout la vie.
Il y a dix ans, on ne savait pas avec certitude quel déclencheur avait déclenché cette catastrophe très meurtrière il y a 252 millions d'années. La raison était entourée de mystère, les scientifiques ont proposé des dizaines de théories.
Et ainsi, plus récemment, les progrès de la technologie de datation et la recherche de preuves géologiques ont fourni une indication précise. La plupart des scientifiques sur Terre conviennent que la plus grande des extinctions des Big Five a été causée par un million d'années d'activité volcanique.
Mais cette énigme a-t-elle été résolue? Pas vraiment.
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Oui, environ 5 millions de kilomètres cubes de lave sont sortis quelque part dans ce qui est maintenant le nord-ouest de la Sibérie - assez pour couvrir la surface de la Terre à 10 mètres de profondeur - juste avant le début de l'extinction de masse. Cela a déclenché la libération d'énormes volumes de gaz à effet de serre qui ont soutenu le réchauffement climatique et gravement perturbé les systèmes de survie de la Terre.
Néanmoins, les détails exacts de la manière dont cela a conduit à l'extinction de tant de formes de vie restent le sujet d'un débat scientifique féroce.
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Et ce n'est pas seulement un intérêt académique. Cet événement catastrophique a joué un rôle important dans la formation de la flore et de la faune que nous voyons aujourd'hui. En outre, il existe des parallèles clairs entre les changements environnementaux qui ont eu lieu à l'époque et qui sont observés aujourd'hui. Certains disent que la sensibilisation de notre espèce à l'époque où la vie a presque cessé d'exister nous aidera à assurer notre propre survie à long terme.
En 1980, Louis et Walter Alvarez, père et fils de l'Université de Californie à Berkeley, ont fourni des preuves nouvelles et convaincantes que l'extinction de masse la plus célèbre - celle qui a eu lieu il y a 66 millions d'années - était le résultat d'une chute massive d'astéroïdes. Et a déclenché une vague d'intérêt pour les causes d'autres extinctions de masse, y compris la plus grande du Permien tardif.
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À l'époque, les chasseurs d'extinction occidentaux avaient moins de preuves d'accès car ils étaient situés en Chine et en Russie, et non dans les pays les plus ouverts. Mais cela ne les a pas empêchés de proposer diverses théories.
Certains ont souligné les effets secondaires de la formation du supercontinent de la Pangée, tels que l'abaissement de la profondeur de l'habitat marin où vivaient la plupart des espèces marines. D'autres ont souligné une forte baisse de l'oxygène dans les échantillons de roches du Permien tardif et une baisse du niveau de la mer - qui pourraient tous deux expliquer pourquoi les espèces marines ont eu une expérience si moche.
D'autres ont suggéré un rejet massif de méthane du fond marin. Il y avait aussi l'option que le volcanisme intense qui a laissé tant de roches volcaniques en Sibérie était un facteur spécial. Chaque coulée de lave suivante s'est propagée sur la précédente, créant une série de collines en escalier. Ils ont reçu le nom de pièges sibériens - du "trapp" suédois, c'est-à-dire des marches.
«On pensait alors que la fin de l'extinction massive du Permien s'était étendue sur plusieurs millions d'années», explique Paul Vignal, géologue à l'Université de Leeds qui a publié The Worst of Times sur les extinctions massives en septembre 2015.
Après avoir collecté des échantillons dans les Dolomites, en Italie, Vignal et Anthony Hallam de l'Université de Birmingham ont conclu dans un article publié en 1992 que l'extinction avait en fait duré des dizaines ou des milliers d'années.
Ce court laps de temps a incité beaucoup à partir à la recherche d'une catastrophe courte mais aiguë qui pourrait expliquer l'extinction - par exemple, la chute d'un astéroïde.
En faveur de cette idée, certains scientifiques pointent des grains rares de quartz de choc en Australie - des grains de sable qui se trouvaient sur le site du prétendu impact et qui ont été soumis à un fort impact physique dans ce processus. D'autres scientifiques travaillant en Antarctique ont découvert de l'hélium et de l'argon avec un rapport isotopique similaire à celui des météorites riches en carbone au début du système solaire.
Mais aucun cratère d'impact n'a été trouvé et tout s'est éteint.
«Nous n'avons tout simplement pas de preuves géologiques d'un impact ou de tout autre événement majeur qui pourrait conduire à une extinction de cette ampleur autre que les pièges sibériens», déclare Jonathan Payne, géologue et spécialiste d'extinction de masse à l'Université de Stanford en Californie, aux États-Unis.
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Au fur et à mesure que les méthodes de datation se sont améliorées et que des échantillons ont été collectés, le volcanisme est progressivement devenu le principal coupable - en particulier, après que les scientifiques ont conclu que les pièges sibériens se sont formés il y a environ un million d'années, et non 10 à 50 millions d'années, comme on le pensait auparavant.
Les conséquences des pièges sibériens ont été désastreuses. Les impacts les plus importants ont été observés dans les océans, en particulier sur les fonds marins.
De nombreux groupes ont complètement disparu, y compris l'un des premiers groupes d'arthropodes - les trilobites - et les rugosités primitives, les coraux, les blastoïdes, les parents des oursins modernes et des étoiles de mer. D'autres, comme les brachiopodes, les bryozoaires, les ammonites ressemblant à des calmars et les nénuphars, ont perdu la plupart de leurs espèces.
Les nageurs ont été un peu plus chanceux: les acanthodes et les placodermes ont disparu, mais de nombreux autres poissons et conodontes ressemblant à des anguilles sont restés pratiquement intacts.
Les organismes terrestres ont également été touchés. De nombreux groupes importants ont été détruits, y compris les gorgones, les prédateurs dominants à dents de sabre de l'époque et les volumineux paréiasaures herbivores.
Selon Dmitry Shcherbakov de l'Institut de paléontologie de Moscou, environ 40% des familles d'insectes de la fin du Permien ont été détruites. De nombreux groupes équatoriaux, tels que les cafards et les cigales, se sont déplacés vers le nord lorsque les températures ont augmenté.
En termes de plantes, les espèces forestières ont pratiquement disparu.
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De nombreux groupes de gymnospermes dominants ont décliné. Le charbon n'a pas été produit depuis environ 10 millions d'années, ce qui indique la disparition des plantes formant de la tourbe. Un autre signe de destruction mortelle sans ambiguïté des plantes est le «saut de champignon» - une énorme augmentation du nombre de spores fongiques fossilisées.
«Cela est interprété comme le résultat d'une explosion de champignons vivant sur des arbres morts ou mourants», déclare Barry Lomax de l'Université de Nottingham au Royaume-Uni. "Nous n'avons rien vu de tel sur aucune autre frontière géologique."
Une analyse précise de ce qui est mort et quand il est mort offre ainsi certains des meilleurs indices qui expliqueront comment les pièges sibériens ont pu avoir un si grand impact.
Lorsque Vinyal et ses collègues de l'Université des sciences terrestres de Chine à Wuhan ont examiné en détail les échantillons montrant le sort de 537 espèces marines en Chine, ils ont constaté que 92% d'entre elles avaient été détruites. Ils ont également constaté que l'extinction avait eu lieu en deux phases, séparées par 180 000 ans.
Le premier était surtout mortel pour les habitants des eaux peu profondes comme les coraux, vivant sur le fond d'animaux microscopiques fusulinides et plancton de radiolaires. Les extinctions de la deuxième vague se sont produites dans les profondeurs de l'océan.
De nouvelles espèces se sont développées assez rapidement après la première vague, mais le rétablissement a été beaucoup plus lent après la seconde - probablement en raison de raisons à long terme qui ont érodé les fondations profondes de nombreux écosystèmes. D'autres preuves provenant de restes végétaux récupérés au Groenland et en Antarctique soutiennent l'idée d'une double extinction de masse.
Qu'y a-t-il dans le volcanisme sibérien qui a causé tant de destructions pour la vie dans ses diverses manifestations permiennes?
Avec la lave, d'énormes volumes de gaz à effet de serre et d'autres gaz nocifs sont sortis. Celles-ci comprenaient d'énormes volumes de dioxyde de carbone et de dioxyde de soufre, ce qui a entraîné une hausse des températures.
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Le réchauffement des océans a réduit leur capacité à retenir l'oxygène et les courants qui transportaient normalement l'oxygène dans les profondeurs pouvaient ralentir ou s'arrêter. On pense que le manque d'oxygène a été la principale cause de l'extinction marine, comme le montrent les échantillons de roches à la frontière entre deux périodes géologiques dans différents endroits du monde.
«Presque tous les sédiments que nous avons examinés sont passés de riches en oxygène et en vie à pauvres en oxygène et en vie», explique Mike Benton, paléontologue à l'Université de Bristol. "Cette ligne est aussi absolue que le tranchant d'un couteau et est clairement visible."
Certains soulignent qu'à mesure que le niveau de dioxyde de carbone dans l'atmosphère augmentait, son niveau augmentait également dans les océans, l'eau devenait plus acide et moins susceptible d'encourager les organismes marins à fabriquer leurs coquilles. L'augmentation du niveau de dioxyde de carbone en général a eu un effet négatif sur le système d'échange d'oxygène des animaux marins.
«Les gens parlent de la trinité mortelle du réchauffement, de l'acidification et de la désoxygénation», dit Payne, qui affirme que l'acidification pourrait durer des dizaines de milliers d'années. "Toutes ces choses affectent la vie des animaux marins, leur métabolisme et l'utilisation de l'oxygène."
Vignal minimise cependant le rôle de l'acidification des océans. "Il ne fait aucun doute que si vous acidifiez la surface de l'océan, ce sera le cas, mais la plupart des organismes peuvent encore fabriquer leurs coquilles parce qu'ils le font dans leur corps, sans contact avec l'eau de mer environnante."
Le réchauffement a eu des conséquences importantes pour le territoire - mais incomparables avec celles qui ont conduit à des extinctions de telles proportions à cette époque. Les géologues accusent la libération de gaz nocifs semblables aux CFC comme le chlorométhane.
On pense que ces gaz sont générés lorsque les couches de charbon et de sel se réchauffent lorsque le magma se déplace vers la surface de la Sibérie. Ils conduisent à la destruction de la couche d'ozone, ce qui entraîne une augmentation significative de l'exposition aux rayons ultraviolets nocifs du soleil.
Des arguments pour soutenir cette théorie ont émergé en 2004, lorsque Henk Vischer de l'Université d'Utrecht aux Pays-Bas a présenté des preuves d'une augmentation significative des spores lymphoïdes mutées fossilisées pendant l'extinction de masse du Permien tardif.
D'autres ont suggéré que des facteurs de stress environnementaux comme une aridité accrue, plutôt qu'une augmentation du rayonnement, pourraient avoir causé des mutations. Lomax, cependant, soutient la théorie de Vischer. "Il y a eu d'autres périodes de sécheresse prolongée, et nous ne voyons aucune preuve d'une quelconque association avec la mutation des spores, il semble donc plus logique de les attribuer au rayonnement UV."
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Les gaz s'échappant des volcans ont formé des acides carboliques, sulfuriques et autres, qui sont tombés sous la forme de pluies acides, exacerbant le risque environnemental. Cela démontre comment l'environnement pourrait détruire des espèces directement et indirectement du jour au lendemain.
«La perte de plantes due aux rayons UV et aux pluies acides aurait dû supprimer l'épine dorsale de la chaîne alimentaire terrestre, entraînant la famine des herbivores, qui à leur tour étaient la source de nourriture des carnivores», dit Benton.
Beaucoup pensent que ces relations écosystémiques devraient être pensées par les gens du 21e siècle, car notre activité élève la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère à un niveau extrême. L'extinction de la fin de la période permienne donne matière à réflexion.
«En substance, nous créons ou accélérons l'extinction de masse à la fin du Permien», déclare Vignal. «Cependant, il faudra beaucoup de temps pour réchauffer les océans, et les modèles montrent que les océans seront en difficulté dans 200 à 300 ans en termes de teneur en oxygène dissous, et des problèmes de circulation océanique apparaîtront dans quelques milliers d'années. Qui sait ce que nous ferons alors."
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Payne souligne que l'extinction massive du Permien tardif pourrait être considérée comme bénéfique pour la vie à long terme - le nombre total d'espèces sur Terre a finalement augmenté encore plus qu'il ne l'a fait - mais son calendrier ne fournit pas de nourriture pour le confort.
«La plus grande extinction de l'histoire de la vie a beaucoup à voir avec les changements environnementaux qui se produisent aujourd'hui et auxquels on peut s'attendre dans les 100-1000 prochaines années», dit-il. "En fait, à long terme, cela aura un effet stimulant sur la diversité de l'écosystème, mais le rétablissement prendra des millions d'années, de sorte que la perte de diversité n'est guère bénéfique pour la société humaine."
Dans son livre de 1993 The Great Paleozoic Crisis, le paléobiologiste américain Doug Erwin a comparé le problème de l'évaluation des causes potentielles de l'extinction de masse à la fin du Permien avec la situation à laquelle Hercule Poirot est confronté dans Murder on the Orient Express. L'inspecteur Agatha Christie conclut finalement que tous les passagers du train étaient impliqués dans le meurtre.
Dans son dernier livre, Vignal décrit la conclusion de Poirot selon laquelle «tout le monde l'a fait» comme «paresseux». Au lieu de cela, il cite l'exemple de Sarah Lund, star du drame policier danois Murder. La liste des suspects s'allonge avec chaque série. (Il serait plus pratique pour nous de citer "The Seagull" de Chekhov comme exemple). Le tueur de Vignal est le volcanisme, entraînant le réchauffement, la désoxygénation des océans et l'appauvrissement de la couche d'ozone.
Cependant, les scientifiques ont accès à un nombre croissant de données de plus en plus précises en essayant d'isoler les différences dans les combinaisons exactes de facteurs causaux d'extinction dans différents écosystèmes, groupes et espèces, qui peuvent ne pas fournir de réponses directes. S'il s'agit d'un jeu de crime, alors c'est très complexe, avec un tas de cadavres, et ils ont été tués avec une variété d'armes.
"Les causes environnementales se multiplient plutôt que s'additionnent, il est donc difficile de choisir une chose", dit Payne. Ce n'est pas un échec de la science, mais plutôt une accusation contre notre demande de réponses simples.
