SIBÉRIE ORIENTALE, IL Y A 251 MILLIONS D'ANNÉES
Un flux gigantesque de matériau du manteau est sorti des entrailles dans la partie nord-est de la Pangée, où se trouvait la Sibérie, et a fait fondre la coquille de pierre. Les éruptions de lave basaltique et de cendres ont duré plusieurs milliers d'années et ont coïncidé avec l'extinction d'animaux la plus massive de l'histoire de la planète. Ce sont les couches de basalte gelées qui forment le paysage en escalier caractéristique de nombreuses hautes terres de la Sibérie orientale, comme le plateau de Putorana.
Figure: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
Pendant longtemps, les catastrophes mondiales susceptibles d'affecter l'évolution de la vie terrestre n'ont guère intéressé les scientifiques. Il était plus important pour les géologues et les paléontologues de comprendre le changement progressif et continu des espèces. Ce n'est que relativement récemment, au milieu du siècle dernier, lorsqu'il a été établi que les extinctions massives coïncidaient dans le temps avec des événements catastrophiques, tels que des flambées de volcanisme et la chute de météorites, elles ont commencé à être étudiées à bon escient.
Pour la première fois, le naturaliste français Georges Cuvier a évoqué les catastrophes survenues sur Terre dans le passé au début du XIXe siècle. Le talentueux paléontologue a compris que les animaux des époques passées étaient complètement différents de ceux actuels, que, par exemple, les os des ichtyosaures et des plésiosaures sont situés dans certaines couches des Alpes et qu'il est inutile de les rechercher dans les sédiments ultérieurs. Et les os de lamantins et de phoques, au contraire, ne doivent pas être recherchés à côté des restes d'ichtyosaures. En tant qu'anatomiste comparé expérimenté qui a étudié les vastes collections de momies animales et de leurs bas-reliefs en pierre, pris par les soldats de Napoléon en Egypte, il a vu que les espèces animales n'ont pas changé pendant 2000-3000 ans. De sorte que dans l'histoire de la Terre qui ne durait pas plus de 100 000 ans, comme on le croyait, il y avait des changements fréquents dans les espèces du monde animal, certains événements destructeurs à court terme sont nécessaires. Et Cuvier a proposé l'idée de catastrophes périodiques, dont les victimes étaient d'innombrables êtres vivants: "Certains, les habitants de la terre, ont été absorbés par les inondations, d'autres, habitant les entrailles des eaux, se sont retrouvés sur terre avec le fond soudainement soulevé de la mer …"
AMÉRIQUE DU NORD, IL Y A 65,5 MILLIONS D'ANNÉES
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Un cratère et des roches spéciales découverts dans la région de la péninsule du Yucatan, sur le territoire du Mexique moderne, indiquent qu'un astéroïde y est tombé. Sa chute a eu des conséquences catastrophiques: la vague de souffle a brûlé presque toute la vie dans la région, et un tsunami monstrueux a dévasté la côte. La vague a transporté la vie marine sur la côte, comme les mollusques ammonites et les lézards de mer - des mosasaures cachés dans une coquille en spirale. Leurs restes se trouvaient à des kilomètres de l'eau et servaient de nourriture aux rares habitants survivants du pays. Lorsqu'il a touché le sol, l'astéroïde s'est évaporé et a éliminé du cratère un mélange de poussière, de cendres, de vapeur caustique qui, s'élevant dans l'atmosphère, l'a empoisonné et a éclipsé le Soleil. La vague de froid et les pluies acides ont probablement duré plusieurs années. Cet événement s'est accompagné de l'extinction de 35% des espèces de la vie marine, ainsi que de tous les grands reptiles: lézards de mer,dinosaures et ptérosaures.
Figure: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
Les scientifiques sont revenus à l'idée de catastrophes géologiques 100 ans plus tard, lorsqu'ils ont remarqué que l'augmentation progressive de la diversité des organismes qui habitaient la Terre était interrompue par au moins deux énormes baisses de leur nombre. Ces ruptures coïncident avec les frontières des époques géologiques: paléozoïque, mésozoïque et cénozoïque.
L'extinction la plus massive d'êtres vivants de toute l'histoire de la Terre s'est produite il y a 251 millions d'années, à la fin de l'ère paléozoïque. Plus de 90% des espèces marines et 70% des espèces terrestres ont disparu à jamais de la surface de la Terre - seules les plus petites et les plus simples sont restées. Dans les océans, la formation de récifs, qui était auparavant répandue dans toutes les mers, s'est arrêtée, et sur terre - l'accumulation de charbon, puisque les forêts luxuriantes qui le recouvraient de lymphoïdes arborescents, de fougères et de divers gymnospermes anciens ont disparu. Les scientifiques recherchent les raisons de cette extinction tant dans l'état de la biosphère elle-même qu'à l'extérieur. Parmi les causes externes d'extinction aujourd'hui, le plus souvent appelé catastrophe causée par de puissantes éruptions volcaniques en Sibérie orientale et en partie occidentale. C'était un événement géologique à court terme qui a fortement influencé la biosphère. Ses traces sont capturées sous la forme d'une vaste strate de basaltes, de plusieurs kilomètres d'épaisseur, appelée pièges sibériens.
Dans la falaise du plateau de Putorana, une strate de basaltes est clairement visible, qui a éclaté il y a 251 millions d'années dans les plus brefs délais - des milliers d'années. La couverture de lave ancienne à ces endroits atteint une épaisseur de 1,8 kilomètres.
Photo: SERGEY FOMIN / LOOK RUSSE
Ils se sont formés dans l'intervalle de temps géologique le plus court - environ 160 000 ans, et peut-être pas plus de 8 000 ans. Les laves basaltiques couvraient un maximum de 7 millions de kilomètres carrés de terres. De 2 à 3 millions de kilomètres cubes de matières volcaniques ont été expulsés des entrailles, dont des millions de gigatonnes de dioxyde de carbone. Le contenu de ce dernier dans l'atmosphère de l'époque a augmenté de 7 à 10 fois. (Par exemple, si l'humanité brûle tous les combustibles fossiles au cours du siècle actuel, la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère augmentera 2-3 fois.) De plus, le réchauffement de l'atmosphère dû aux gaz à effet de serre et aux panneaux solaires particuliers sous forme de nuages, constitués de grosses particules de les cendres et l'envolée sur toute la planète, ont conduit au réchauffement des couches supérieures de l'océan et à la libération de milliards de tonnes de méthane,jusque-là enchaîné par des cristaux de glace sur l'étagère. Ce gaz est l'un des facteurs de serre les plus efficaces, de plus, il s'oxyde rapidement, en prélevant de l'oxygène dans l'atmosphère. L'effet global des changements atmosphériques a été renforcé par la paléogéographie particulière de la planète. À cette époque, tous les continents s'unissaient en un seul supercontinent - la Pangée, s'étendant de pôle en pôle. (La plate-forme sibérienne était dans sa partie nord-est.) Sur le centre, loin de la côte, une vaste zone du supercontinent, presque aucune pluie n'est tombée, elle était sèche et pratiquement sans vie. Les animaux terrestres se sont concentrés à la périphérie de Pangée, bordée par des chaînes de montagnes, et se sont progressivement déplacés vers sa côte sud, antarctique, où il ne faisait pas trop chaud. La baisse de la teneur en oxygène dans l'atmosphère a rendu la vie en montagne impossible,et seules de petites zones basses sont restées habitées.
Dans un tel environnement, la plupart des reptiles et des poissons, ainsi que les algues calcaires, les coraux et les éponges, se sont retrouvés dans les conditions les plus défavorables. Le premier a souffert d'un manque d'oxygène et d'un empoisonnement au dioxyde de carbone, le second a été ruiné par l'acidification des eaux de mer causée par la dissolution de l'excès de dioxyde de carbone dans celles-ci. Certains amphibiens terrestres ont survécu, ainsi que des reptiles, par exemple, la protérosuchie - les ancêtres des dinosaures, les cynodontes - les dinosaures ressemblant à des animaux, les ancêtres des mammifères et les lystrosaurs - leurs parents éloignés. C'étaient de petits animaux qui nécessitaient moins d'énergie pour rester actifs, ce qui signifiait qu'ils consommaient moins d'oxygène. Les lystrosaures avaient des adaptations qui, au contraire, leur permettaient d'absorber plus d'air, et donc d'oxygène, - une poitrine élargie et des parties du crâne associées à la respiration. Parmi les animaux marins, les plus petits foraminifères, brachiopodes et bivalves ont également survécu à la catastrophe, car ils avaient besoin de moins de nourriture et d'oxygène. Leurs grands parents ont disparu. La flore terrestre n'a pas moins souffert que la faune - les excrétions volcaniques contenant du chlore ont détruit la couche d'ozone, le rayonnement ultraviolet dur a paralysé les spores qui n'avaient pas encore germé, les pluies d'acide sulfurique ont brûlé le feuillage et les derniers jus d'arbres mourants ont aspiré les champignons en prolifération. Le niveau passé de biodiversité sur Terre n'a été restauré que 60 millions d'années plus tard, au milieu de la période jurassique. Le rayonnement ultraviolet dur a paralysé les spores qui n'avaient pas encore germé, les pluies d'acide sulfurique ont brûlé le feuillage et les derniers jus d'arbres mourants ont aspiré les champignons prolifiques. Le niveau passé de biodiversité sur Terre n'a été restauré que 60 millions d'années plus tard, au milieu de la période jurassique. Le rayonnement ultraviolet dur a paralysé les spores qui n'avaient pas encore germé, les pluies d'acide sulfurique ont brûlé le feuillage et les derniers jus d'arbres mourants ont aspiré les champignons prolifiques. Le niveau passé de biodiversité sur Terre n'a été restauré que 60 millions d'années plus tard, au milieu de la période jurassique.
Facteur cosmique
Dans de nombreux endroits sur Terre, où d'anciens fonds marins remontent à la surface, vous pouvez voir une fine couche d'argile, formée il y a 65 millions d'années. C'est là-dessus que les géologues dessinent la frontière entre les époques mésozoïque et cénozoïque. Un exemple notable d'une telle frontière a été récemment découvert dans le sud-est de l'Espagne, près de la ville de Caravaca de la Cruz - une fine couche d'argile rougeâtre, de plusieurs millimètres, parmi de nombreux mètres de marnes blanches. Sous cette couche, il y a les restes de divers animaux qui habitaient les mers de l'ère mésozoïque: les os de lézards de mer, des coquilles d'ammonites et les plus petites créatures planctoniques - foraminifères et coccolithophoridés, à partir desquels se sont formés des limons calcaires, qui se sont finalement transformés en roches calcaires - marnes. On y trouve également des coquilles fossilisées de minuscules crustacés, qui ont avalé des particules d'argile,Ils ont été pressés en morceaux - des boulettes - et sous une forme plus «lourde» ont été envoyés au fond, créant une masse de matière sédimentaire. Et «soudainement» tous ces animaux ont disparu, et donc la formation de sédiments calcaires s'est complètement arrêtée, tandis que le taux d'accumulation de particules d'argile a chuté des centaines de fois - cela est démontré par la faible épaisseur de la couche limite. Pendant plusieurs milliers d'années, la mer est restée presque inhabitée, puis la vie a fait des ravages, et la chronique géologique a enregistré sa restauration, qui a commencé par la reproduction effrénée de quelques et petites espèces survivantes de foraminifères. Les coquilles de leurs descendants formaient de nouvelles couches de marnes blanches.le taux d'accumulation des particules d'argile a chuté des centaines de fois - ceci est démontré par la faible épaisseur de la couche limite. Pendant plusieurs milliers d'années, la mer est restée presque inhabitée, puis la vie a fait des ravages et la chronique géologique a enregistré son rétablissement, qui a commencé par la reproduction effrénée de quelques et petites espèces de foraminifères survivantes. Les coquilles de leurs descendants formaient de nouvelles couches de marnes blanches.le taux d'accumulation des particules d'argile a chuté des centaines de fois - ceci est démontré par la faible épaisseur de la couche limite. Pendant plusieurs milliers d'années, la mer est restée presque inhabitée, puis la vie a fait des ravages et la chronique géologique a enregistré son rétablissement, qui a commencé par la reproduction effrénée de quelques et petites espèces de foraminifères survivantes. Les coquilles de leurs descendants formaient de nouvelles couches de marnes blanches.
EUROPE DE L'OUEST, IL Y A 5,33 MILLIONS D'ANNÉES
Alors qu'en Afrique de l'Est les ancêtres des Australopithèques maîtrisaient la savane, la mer Méditerranée a connu une grave crise environnementale. Les chaînes de montagnes grandissantes ont bloqué sa communication avec les océans Indien et Atlantique, faute d'eau, la mer s'est progressivement asséchée. Un immense bassin d'une profondeur allant jusqu'à 5 kilomètres par endroits est resté presque sans eau pendant des centaines de milliers d'années. La crise s'est terminée par une percée soudaine des eaux de l'Atlantique à travers le détroit de Gibraltar. Dans ce cas, trois facteurs pourraient simultanément jouer un rôle clé: l'élévation du niveau de l'océan mondial, les processus tectoniques et l'érosion des parois du bassin. L'eau de mer a plongé dans la dépression, formant la plus grande cascade connue aujourd'hui. L'assèchement et le remplissage catastrophique de la mer Méditerranée sont capturés dans de nombreux kilomètres de sel et de gypse, dans de nombreuses grottes,des canyons fluviaux enfouis et le fond en escalier du détroit de Gibraltar.
Figure: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
On ne peut que deviner ce qui s'est passé sur terre au cours de ces millénaires, car il n'y a pas de frontière clairement tracée dans les couches marines des sédiments terrestres. Il est précisément établi que les hôtes de la terre - divers et nombreux dinosaures et ptérosaures - n'ont pas survécu à cette frontière.
Quels événements se sont produits il y a 65 millions d'années qui ont séparé les époques géologiques et ont provoqué de tels changements globaux? À la recherche d'une réponse à cette question, les scientifiques se sont tournés vers les facteurs cosmiques. Au milieu du 20e siècle, les astrophysiciens ont découvert le phénomène de la naissance de supernovae associé à d'énormes sursauts d'énergie, et les paléontologues ont supposé que cette énergie soudainement libérée, atteignant la Terre, pouvait déchirer sa magnétosphère, qui protégeait la planète des radiations fortes, et condamnerait ainsi ses habitants à mort. Cependant, il n'a pas été possible d'étayer cette hypothèse en étudiant les données géologiques.
De plus, une autre idée de catastrophe spatiale est rapidement née, qui a rapidement gagné en popularité. Le géophysicien américain Walter Alvarez a découvert près de la ville italienne de Gubbio dans une fine couche d'argile, marquant la frontière des époques mésozoïque et cénozoïque, une teneur inhabituellement élevée en iridium, des centaines de fois plus élevée que la concentration moyenne dans les roches ordinaires. Le père de Walter, le physicien atomique Luis Alvarez, a aidé à trouver une explication à ce phénomène. Il s'est avéré que les fragments de météorites tombés sur Terre contiennent également beaucoup d'iridium et d'autres métaux du groupe du platine. Cela signifie que ces éléments pourraient pénétrer dans la couche d'argile à la suite de l'impact d'un corps spatial. Les Alvares se sont intéressés à la coïncidence de l'époque de la supposée chute de la météorite et de la mort des dinosaures et ont lié ces deux événements en une seule hypothèse de «l'hiver astéroïde» par analogie avec «l'hiver nucléaire»:si un astéroïde de plus de 10 kilomètres de diamètre s'écrasait sur la Terre à une vitesse de 20 kilomètres par seconde, alors une monstrueuse libération d'énergie se produisait, dépassant 10 000 fois toutes les réserves nucléaires actuelles des terriens. Une partie des habitants du Mésozoïque est immédiatement décédée du choc et des vagues de chaleur, le reste s'est éteint des conséquences de la chute - la poussière qui s'est envolée dans l'atmosphère reflétait les rayons du soleil. La vague de froid a commencé et la végétation, laissée sans lumière et sans chaleur, a commencé à mourir. Cela a été suivi par l'extinction massive d'animaux privés de nourriture.le reste s'est éteint des conséquences de la chute - la poussière qui s'est envolée dans l'atmosphère reflétait les rayons du soleil. La vague de froid a commencé et la végétation, laissée sans lumière et sans chaleur, a commencé à mourir. Cela a été suivi par l'extinction massive d'animaux privés de nourriture.le reste s'est éteint des conséquences de la chute - la poussière qui s'est envolée dans l'atmosphère reflétait les rayons du soleil. La vague de froid a commencé et la végétation, laissée sans lumière et sans chaleur, a commencé à mourir. Cela a été suivi par l'extinction massive d'animaux privés de nourriture.
Après la parution d'une petite note d'Alvaresov en 1980 dans la revue Science, le nombre d'articles scientifiques sur les catastrophes mondiales s'est multiplié par centaines. Tout d'abord, ils cherchaient des preuves de l'exactitude des physiciens qui touchaient aux intérêts de la paléontologie. Et ils ont trouvé beaucoup: dans presque toutes les sections, où la couche limite âgée de 65 millions d'années est assez bien prononcée, une anomalie d'iridium a été notée, ainsi que des cristaux de quartz avec une structure de choc - de petites fissures parallèles qui apparaissent à très haute pression, des tektites (gouttes refroidies de la fonte formée pendant impact d'une grosse météorite sur les roches), couches de suie. Le cratère Chicxulub a également été découvert au Mexique, le moment de son apparition coïncide approximativement avec cette frontière.
Inondation méditerranéenne
Georges Cuvier considérait les inondations marines comme la cause principale des extinctions mondiales, mais cette hypothèse n'a pas été confirmée par les géologues modernes. Pour inonder la terre entière, à l'exception des hautes montagnes, et détruire la plupart des habitants terrestres, au moins deux conditions sont nécessaires: une augmentation du niveau de l'océan mondial de centaines de mètres et la fugacité de l'événement. Aujourd'hui, lorsque la hauteur moyenne des continents au-dessus du niveau de la mer est de 670 mètres, le volume de l'océan mondial devrait presque doubler. Un tel événement ne s'est jamais produit dans l'histoire de la terre et, en raison du manque de telles réserves d'eau gratuite, est difficilement possible à l'avenir. Deux phénomènes principaux régulent le niveau de l'océan mondial - les changements dans la zone des glaciers continentaux et des dorsales médio-océaniques (hautes chaînes de montagnes situées dans les parties centrales de tous les océans). Vaste glaciersl'absorption d'énormes masses d'eau et la compression des dorsales médio-océaniques conduisent au fait que les océans et les mers reculent, drainant de vastes zones du plateau. Processus inversés - la fonte des glaciers et la croissance d'un réseau de monts sous-marins poussant les masses d'eau hors du bol océanique, contribuent à l'élévation du niveau de l'océan mondial. La coïncidence de ces deux facteurs peut provoquer une élévation très importante de la mer, comme cela s'est produit au milieu du Crétacé, il y a environ 90 millions d'années. Selon les dernières estimations, le niveau de l'océan mondial a augmenté de 250 mètres, inondant de vastes étendues de terres. Cependant, considérer cette augmentation comme une inondation catastrophique est entravée par la longue durée de l'événement - des millions d'années, c'est la durée de la croissance des chaînes de montagnes sous-marines. L'océan vient lentement, récupérant de la terre d'un millimètre par an. Le monde animal parvient à s'adapter à ce rythme,et il n'y a pas d'extinction de masse rapide.
Les fonds marins du Crétacé avant de se vider il y a 65 millions d'années. À gauche - coquilles de mollusques, «dinosaures des mers», ainsi nommés pour leur grande taille et leur extinction simultanée. Le diorama a été créé à partir d'objets paléontologiques authentiques de Santiago Lafargue.
Photo: ANDREY ZHURAVLEV
Des inondations locales, c'est-à-dire des inondations rapides des terres, se sont produites plusieurs fois dans le passé, mais dans un espace très limité - elles n'ont jamais couvert la planète entière et n'ont pas causé beaucoup de dégâts aux habitants des terres. La plus grande inondation confirmée de manière fiable s'est produite il y a à peine 6 millions d'années en Méditerranée. À ce moment-là, en raison de l'isolement des océans Indien et Atlantique, la mer Méditerranée s'est asséchée, se transformant en un vaste bassin, à près de 5 kilomètres de profondeur par rapport au niveau de l'océan mondial. Son fond s'est progressivement rempli d'une couche de gypse et de sel de trois kilomètres, formée lors de l'évaporation de l'eau de mer, et dans les saumures chaudes des lacs peu profonds conservés à certains endroits, seules des bactéries spéciales, les haloarcées, pouvaient survivre. Cette étape de l'histoire de la région est appelée la crise de Messine - d'après le nom de la province de Sicile, où le sel était extrait depuis l'Antiquité. Les géologues ont très précisément fixé le moment où la crise messinienne a pris fin - cela s'est produit il y a 5,33 millions d'années, lorsque les eaux de l'océan Atlantique ont commencé à pénétrer le long de fissures tectoniques à travers le côté ouest du bassin. À un moment donné, l'eau a traversé un canal assez large dans les rochers - l'actuel détroit de Gibraltar - et a jailli comme une cascade dans la plaine sèche et saline. Le remplissage de la mer Méditerranée a eu lieu très rapidement - seulement 15 000 à 20 000 ans, au cours desquels des communautés marines ordinaires s'y sont installées. L'hypothèse d'une crue catastrophiquement rapide dans le bassin méditerranéen a été l'une des premières à être exprimée par le géologue soviétique Ivan Chumakov,qui a travaillé à la construction du barrage d'Assouan en Égypte dans les années 1970 et a découvert, selon les données de forage, un ancien lit du Nil rempli de sédiments marins. La crue de Messine a considérablement influencé le climat de sa région, mais n'a pas entraîné de changements significatifs dans la biosphère.
Dans le néocatastrophisme - c'est le nom de la théorie de Cuvier mise à jour - il y a beaucoup d'hypothèses qui n'ont pas encore de preuves factuelles. Si l'existence d'époques de volcanisme puissant ne fait aucun doute, car elles ont laissé des traces sans ambiguïté dans la croûte terrestre, alors il n'est pas facile de prouver la chute de l'astéroïde et surtout l'heure exacte de cette chute. De plus, dans les deux cas, il est extrêmement difficile d'établir exactement comment les conséquences de la catastrophe ont conduit à l'extinction de l'espèce. Il n'y a toujours pas d'explication pour le fait que certaines catastrophes majeures (par exemple, les effusions de basalte en Amérique du Sud et en Afrique il y a 130 millions d'années) n'ont pas entraîné la mort massive d'organismes vivants. Pour toutes les extinctions majeures de l'histoire de la Terre (il y en a six), il n'a pas été possible de trouver des causes catastrophiques - volcaniques, cosmiques ou autres. En raison du manque de faits, il est encore difficile de jugerCependant, la force de l'impact des catastrophes sur l'évolution de la vie, les scientifiques, même ceux qui soutiennent le néo-catastrophisme, s'accordent sur une chose: et la plus destructrice des anciennes catastrophes ne pourrait pas détruire complètement la vie terrestre. Il y a toujours eu quelqu'un qui a donné naissance à de nouveaux habitants de la planète.
Andrey Zhuravlev