Événement d'extinction Crétacé-Paléogène -Cretaceous–Paleogene extinction event

Météoroïde entrant dans l'atmosphère avec une boule de feu
colline rocheuse sombre entourée d'un petit plateau semi-désertique et de falaises profondes
coteau rocheux avec stries rocheuses
rock in museum avec superposition
Couche d'argile du Paléogène du Crétacé avec le doigt pointant vers la frontière
Dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du haut à gauche :
  • Vue d'artiste d'un astéroïde de quelques kilomètres de diamètre entrant en collision avec la Terre. Un tel impact peut libérer l'énergie équivalente de plusieurs millions d'armes nucléaires explosant simultanément ;
  • Bali Khila, une colline érodée des pièges du Deccan , qui sont une autre hypothèse de l'événement d'extinction de K-Pg ;
  • Badlands près de Drumheller , Alberta , où l'érosion a exposé la limite K–Pg ;
  • Couche d'argile complexe du Crétacé-Paléogène (grise) dans les tunnels de Geulhemmergroeve près de Geulhem , Pays-Bas (le doigt se trouve sous la limite actuelle du Crétacé-Paléogène) ;
  • Roche du Wyoming avec une couche intermédiaire d'argile qui contient 1 000 fois plus d' iridium que les couches supérieure et inférieure. Photo prise au musée d'histoire naturelle de San Diego.

L' événement d'extinction du Crétacé-Paléogène ( K-Pg ) (également connu sous le nom d' extinction du Crétacé-Tertiaire ( K-T ) ) était une extinction massive soudaine des trois quarts des espèces végétales et animales sur Terre , il y a environ 66 millions d'années. À l'exception de certaines espèces ectothermes telles que les tortues marines et les crocodiliens , aucun tétrapode pesant plus de 25 kilogrammes (55 livres) n'a survécu. Elle marquait la fin du Crétacé , et avec elle l' ère mésozoïque , tout en annonçant le début de l' ère cénozoïque , qui se poursuit à ce jour.

Dans les archives géologiques , l'événement K–Pg est marqué par une fine couche de sédiments appelée limite K–Pg , que l'on retrouve partout dans le monde dans les roches marines et terrestres. L'argile limite présente des niveaux inhabituellement élevés d' iridium métallique , qui est plus courant dans les astéroïdes que dans la croûte terrestre .

Comme proposé à l'origine en 1980 par une équipe de scientifiques dirigée par Luis Alvarez et son fils Walter , on pense maintenant généralement que l'extinction de K – Pg a été causée par l'impact d'un astéroïde massif de 10 à 15 km (6 à 9 mi) de large. , il y a 66 millions d'années, qui a dévasté l'environnement mondial, principalement par un impact persistant de l'hiver qui a stoppé la photosynthèse des plantes et du plancton . L'hypothèse d'impact, également connue sous le nom d' hypothèse d'Alvarez , a été renforcée par la découverte du cratère Chicxulub de 180 km (112 mi) dans la péninsule du Yucatán du golfe du Mexique au début des années 1990, qui a fourni des preuves concluantes que la limite K – Pg l'argile représentait les débris d'un impact d'astéroïde . Le fait que les extinctions se soient produites simultanément fournit des preuves solides qu'elles ont été causées par l'astéroïde. Un projet de forage de 2016 dans l' anneau de pointe de Chicxulub a confirmé que l'anneau de pointe comprenait du granit éjecté en quelques minutes du plus profond de la terre, mais ne contenait pratiquement pas de gypse , la roche de fond marin contenant du sulfate habituelle dans la région : le gypse se serait vaporisé et dispersé. sous forme d' aérosol dans l'atmosphère, entraînant des effets à plus long terme sur le climat et la chaîne alimentaire . En octobre 2019, des chercheurs ont rapporté que l'événement avait rapidement acidifié les océans , provoquant un effondrement écologique et, de cette manière également, produit des effets durables sur le climat, et était donc une des principales raisons de l'extinction massive à la fin du Crétacé. .

D'autres facteurs causaux ou contributifs à l'extinction peuvent avoir été les pièges du Deccan et d'autres éruptions volcaniques, le changement climatique et le changement du niveau de la mer. Cependant, en janvier 2020, les scientifiques ont rapporté que la modélisation climatique de l'événement d'extinction favorisait l' impact de l'astéroïde et non le volcanisme .

Un large éventail d'espèces terrestres ont péri lors de l'extinction du K-Pg, les plus connues étant les dinosaures non aviaires , ainsi que les mammifères, les oiseaux, les lézards, les insectes , les plantes et tous les ptérosaures . Dans les océans, l'extinction du K-Pg a tué des plésiosaures et des mosasaures et dévasté des poissons téléostéens , des requins , des mollusques (en particulier des ammonites , qui ont disparu) et de nombreuses espèces de plancton. On estime que 75% ou plus de toutes les espèces sur Terre ont disparu. Pourtant, l'extinction a également fourni des opportunités évolutives : dans son sillage, de nombreux groupes ont subi un rayonnement adaptatif remarquable - une divergence soudaine et prolifique vers de nouvelles formes et espèces au sein des niches écologiques perturbées et vidées. Les mammifères, en particulier, se sont diversifiés au Paléogène , évoluant sous de nouvelles formes telles que les chevaux , les baleines , les chauves -souris et les primates . Le groupe de dinosaures survivant était composé d'aviaires, quelques espèces d'oiseaux terrestres et aquatiques, qui rayonnaient dans toutes les espèces d'oiseaux modernes. Entre autres groupes, des poissons téléostéens et peut-être des lézards ont également rayonné.

Modèles d'extinction

Intensité d'extinction.svgCambrian Ordovician Silurian Devonian Carboniferous Permian Triassic Jurassic Cretaceous Paleogene Neogene
Intensité d'extinction marine au Phanérozoïque
%
Il y a des millions d'années
Intensité d'extinction.svgCambrian Ordovician Silurian Devonian Carboniferous Permian Triassic Jurassic Cretaceous Paleogene Neogene
Le graphique bleu montre le pourcentage apparent (et non le nombre absolu) de genres d' animaux marins qui disparaissent au cours d'un intervalle de temps donné. Il ne représente pas toutes les espèces marines, seulement celles qui se fossilisent facilement. Les étiquettes des événements d'extinction traditionnels "Big Five" et de l' événement d'extinction de masse Capitanien plus récemment reconnu sont des liens cliquables ; voir Événement d'extinction pour plus de détails. ( source et informations sur l'image )

L'événement d'extinction de K – Pg a été grave, global, rapide et sélectif, éliminant un grand nombre d'espèces. Sur la base de fossiles marins, on estime que 75% ou plus de toutes les espèces ont disparu.

L'événement semble avoir touché tous les continents en même temps. Les dinosaures non aviaires , par exemple, sont connus du Maastrichtien d'Amérique du Nord, d' Europe , d'Asie, d' Afrique , d'Amérique du Sud et de l'Antarctique , mais sont inconnus du Cénozoïque partout dans le monde. De même, le pollen fossile montre la dévastation des communautés végétales dans des régions aussi éloignées que le Nouveau-Mexique , l'Alaska , la Chine et la Nouvelle-Zélande .

Malgré la gravité de l'événement, il y avait une variabilité significative du taux d'extinction entre et au sein des différents clades . Les espèces qui dépendaient de la photosynthèse ont décliné ou se sont éteintes à mesure que les particules atmosphériques bloquaient la lumière du soleil et réduisaient l' énergie solaire atteignant le sol. Cette extinction des plantes a provoqué un remaniement majeur des groupes de plantes dominantes. Les omnivores , les insectivores et les charognards ont survécu à l'événement d'extinction, peut-être en raison de la disponibilité accrue de leurs sources de nourriture. Aucun mammifère purement herbivore ou carnivore ne semble avoir survécu. Au contraire, les mammifères et les oiseaux survivants se nourrissaient d' insectes , de vers et d' escargots , qui à leur tour se nourrissaient de détritus (matières végétales et animales mortes).

Dans les communautés fluviales , peu de groupes d'animaux ont disparu, car ces communautés dépendent moins directement de la nourriture des plantes vivantes et davantage des détritus emportés par la terre, les protégeant de l'extinction. Des modèles similaires, mais plus complexes, ont été trouvés dans les océans. L'extinction était plus grave chez les animaux vivant dans la colonne d'eau que chez les animaux vivant sur ou dans le fond marin. Les animaux de la colonne d'eau dépendent presque entièrement de la production primaire du phytoplancton vivant , tandis que les animaux du fond de l' océan se nourrissent toujours ou parfois de détritus. Les coccolithophoridés et les mollusques (y compris les ammonites , les rudistes , les escargots d'eau douce et les moules ) et les organismes dont la chaîne alimentaire comprenait ces constructeurs de coquillages ont disparu ou ont subi de lourdes pertes. Par exemple, on pense que les ammonites étaient la principale nourriture des mosasaures , un groupe de reptiles marins géants qui se sont éteints à la frontière. Les plus grands survivants à respiration aérienne de l'événement, les crocodyliformes et les champsosaures , étaient semi-aquatiques et avaient accès à des détritus. Les crocodiliens modernes peuvent vivre comme des charognards et survivre pendant des mois sans nourriture, et leurs petits sont petits, grandissent lentement et se nourrissent en grande partie d'invertébrés et d'organismes morts pendant leurs premières années. Ces caractéristiques ont été liées à la survie des crocodiliens à la fin du Crétacé.

Après l'événement d'extinction de K – Pg, la biodiversité a mis beaucoup de temps à se rétablir, malgré l'existence d'abondantes niches écologiques vacantes .

Microbiote

La limite K – Pg représente l'un des revirements les plus spectaculaires dans les archives fossiles pour divers nanoplanctons calcaires qui ont formé les dépôts de calcium pour lesquels le Crétacé est nommé. Le chiffre d'affaires de ce groupe est clairement marqué au niveau de l'espèce. L'analyse statistique des pertes marines à cette époque suggère que la diminution de la diversité a été davantage causée par une forte augmentation des extinctions que par une diminution de la spéciation . L'enregistrement de la limite K – Pg des dinoflagellés n'est pas si bien compris, principalement parce que seuls les kystes microbiens fournissent un enregistrement fossile, et toutes les espèces de dinoflagellés n'ont pas des stades de formation de kystes, ce qui entraîne probablement une sous-estimation de la diversité. Des études récentes indiquent qu'il n'y a pas eu de changements majeurs dans les dinoflagellés à travers la couche limite.

Les radiolaires ont laissé un enregistrement géologique depuis au moins l' époque ordovicienne , et leurs squelettes fossiles minéraux peuvent être suivis à travers la limite K – Pg. Il n'y a aucune preuve d'extinction massive de ces organismes, et il existe un soutien pour une productivité élevée de ces espèces dans les hautes latitudes méridionales en raison du refroidissement des températures au début du Paléocène . Environ 46% des espèces de diatomées ont survécu à la transition du Crétacé au Paléocène supérieur, un renouvellement important des espèces mais pas une extinction catastrophique.

La présence de foraminifères planctoniques à travers la limite K – Pg est étudiée depuis les années 1930. La recherche stimulée par la possibilité d'un événement d'impact à la limite K – Pg a abouti à de nombreuses publications détaillant l'extinction des foraminifères planctoniques à la limite; il y a un débat en cours entre les groupes qui pensent que les preuves indiquent une extinction substantielle de ces espèces à la frontière K – Pg, et ceux qui pensent que les preuves soutiennent de multiples extinctions et expansions à travers la frontière.

De nombreuses espèces de foraminifères benthiques se sont éteintes au cours de l'événement, probablement parce qu'elles dépendent des débris organiques pour les nutriments, tandis que la biomasse dans l'océan aurait diminué. Au fur et à mesure que le microbiote marin se rétablissait, on pense que l'augmentation de la spéciation des foraminifères benthiques résultait de l'augmentation des sources de nourriture. La récupération du phytoplancton au début du Paléocène a fourni la source de nourriture pour soutenir de grands assemblages de foraminifères benthiques, qui se nourrissent principalement de détritus. Le rétablissement ultime des populations benthiques s'est produit en plusieurs étapes durant plusieurs centaines de milliers d'années jusqu'au début du Paléocène.

Invertébrés marins

coquille en spirale avec roche incrustée de deux centimètres de diamètre
Discoscaphites iris ammonite de la Formation d'Owl Creek (Crétacé supérieur), Owl Creek, Ripley, Mississippi

Il existe une variation significative dans les archives fossiles quant au taux d'extinction des invertébrés marins à travers la limite K – Pg. Le taux apparent est influencé par un manque d'enregistrements fossiles, plutôt que par des extinctions.

Les ostracodes , une classe de petits crustacés qui prévalaient dans le Maastrichtien supérieur, ont laissé des dépôts de fossiles dans divers endroits. Un examen de ces fossiles montre que la diversité des ostracodes était plus faible au Paléocène qu'à tout autre moment du Cénozoïque . Les recherches actuelles ne permettent pas de déterminer si les extinctions se sont produites avant ou pendant l'intervalle limite.

Environ 60% des genres de coraux Scleractinia de la fin du Crétacé n'ont pas franchi la limite K – Pg dans le Paléocène. Une analyse plus approfondie des extinctions de coraux montre qu'environ 98% des espèces coloniales, celles qui habitent les eaux tropicales chaudes et peu profondes , ont disparu. Les coraux solitaires, qui ne forment généralement pas de récifs et habitent des zones plus froides et plus profondes (sous la zone photique ) de l'océan, ont été moins impactés par la limite K – Pg. Les espèces de coraux coloniaux dépendent de la symbiose avec des algues photosynthétiques , qui se sont effondrées en raison des événements entourant la limite K – Pg, mais l'utilisation de données provenant de fossiles de coraux pour soutenir l'extinction de K – Pg et la récupération ultérieure du Paléocène doit être mise en balance avec les changements qui se sont produits. dans les écosystèmes coralliens à travers la limite K – Pg.

Le nombre de genres de céphalopodes , d' échinodermes et de bivalves a montré une diminution significative après la limite K–Pg. La plupart des espèces de brachiopodes , un petit phylum d'invertébrés marins, ont survécu à l'événement d'extinction de K–Pg et se sont diversifiées au début du Paléocène.

coquilles bivalves de sept centimètres de diamètre
Bivalves rudistes du Crétacé supérieur des montagnes omanaises, Émirats arabes unis. La barre d'échelle est de 10 mm.

À l'exception des nautiloïdes (représentés par l'ordre moderne Nautilida ) et des coléoïdes (qui avaient déjà divergé en octopodes , calmars et seiches modernes ), toutes les autres espèces de la classe des mollusques Cephalopoda se sont éteintes à la limite K – Pg. Ceux-ci comprenaient les bélemnoïdes d'importance écologique , ainsi que les ammonoïdes , un groupe de céphalopodes à coquille très divers, nombreux et largement distribués. Les chercheurs ont souligné que la stratégie de reproduction des nautiloïdes survivants, qui reposent sur des œufs peu nombreux et plus gros, a joué un rôle dans la survie de leurs homologues ammonoïdes lors de l'événement d'extinction. Les ammonoïdes ont utilisé une stratégie de reproduction planctonique (nombreux œufs et larves planctoniques), qui aurait été dévastée par l'événement d'extinction de K – Pg. Des recherches supplémentaires ont montré qu'à la suite de cette élimination des ammonoïdes du biote mondial, les nautiloïdes ont commencé un rayonnement évolutif dans les formes et les complexités de la coquille jusqu'alors connues uniquement des ammonoïdes.

Environ 35% des genres d'échinodermes se sont éteints à la limite K – Pg, bien que les taxons qui prospéraient dans des environnements d'eau peu profonde à basse latitude à la fin du Crétacé avaient le taux d'extinction le plus élevé. Les échinodermes des latitudes moyennes et des eaux profondes étaient beaucoup moins affectés à la limite K–Pg. Le schéma d'extinction indique la perte d'habitat, en particulier la noyade des plates- formes carbonatées , les récifs peu profonds qui existaient à cette époque, par l'événement d'extinction.

D'autres groupes d'invertébrés, y compris les rudistes (palourdes constructeurs de récifs) et les inocéramidés (parents géants des pétoncles modernes ), se sont également éteints à la limite K – Pg.

Poisson

Il existe des archives fossiles de poissons à mâchoires à travers la limite K – Pg, qui fournissent de bonnes preuves des schémas d'extinction de ces classes de vertébrés marins. Alors que le domaine des grands fonds a pu rester apparemment inchangé, il y a eu une perte égale entre les prédateurs marins au sommet et les prédateurs démersaux durophages sur le plateau continental. Au sein des poissons cartilagineux , environ 7 des 41 familles de néosélachiens ( requins , raies et raies modernes) ont disparu après cet événement et les batoïdes (raies et raies) ont perdu la quasi-totalité des espèces identifiables, tandis que plus de 90 % des poissons téléostéens (poissons osseux) poissons) familles ont survécu.

À l'âge du Maastrichtien, 28  familles de requins et 13 familles de batoïdes ont prospéré, dont 25 et 9, respectivement, ont survécu à l'événement de frontière K – T. Quarante-sept de tous les genres néosélachiens traversent la limite K – T, dont 85% sont des requins. Les batoïdes affichent avec 15%, un taux de survie relativement faible.

Il existe des preuves d'une extinction massive de poissons osseux sur un site fossile immédiatement au-dessus de la couche limite K – Pg sur l'île Seymour près de l' Antarctique , apparemment précipitée par l'événement d'extinction K – Pg; les environnements marins et d'eau douce des poissons ont atténué les effets environnementaux de l'événement d'extinction.

Invertébrés terrestres

Les dommages causés par les insectes aux feuilles fossilisées des plantes à fleurs de quatorze sites en Amérique du Nord ont été utilisés comme indicateur de la diversité des insectes à travers la limite K – Pg et analysés pour déterminer le taux d'extinction. Les chercheurs ont découvert que les sites du Crétacé, avant l'événement d'extinction, avaient une riche diversité de plantes et d'insectes. Au début du Paléocène, la flore était relativement diversifiée avec peu de prédation par les insectes, même 1,7 million d'années après l'événement d'extinction.

Plantes terrestres

Il existe des preuves accablantes de perturbation globale des communautés végétales à la limite K – Pg. Les extinctions sont observées à la fois dans les études sur le pollen fossile et les feuilles fossiles. En Amérique du Nord, les données suggèrent une dévastation massive et une extinction massive des plantes aux sections de la frontière K – Pg, bien qu'il y ait eu des changements mégafloraux substantiels avant la frontière. En Amérique du Nord, environ 57 % des espèces végétales ont disparu. Dans les hautes latitudes de l'hémisphère sud, comme la Nouvelle-Zélande et l'Antarctique, la mortalité massive de la flore n'a provoqué aucun renouvellement significatif des espèces, mais des changements dramatiques et à court terme dans l'abondance relative des groupes de plantes. Dans certaines régions, la récupération paléocène des plantes a commencé par des recolonisations par des espèces de fougères, représentées comme un épi de fougère dans les archives géologiques; ce même schéma de recolonisation des fougères a été observé après l' éruption du mont St. Helens en 1980 .

En raison de la destruction massive des plantes à la limite K – Pg, il y a eu une prolifération d' organismes saprotrophes , tels que les champignons , qui ne nécessitent pas de photosynthèse et utilisent les nutriments de la végétation en décomposition. La dominance des espèces fongiques n'a duré que quelques années alors que l'atmosphère s'est dégagée et qu'il y avait beaucoup de matière organique pour se nourrir. Une fois l'atmosphère dégagée, les organismes photosynthétiques, initialement des fougères et d'autres plantes au niveau du sol, sont revenus. Seules deux espèces de fougères semblent avoir dominé le paysage pendant des siècles après l'événement.

La polyploïdie semble avoir amélioré la capacité des plantes à fleurs à survivre à l'extinction, probablement parce que les copies supplémentaires du génome que ces plantes possédaient leur ont permis de s'adapter plus facilement aux conditions environnementales en évolution rapide qui ont suivi l'impact.

Champignons

Bien qu'il semble que de nombreux champignons aient été anéantis à la limite K-Pg, il convient de noter que des preuves ont été trouvées indiquant que certaines espèces de champignons ont prospéré dans les années qui ont suivi l'extinction. Les microfossiles de cette période indiquent une forte augmentation des spores fongiques, bien avant la reprise d'abondantes spores de fougères lors de la récupération après l'impact. Les monoporisporites et les hyphes sont des microfossiles presque exclusifs pendant une courte période pendant et après la limite de l'iridium. Ces saprophytes n'auraient pas besoin de la lumière du soleil, ce qui leur permettrait de survivre pendant une période où l'atmosphère était probablement encombrée de poussières et d'aérosols soufrés.

La prolifération des champignons s'est produite après plusieurs événements d'extinction, y compris l'événement d'extinction du Permien-Trias , la plus grande extinction de masse connue de l'histoire de la Terre, avec jusqu'à 96 % de toutes les espèces en voie d'extinction.

Amphibiens

Il existe des preuves limitées de l'extinction des amphibiens à la limite K – Pg. Une étude des vertébrés fossiles à travers la limite K – Pg dans le Montana a conclu qu'aucune espèce d'amphibien ne s'était éteinte. Pourtant, il existe plusieurs espèces d'amphibiens du Maastrichtien, non incluses dans cette étude, qui sont inconnues du Paléocène. Il s'agit notamment de la grenouille Theatonius lancensis et de l' albanerpetontid Albanerpeton galaktion ; par conséquent, certains amphibiens semblent avoir disparu à la frontière. Les niveaux d'extinction relativement faibles observés chez les amphibiens reflètent probablement les faibles taux d'extinction observés chez les animaux d'eau douce.

Non-archosaures

Tortues

Plus de 80% des espèces de tortues du Crétacé ont traversé la limite K – Pg. Les six familles de tortues existantes à la fin du Crétacé ont survécu jusqu'au Paléogène et sont représentées par des espèces vivantes.

Lépidosaure

Les taxons vivants de reptiles non archosauriens, les lépidosauriens ( serpents , lézards et tuataras ), ont survécu à travers la limite K–Pg.

Les rhynchocéphales étaient un groupe de lépidosauriens répandu et relativement prospère au début du Mésozoïque , mais ont commencé à décliner au milieu du Crétacé, bien qu'ils aient eu beaucoup de succès en Amérique du Sud . Ils sont aujourd'hui représentés par un seul genre (les Tuatara), localisé exclusivement en Nouvelle-Zélande .

dessin d'un grand plésiosaure mordant dans Kronosaurus
Kronosaurus Hunt , rendu par Dmitry Bogdanov en 2008. Les grands reptiles marins, y compris les plésiosauriens comme ceux-ci, se sont éteints à la fin du Crétacé .

L'ordre Squamata, qui est représenté aujourd'hui par les lézards, les serpents et les amphisbaenians (lézards vers), a rayonné dans diverses niches écologiques au cours du Jurassique et a réussi tout au long du Crétacé. Ils ont survécu à travers la frontière K – Pg et constituent actuellement le groupe de reptiles vivants le plus prospère et le plus diversifié, avec plus de 6 000 espèces existantes. De nombreuses familles de squamates terrestres se sont éteintes à la frontière, comme les monstres auriens et les polyglyphanodontes , et des preuves fossiles indiquent qu'ils ont subi de très lourdes pertes lors de l'événement K – Pg, ne récupérant que 10 millions d'années après.

Reptiles marins non archosauriens

Les reptiles aquatiques géants non archosauriens tels que les mosasaures et les plésiosaures , qui étaient les principaux prédateurs marins de leur époque, se sont éteints à la fin du Crétacé. Les ichtyosaures avaient disparu des archives fossiles avant l'extinction massive.

Archosaures

Le clade des archosaures comprend deux groupes survivants, les crocodiliens et les oiseaux , ainsi que les divers groupes éteints de dinosaures et de ptérosaures non aviaires .

Crocodyliformes

Dix familles de crocodiliens ou leurs proches parents sont représentées dans les archives fossiles du Maastrichtien, dont cinq se sont éteintes avant la limite K – Pg. Cinq familles ont à la fois des représentants fossiles du Maastrichtien et du Paléocène. Toutes les familles survivantes de crocodyliformes habitaient des environnements d'eau douce et terrestres, à l'exception des Dyrosauridae , qui vivaient dans des endroits d'eau douce et marins. Environ 50% des représentants crocodyliformes ont survécu à travers la limite K – Pg, la seule tendance apparente étant qu'aucun grand crocodile n'a survécu. La capacité de survie des crocodyliformes à travers la frontière peut être le résultat de leur niche aquatique et de leur capacité à s'enfouir, ce qui a réduit la sensibilité aux effets environnementaux négatifs à la frontière. Jouve et ses collègues ont suggéré en 2008 que les crocodyliformes marins juvéniles vivaient dans des environnements d'eau douce, tout comme les juvéniles de crocodiles marins modernes , ce qui les aurait aidés à survivre là où d'autres reptiles marins se sont éteints; les environnements d'eau douce n'ont pas été aussi fortement affectés par l'événement d'extinction de K – Pg que les environnements marins.

Ptérosaures

Deux familles de ptérosaures, Azhdarchidae et Nyctosauridae , étaient bien présentes au Maastrichtien, et elles se sont probablement éteintes à la limite K-Pg. Plusieurs autres lignées de ptérosaures ont pu être présentes au cours du Maastrichtien, comme les ornithocheiridés , les ptéranodontidés , les nyctosauridés , un possible tapejaridé , un possible thalassodromide et un taxon basal denté aux affinités incertaines, bien qu'ils soient représentés par des restes fragmentaires difficiles à assigner à n'importe quel groupe donné. Pendant que cela se produisait, les oiseaux modernes subissaient une diversification; traditionnellement, on pensait qu'ils remplaçaient les oiseaux archaïques et les groupes de ptérosaures, peut-être en raison d'une concurrence directe, ou qu'ils remplissaient simplement des niches vides, mais il n'y a pas de corrélation entre les diversités des ptérosaures et des oiseaux qui concluent à une hypothèse de compétition, et de petits ptérosaures étaient présents dans le Crétacé supérieur. Au moins certaines niches précédemment détenues par des oiseaux ont été récupérées par des ptérosaures avant l'événement K – Pg.

Des oiseaux

La plupart des paléontologues considèrent les oiseaux comme les seuls dinosaures survivants (voir Origine des oiseaux ). On pense que tous les théropodes non aviaires se sont éteints, y compris les groupes alors florissants tels que les énantiornithines et les hesperornithiformes . Plusieurs analyses de fossiles d'oiseaux montrent une divergence d'espèces avant la limite K – Pg, et que des parents d'oiseaux de canard, de poulet et de ratite ont coexisté avec des dinosaures non aviaires. De grandes collections de fossiles d'oiseaux représentant une gamme d'espèces différentes fournissent des preuves définitives de la persistance d'oiseaux archaïques jusqu'à 300 000 ans de la limite K – Pg. L'absence de ces oiseaux au Paléogène est la preuve qu'une extinction massive d'oiseaux archaïques s'y est produite.

Le groupe d' avialans le plus prospère et le plus dominant , les énantiornithes , a été anéanti. Seule une petite fraction des espèces d'oiseaux terrestres et aquatiques du Crétacé ont survécu à l'impact, donnant naissance aux oiseaux d'aujourd'hui. Le seul groupe d'oiseaux connu avec certitude pour avoir survécu à la limite K – Pg est celui des Aves. Les oiseaux ont peut-être pu survivre à l'extinction grâce à leur capacité à plonger, nager ou chercher refuge dans l'eau et les marais. De nombreuses espèces d'aviaires peuvent construire des terriers ou nicher dans des trous d'arbres ou des nids de termites, qui ont tous fourni un abri contre les effets environnementaux à la limite K – Pg. La survie à long terme au-delà de la frontière a été assurée grâce au remplissage des niches écologiques laissées vides par l'extinction des dinosaures non aviaires. L'espace de niche ouvert et la rareté relative des prédateurs après l'extinction de K-Pg ont permis un rayonnement adaptatif de divers groupes aviaires. Les ratites , par exemple, se sont rapidement diversifiés au début du Paléogène et on pense qu'ils ont développé de manière convergente l'incapacité de voler au moins trois à six fois, remplissant souvent l'espace de niche pour les grands herbivores autrefois occupé par les dinosaures non aviaires.

Dinosaures non aviaires

Squelette de tyrannosaure exposé au musée
Le tyrannosaure faisait partie des dinosaures vivant sur Terre avant l'extinction.

À l'exception de quelques affirmations controversées, les scientifiques conviennent que tous les dinosaures non aviaires se sont éteints à la frontière K – Pg. Les archives fossiles de dinosaures ont été interprétées comme montrant à la fois un déclin de la diversité et aucun déclin de la diversité au cours des derniers millions d'années du Crétacé, et il se peut que la qualité des archives fossiles de dinosaures ne soit tout simplement pas assez bonne pour permettre aux chercheurs de distinguer les options. Il n'y a aucune preuve que les dinosaures non aviaires du Maastrichtien tardif pouvaient creuser, nager ou plonger, ce qui suggère qu'ils étaient incapables de s'abriter des pires parties de tout stress environnemental qui s'est produit à la limite K – Pg. Il est possible que de petits dinosaures (autres que les oiseaux) aient survécu, mais ils auraient été privés de nourriture, car les dinosaures herbivores auraient trouvé le matériel végétal rare et les carnivores auraient rapidement trouvé des proies rares.

Le consensus grandissant autour de l'endothermie des dinosaures (voir physiologie des dinosaures ) permet de comprendre leur extinction totale contrairement à leurs proches parents, les crocodiliens. Les crocodiles ectothermes ("à sang froid") ont des besoins alimentaires très limités (ils peuvent survivre plusieurs mois sans manger), tandis que les animaux endothermes ("à sang chaud") de taille similaire ont besoin de beaucoup plus de nourriture pour maintenir leur métabolisme plus rapide. Ainsi, dans les circonstances de perturbation de la chaîne alimentaire mentionnées précédemment, les dinosaures non aviaires se sont éteints, tandis que certains crocodiles ont survécu. Dans ce contexte, la survie d'autres animaux endothermiques, tels que certains oiseaux et mammifères, pourrait être due, entre autres, à leurs besoins alimentaires moindres, liés à leur petite taille à l'époque de l'extinction.

La question de savoir si l'extinction s'est produite progressivement ou soudainement a été débattue, car les deux points de vue sont étayés par les archives fossiles. Une étude de 29 sites fossiles dans les Pyrénées catalanes d'Europe en 2010 soutient l'idée que les dinosaures y avaient une grande diversité jusqu'à l'impact de l'astéroïde, avec plus de 100 espèces vivantes. Des recherches plus récentes indiquent que ce chiffre est obscurci par des biais taphonomiques et la rareté des archives fossiles continentales. Les résultats de cette étude, basés sur une estimation de la biodiversité mondiale réelle, ont montré qu'entre 628 et 1 078 espèces de dinosaures non aviaires étaient vivantes à la fin du Crétacé et ont subi une extinction soudaine après l'événement d'extinction Crétacé-Paléogène. Alternativement, l'interprétation basée sur les roches fossilifères le long de la rivière Red Deer en Alberta, au Canada, soutient l'extinction progressive des dinosaures non aviaires ; au cours des 10 derniers millions d'années des couches crétacées là-bas, le nombre d'espèces de dinosaures semble avoir diminué d'environ 45 à environ 12. D'autres scientifiques ont fait la même évaluation suite à leurs recherches.

Plusieurs chercheurs soutiennent l'existence de dinosaures non aviaires du Paléocène . La preuve de cette existence est basée sur la découverte de restes de dinosaures dans la formation de Hell Creek jusqu'à 1,3 m (4 pi 3,2 po) au-dessus et 40 000 ans plus tard que la limite K – Pg. Des échantillons de pollen récupérés près d'un fémur d' hadrosaure fossilisé récupéré dans le grès d'Ojo Alamo à la rivière San Juan dans le Colorado, indiquent que l'animal a vécu pendant le Cénozoïque, environ64,5 Ma (environ 1 million d'années après l'événement d'extinction K – Pg). Si leur existence au-delà de la limite K-Pg peut être confirmée, ces hadrosauridés seraient considérés comme un clade mort marchant . Le consensus scientifique est que ces fossiles ont été érodés de leur emplacement d'origine, puis réenterrés dans des sédiments beaucoup plus tardifs (également appelés fossiles retravaillés).

Choristodère

Les choristoderes ( archosauromorphes semi-aquatiques ) ont survécu à travers la limite K–Pg mais s'éteindraient au début du Miocène . Des études sur les dents palatines de Champsosaurus suggèrent qu'il y a eu des changements alimentaires parmi les différentes espèces tout au long de l'événement K – Pg.

Mammifères

Toutes les principales lignées de mammifères du Crétacé, y compris les monotrèmes (mammifères pondeurs), les multituberculés , les métathériens , les euthériens , les dryolestoïdes et les gondwanatheres ont survécu à l'événement d'extinction de K – Pg, bien qu'ils aient subi des pertes. En particulier, les métathériens ont largement disparu d'Amérique du Nord et les deltatheroidans asiatiques se sont éteints (à part la lignée menant à Gurbanodelta ). Dans les lits de Hell Creek en Amérique du Nord, au moins la moitié des dix espèces multituberculées connues et les onze espèces de métathériens ne se trouvent pas au-dessus de la limite. Les multituberculés d'Europe et d'Amérique du Nord ont survécu relativement indemnes et ont rapidement rebondi au Paléocène, mais les formes asiatiques ont été dévastées, pour ne plus jamais représenter une composante importante de la faune mammifère. Une étude récente indique que les métathériens ont subi les pertes les plus lourdes lors de l'événement K – Pg, suivis des multituberculés, tandis que les euthériens ont récupéré le plus rapidement.

Les espèces de mammifères ont commencé à se diversifier environ 30 millions d'années avant la limite K – Pg. Diversification des mammifères au point mort à travers la frontière. Les recherches actuelles indiquent que les mammifères ne se sont pas diversifiés de manière explosive à travers la frontière K – Pg, malgré les niches écologiques rendues disponibles par l'extinction des dinosaures. Plusieurs ordres de mammifères ont été interprétés comme se diversifiant immédiatement après la limite K – Pg, notamment les Chiroptera ( chauves -souris ) et les Cetartiodactyla (un groupe diversifié qui comprend aujourd'hui des baleines et des dauphins et des ongulés à doigts pairs ), bien que des recherches récentes concluent que seuls les ordres marsupiaux se sont rapidement diversifiés. après la limite K–Pg.

Les espèces de mammifères à la frontière K–Pg étaient généralement petites, comparables en taille aux rats ; cette petite taille les aurait aidés à trouver refuge dans des environnements protégés. Il est postulé que certains monotrèmes, marsupiaux et placentaires précoces étaient semi-aquatiques ou fouisseurs, car il existe aujourd'hui plusieurs lignées de mammifères avec de telles habitudes. Tout mammifère fouisseur ou semi-aquatique aurait bénéficié d'une protection supplémentaire contre les contraintes environnementales aux limites K – Pg.

Preuve

Fossiles nord-américains

Dans les séquences terrestres nord-américaines, l'événement d'extinction est mieux représenté par l'écart marqué entre le registre pollinique riche et relativement abondant du Maastrichtien tardif et l'épi de fougère post-limite. Une séquence très informative de roches portant des dinosaures de la limite K – Pg se trouve dans l'ouest de l'Amérique du Nord, en particulier dans la formation Hell Creek du Montana de la fin du Maastrichtien . La comparaison avec les formations plus anciennes de Judith River (Montana) et de Dinosaur Park ( Alberta ), qui datent toutes deux d'environ 75 Ma, fournit des informations sur les changements dans les populations de dinosaures au cours des 10 derniers millions d'années du Crétacé. Ces lits fossiles sont géographiquement limités, ne couvrant qu'une partie d'un continent.

Les formations du Campanien moyen-tardif présentent une plus grande diversité de dinosaures que tout autre groupe de roches. Les roches du Maastrichtien supérieur contiennent les plus grands membres de plusieurs clades majeurs : Tyrannosaurus , Ankylosaurus , Pachycephalosaurus , Triceratops et Torosaurus , ce qui suggère que la nourriture était abondante immédiatement avant l'extinction.

Les fossiles de plantes illustrent la réduction des espèces végétales à travers la limite K – Pg. Dans les sédiments sous la limite K – Pg, les restes végétaux dominants sont des grains de pollen d' angiospermes , mais la couche limite contient peu de pollen et est dominée par des spores de fougère. Des niveaux de pollen plus habituels reprennent progressivement au-dessus de la couche limite. Cela rappelle les zones dévastées par les éruptions volcaniques modernes, où la reprise est menée par les fougères, qui sont ensuite remplacées par de plus grandes plantes angiospermes. Une étude des arêtes de poisson ossilisées trouvées à Tanis dans le Dakota du Nord suggère que l'extinction massive du Crétacé-Paléogène s'est produite au printemps de l'hémisphère nord.

Fossiles marins

L'extinction massive du plancton marin semble avoir été brutale et juste à la limite K – Pg. Les genres d'ammonites se sont éteints à ou près de la limite K – Pg; il y a eu une extinction plus petite et plus lente des genres d'ammonites avant la limite associée à une régression marine du Crétacé supérieur. L'extinction progressive de la plupart des bivalves inocéramidés a commencé bien avant la limite K – Pg, et une petite réduction progressive de la diversité des ammonites s'est produite tout au long du Crétacé très tardif.

Une analyse plus approfondie montre que plusieurs processus étaient en cours dans les mers du Crétacé supérieur et se chevauchaient partiellement dans le temps, puis se sont terminés par l'extinction massive brutale. La diversité de la vie marine a diminué lorsque le climat près de la limite K – Pg a augmenté en température. La température a augmenté d'environ trois à quatre degrés très rapidement entre 65,4 et 65,2 millions d'années, ce qui est très proche du moment de l'extinction. Non seulement la température climatique a augmenté, mais la température de l'eau a diminué, entraînant une diminution drastique de la diversité marine.

Mégatsunamis

Le consensus scientifique est que l'impact de l'astéroïde à la frontière K – Pg a laissé des dépôts et des sédiments de mégatsunami autour de la zone de la mer des Caraïbes et du golfe du Mexique, à partir des vagues colossales créées par l'impact. Ces dépôts ont été identifiés dans le bassin de La Popa au nord-est du Mexique, dans les carbonates de plate-forme du nord-est du Brésil, dans les sédiments des grands fonds de l'Atlantique et sous la forme de la couche la plus épaisse connue de dépôts de sable gradué, environ 100 m (330 pi), dans le cratère Chicxulub lui-même, directement au-dessus des éjectas de granit choqués. Le mégatsunami a été estimé à plus de 100 m (330 pieds) de haut, car l'astéroïde est tombé dans des mers relativement peu profondes; en haute mer, il aurait fait 4,6 km (2,9 mi) de haut.

Fossiles dans les roches sédimentaires déposées lors de l'impact

Des roches sédimentaires fossilifères déposées lors de l'impact K – Pg ont été trouvées dans la région du golfe du Mexique, y compris des dépôts de lavage du tsunami transportant des restes d'un écosystème de type mangrove , preuve qu'après l'impact, l'eau a fait des va-et-vient répétés dans le golfe du Mexique, et les poissons morts laissés en eau peu profonde mais non dérangés par les charognards.

Durée

La rapidité de l'extinction est une question controversée, car certaines théories sur ses causes impliquent une extinction rapide sur une période relativement courte (de quelques années à quelques milliers d'années), tandis que d'autres impliquent des périodes plus longues. Le problème est difficile à résoudre en raison de l ' effet Signor-Lipps , où les archives fossiles sont si incomplètes que la plupart des espèces éteintes se sont probablement éteintes longtemps après le fossile le plus récent découvert. Les scientifiques ont également trouvé très peu de lits continus de roches fossilifères couvrant une période allant de plusieurs millions d'années avant l'extinction de K – Pg à plusieurs millions d'années après.

Le taux de sédimentation et l'épaisseur de l'argile K – Pg de trois sites suggèrent une extinction rapide, peut-être sur une période de moins de 10 000 ans. Sur un site du bassin de Denver au Colorado , après le dépôt de la couche limite K – Pg, l' épi de fougère a duré environ 1 000 ans et pas plus de 71 000 ans; au même endroit, la première apparition de mammifères cénozoïques s'est produite après environ 185 000 ans, et pas plus de 570 000 ans, "indiquant des taux rapides d'extinction biotique et de rétablissement initial dans le bassin de Denver lors de cet événement". Des modèles présentés lors de la réunion annuelle de l' American Geophysical Union ont démontré que la période d'obscurité globale suite à l' impact de Chicxulub aurait persisté dans la Formation de Hell Creek près de 2 ans.

Impact de Chicxulub

Preuve de l'impact

Luis , à gauche, et son fils Walter Alvarez , à droite, à la frontière KT à Gubbio , Italie, 1981
L'événement d'extinction du Crétacé-Paléogène est situé en Amérique du Nord
Événement d'extinction Crétacé-Paléogène
Localisation du cratère Chicxulub, Mexique

En 1980, une équipe de chercheurs composée du physicien lauréat du prix Nobel Luis Alvarez , de son fils, le géologue Walter Alvarez , et des chimistes Frank Asaro et Helen Michel a découvert que les couches sédimentaires trouvées partout dans le monde à la frontière Crétacé-Paléogène contiennent une concentration de iridium plusieurs fois supérieur à la normale (30, 160 et 20 fois dans trois sections initialement étudiées). L'iridium est extrêmement rare dans la croûte terrestre car il s'agit d'un élément sidérophile qui a coulé avec le fer dans le noyau terrestre lors de la différenciation planétaire . Comme l'iridium reste abondant dans la plupart des astéroïdes et des comètes , l'équipe d'Alvarez a suggéré qu'un astéroïde a frappé la Terre au moment de la frontière K-Pg. Il y avait eu des spéculations antérieures sur la possibilité d'un événement d'impact , mais c'était la première preuve tangible.

stries rocheuses avec limite de lumière sombre et tige d'arpentage
L'exposition de la limite K – Pg dans le parc d'État de Trinidad Lake , dans le bassin de Raton au Colorado , montre un changement brusque de la roche de couleur sombre à la couleur claire.

Cette hypothèse a été considérée comme radicale lorsqu'elle a été proposée pour la première fois, mais des preuves supplémentaires ont rapidement émergé. L'argile limite s'est avérée pleine de minuscules sphérules de roche, cristallisées à partir de gouttelettes de roche en fusion formées par l'impact. Du quartz choqué et d'autres minéraux ont également été identifiés dans la limite K–Pg. L'identification de lits de tsunami géants le long de la côte du golfe et des Caraïbes a fourni plus de preuves et a suggéré que l'impact pourrait s'être produit à proximité - tout comme la découverte que la frontière K – Pg est devenue plus épaisse dans le sud des États-Unis, avec des lits d'un mètre d'épaisseur. de débris se produisant dans le nord du Nouveau-Mexique.

diagramme topographique montrant des entités géographiques rondes
La topographie radar révèle l'anneau de 180 km (112 mi) de large du cratère Chicxulub .

Des recherches plus poussées ont identifié le cratère géant de Chicxulub , enfoui sous Chicxulub sur la côte du Yucatán , comme source de l'argile limite K – Pg. Identifié en 1990 sur la base des travaux du géophysicien Glen Penfield en 1978, le cratère est ovale, avec un diamètre moyen d'environ 180 km (110 mi), à peu près la taille calculée par l'équipe Alvarez.

Dans un article de 2013, Paul Renne du Berkeley Geochronology Center a daté l'impact àIl y a 66,043 ± 0,011 millions d'années, d'après la datation argon-argon . Il postule en outre que l'extinction massive s'est produite dans les 32 000 ans suivant cette date.

En 2007, il a été proposé que l'impacteur appartenait à la famille d'astéroïdes Baptistina . Ce lien a été mis en doute, mais pas réfuté, en partie à cause d'un manque d'observations de l'astéroïde et de sa famille. Il a été rapporté en 2009 que 298 Baptistina ne partage pas la signature chimique de l'impacteur K – Pg. En outre, une étude WISE ( Wide-field Infrared Survey Explorer ) de 2011 sur la lumière réfléchie par les astéroïdes de la famille a estimé leur rupture à 80 Ma, leur donnant un temps insuffisant pour changer d'orbite et impacter la Terre de 66 Ma.

Des preuves supplémentaires de l'impact se trouvent sur le site de Tanis, dans le sud-ouest du Dakota du Nord , aux États-Unis . Tanis fait partie de la formation très étudiée de Hell Creek , un groupe de roches s'étendant sur quatre États d'Amérique du Nord, réputé pour de nombreuses découvertes importantes de fossiles du Crétacé supérieur et du Paléocène inférieur . Tanis est un site extraordinaire et unique car il semble enregistrer les événements depuis les premières minutes jusqu'à quelques heures après l'impact de l' astéroïde géant Chicxulub dans les moindres détails. Il a été signalé que l'ambre du site contenait des microtectites correspondant à celles de l'événement d'impact de Chicxulub. Certains chercheurs remettent en question l'interprétation des résultats sur le site ou sont sceptiques quant au chef d'équipe, Robert DePalma, qui n'avait pas encore obtenu son doctorat. en géologie au moment de la découverte et dont les activités commerciales ont été considérées avec suspicion.

Effets de l'impact

Impression artistique de l'astéroïde percutant les mers tropicales peu profondes de la péninsule sulfureuse du Yucatán dans ce qui est aujourd'hui le sud-est du Mexique . On pense que les conséquences de cette immense collision d'astéroïdes, qui s'est produite il y a environ 66 millions d'années, ont provoqué l' extinction massive de dinosaures non aviaires et de nombreuses autres espèces sur Terre. L'impact a craché des centaines de milliards de tonnes de soufre dans l'atmosphère, produisant une panne d'électricité mondiale et des températures glaciales qui ont persisté pendant au moins une décennie.

En mars 2010, un panel international de 41 scientifiques a passé en revue 20 ans de littérature scientifique et a approuvé l'hypothèse de l'astéroïde, en particulier l'impact de Chicxulub, comme cause de l'extinction, excluant d'autres théories telles que le volcanisme massif . Ils avaient déterminé qu'un astéroïde de 10 à 15 kilomètres (6 à 9 mi) avait percuté la Terre à Chicxulub, dans la péninsule mexicaine du Yucatán. La collision aurait libéré la même énergie que 100 tératonnes de TNT (420 zettajoules ), soit plus d'un milliard de fois l'énergie des bombardements atomiques d'Hiroshima et de Nagasaki . L'impact de Chicxulub a provoqué une catastrophe mondiale. Certains des phénomènes ont été de brèves occurrences immédiatement après l'impact, mais il y a aussi eu des perturbations géochimiques et climatiques à long terme qui ont dévasté l'écologie.

La rentrée des éjectas dans l'atmosphère terrestre comprenait une impulsion brève (de plusieurs heures) mais intense de rayonnement infrarouge , cuisant les organismes exposés. Ceci est débattu, les opposants faisant valoir que les incendies féroces locaux, probablement limités à l'Amérique du Nord, sont inférieurs aux tempêtes de feu mondiales . C'est le « débat sur la tempête de feu Crétacé-Paléogène ». Un article publié en 2013 par un éminent modélisateur de l'hiver nucléaire a suggéré que, sur la base de la quantité de suie dans la couche de débris mondiale, la totalité de la biosphère terrestre aurait pu brûler, ce qui implique un nuage de suie mondial bloquant le soleil et créant un effet d' impact hivernal . . Si des incendies généralisés se produisaient, cela aurait exterminé les organismes les plus vulnérables qui ont survécu à la période immédiatement après l'impact.

Outre les effets hypothétiques du feu et / ou de l'impact hivernal, l'impact aurait créé un nuage de poussière qui bloquait la lumière du soleil jusqu'à un an, inhibant la photosynthèse. Les températures glaciales ont probablement duré au moins trois ans. Dans la section Brazos, la température de surface de la mer a chuté jusqu'à 7 ° C (13 ° F) pendant des décennies après l'impact. Il faudrait au moins dix ans pour que de tels aérosols se dissipent, et expliqueraient l'extinction des plantes et du phytoplancton, et par la suite des herbivores et de leurs prédateurs . Les créatures dont les chaînes alimentaires étaient basées sur des détritus auraient une chance raisonnable de survie.

L'astéroïde a heurté une zone de roche carbonatée contenant une grande quantité d'hydrocarbures combustibles et de soufre, dont une grande partie s'est vaporisée, injectant ainsi des aérosols d'acide sulfurique dans la stratosphère , ce qui aurait pu réduire la lumière du soleil atteignant la surface de la Terre de plus de 50%, et aurait ont provoqué des pluies acides. L'acidification des océans qui en résulterait tuerait de nombreux organismes qui cultivent des coquilles de carbonate de calcium . Selon les modèles de la Formation de Hell Creek , l'apparition de l'obscurité globale aurait atteint son maximum en quelques semaines seulement et aurait probablement duré plus de 2 ans.

Au-delà des impacts de l'extinction, l'événement a également provoqué des changements plus généraux de la flore et de la faune, tels que l'apparition de biomes de forêt tropicale néotropicale comme l' Amazonie , remplaçant la composition des espèces et la structure des forêts locales pendant environ 6 millions d'années de rétablissement aux anciens niveaux de diversité végétale .

Le lit de la rivière à la mine Moody Creek, 7 Mile Creek / Waimatuku, Dunollie, Nouvelle-Zélande contient des preuves d'un événement dévastateur sur les communautés végétales terrestres à la limite Crétacé-Paléogène, confirmant la gravité et la nature globale de l'événement.

Projet de forage du cratère Chicxulub 2016

En 2016, un projet de forage scientifique a obtenu des échantillons de carottes de roche profondes de l' anneau de pic autour du cratère d'impact de Chicxulub. Les découvertes ont confirmé que la roche comprenant l'anneau de pointe avait été choquée par une immense pression et avait fondu en quelques minutes de son état habituel à sa forme actuelle. Contrairement aux dépôts du fond marin, l'anneau de crête était constitué de granit provenant beaucoup plus profondément dans la terre, qui avait été éjecté à la surface par l'impact. Le gypse est une roche contenant du sulfate généralement présente dans les fonds marins peu profonds de la région ; il avait été presque entièrement enlevé, vaporisé dans l'atmosphère. De plus, l'événement a été immédiatement suivi d'un mégatsunami suffisant pour déposer la plus grande couche de sable connue séparée par la taille des grains directement au-dessus de l'anneau de pointe. L'impacteur était assez grand pour créer un anneau de pointe de 190 kilomètres de large (120 mi), pour fondre, choquer et éjecter du granit profond, créer des mouvements d'eau colossaux et éjecter une immense quantité de roche et de sulfates vaporisés dans l'atmosphère. , où ils auraient persisté pendant plusieurs années. Cette dispersion mondiale de poussières et de sulfates aurait affecté le climat de manière catastrophique, entraîné de fortes chutes de température et dévasté la chaîne alimentaire.

Hypothèses alternatives

Bien que la concordance des extinctions de la fin du Crétacé avec l'impact de l'astéroïde Chicxulub soutienne fortement l'hypothèse de l'impact, certains scientifiques continuent de soutenir d'autres causes contributives : les éruptions volcaniques, le changement climatique, le changement du niveau de la mer et d'autres événements d'impact. L'événement de la fin du Crétacé est la seule extinction de masse connue pour être associée à un impact, et d'autres impacts importants, tels que l' impact du réservoir Manicouagan , ne coïncident avec aucun événement d'extinction notable.

Pièges Deccan

Avant 2000, les arguments selon lesquels les basaltes d'inondation de Deccan Traps ont causé l'extinction étaient généralement liés à l'idée que l'extinction était progressive, car on pensait que les événements de basalte d'inondation avaient commencé vers 68 Mya et duré plus de 2 millions d'années. Les preuves les plus récentes montrent que les pièges ont éclaté sur une période de seulement 800 000 ans couvrant la limite K – Pg, et peuvent donc être responsables de l'extinction et de la récupération biotique retardée par la suite.

Les pièges du Deccan auraient pu provoquer l'extinction par plusieurs mécanismes, notamment la libération de poussière et d'aérosols sulfuriques dans l'air, ce qui aurait pu bloquer la lumière du soleil et ainsi réduire la photosynthèse des plantes. De plus, le volcanisme du Deccan Trap pourrait avoir entraîné des émissions de dioxyde de carbone qui ont augmenté l'effet de serre lorsque la poussière et les aérosols se sont dégagés de l'atmosphère. L'augmentation des émissions de dioxyde de carbone a également provoqué des pluies acides, comme en témoigne l'augmentation des dépôts de mercure en raison de la solubilité accrue des composés du mercure dans une eau plus acide.

Dans les années où l'hypothèse des pièges du Deccan était liée à une extinction plus lente, Luis Alvarez (décédé en 1988) a répondu que les paléontologues étaient induits en erreur par des données rares . Bien que son affirmation n'ait pas été bien accueillie au départ, des études de terrain intensives ultérieures sur les lits fossiles ont donné du poids à sa revendication. Finalement, la plupart des paléontologues ont commencé à accepter l'idée que les extinctions massives à la fin du Crétacé étaient en grande partie ou au moins en partie dues à un impact massif sur la Terre. Même Walter Alvarez a reconnu que d'autres changements majeurs peuvent avoir contribué aux extinctions.

En combinant ces théories, certains modèles géophysiques suggèrent que l'impact a contribué aux pièges du Deccan. Ces modèles, combinés à une datation radiométrique de haute précision, suggèrent que l'impact de Chicxulub aurait pu déclencher certaines des plus grandes éruptions du Deccan, ainsi que des éruptions sur des volcans actifs partout sur Terre.

Événement à impact multiple

D'autres caractéristiques topographiques en forme de cratère ont également été proposées en tant que cratères d'impact formés en relation avec l'extinction du Crétacé-Paléogène. Cela suggère la possibilité d'impacts multiples quasi simultanés, peut-être d'un objet astéroïde fragmenté similaire à l' impact de Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter . En plus du cratère Chicxulub de 180 km (110 mi), il y a le cratère Boltysh de 24 km (15 mi) en Ukraine (65,17 ± 0,64 Ma ), le cratère Silverpit de 20 km (12 mi) en mer du Nord (59,5 ± 14,5 Ma ) peut-être formé par l'impact d'un bolide , et le cratère Shiva controversé et beaucoup plus grand de 600 km (370 mi) . Tous les autres cratères qui auraient pu se former dans l' océan Téthys auraient depuis été obscurcis par la dérive tectonique vers le nord de l'Afrique et de l'Inde.

Régression du niveau de la mer au Maastrichtien

Il est clairement prouvé que le niveau de la mer a chuté au cours de la phase finale du Crétacé plus qu'à tout autre moment de l'ère mésozoïque. Dans certaines couches rocheuses du stade maastrichtien de diverses parties du monde, les couches ultérieures sont terrestres; les premières couches représentent les rivages et les premières couches représentent les fonds marins. Ces couches ne montrent pas l'inclinaison et la distorsion associées à la construction de montagnes , donc l'explication la plus probable est une régression , une baisse du niveau de la mer. Il n'y a aucune preuve directe de la cause de la régression, mais l'explication actuellement acceptée est que les dorsales médio-océaniques sont devenues moins actives et ont coulé sous leur propre poids.

Une régression sévère aurait considérablement réduit la zone du plateau continental , la partie la plus riche en espèces de la mer, et aurait donc pu suffire à provoquer une extinction massive marine, mais ce changement n'aurait pas provoqué l'extinction des ammonites. La régression aurait également provoqué des changements climatiques, en partie en perturbant les vents et les courants océaniques et en partie en réduisant l' albédo de la Terre et en augmentant les températures mondiales.

La régression marine a également entraîné la perte de mers épiériques , telles que la voie maritime intérieure occidentale de l'Amérique du Nord. La perte de ces mers a considérablement modifié les habitats, supprimant les plaines côtières qui, dix millions d'années auparavant, avaient accueilli diverses communautés telles que celles que l'on trouve dans les roches de la formation de Dinosaur Park. Une autre conséquence a été une expansion des milieux d' eau douce , puisque le ruissellement continental avait désormais de plus longues distances à parcourir avant d'atteindre les océans . Alors que ce changement était favorable aux vertébrés d'eau douce , ceux qui préfèrent les milieux marins, comme les requins, en ont souffert.

Causes multiples

Les partisans de la causalité multiple considèrent que les causes uniques suggérées sont soit trop petites pour produire la vaste échelle de l'extinction, soit peu susceptibles de produire son modèle taxonomique observé. Dans un article de synthèse, J. David Archibald et David E. Fastovsky ont discuté d'un scénario combinant trois principales causes postulées : le volcanisme, la régression marine et l'impact extraterrestre. Dans ce scénario, les communautés terrestres et marines ont été stressées par les changements et la perte d'habitats. Les dinosaures, en tant que plus grands vertébrés, ont été les premiers touchés par les changements environnementaux et leur diversité a décliné. Dans le même temps, les matières particulaires du volcanisme ont refroidi et séché des régions du globe. Ensuite, un événement d'impact s'est produit, provoquant des effondrements dans les chaînes alimentaires basées sur la photosynthèse, à la fois dans les chaînes alimentaires terrestres déjà stressées et dans les chaînes alimentaires marines.

Sur la base d'études menées sur l'île Seymour en Antarctique , Sierra Petersen et ses collègues affirment qu'il y a eu deux événements d'extinction distincts près de la limite Crétacé-Paléogène, l'un étant corrélé au volcanisme du Deccan Trap et l'autre à l'impact de Chicxulub. L'équipe a analysé les schémas d'extinction combinés à l'aide d'un nouvel enregistrement de température isotopique groupé à partir d'une section de limite K – Pg élargie sans hiatus. Ils ont documenté un réchauffement de 7,8 ± 3,3 ° C synchrone avec le début du volcanisme de Deccan Traps et un second réchauffement plus petit au moment de l'impact de la météorite. Ils suggèrent que le réchauffement local a pu être amplifié en raison de la disparition simultanée de la glace continentale ou marine. La variabilité intra-coquille indique une réduction possible de la saisonnalité après le début des éruptions du Deccan, se poursuivant tout au long de l'événement météoritique. L'extinction des espèces sur l'île Seymour s'est produite en deux impulsions qui coïncident avec les deux événements de réchauffement observés, reliant directement l'extinction de la fin du Crétacé sur ce site aux événements volcaniques et météoritiques via le changement climatique.

Reprise et diversification

Représentation d'artiste de Thescelosaurus lors de l'extinction massive de K – Pg. Il a survécu en creusant des terriers, mais allait bientôt mourir de faim.

L'extinction de K–Pg a eu un effet profond sur l' évolution de la vie sur Terre . L'élimination des groupes dominants du Crétacé a permis à d'autres organismes de prendre leur place, provoquant une quantité remarquable de diversification des espèces au cours de la période paléogène. L'exemple le plus frappant est le remplacement des dinosaures par des mammifères. Après l'extinction de K – Pg, les mammifères ont évolué rapidement pour remplir les niches laissées vacantes par les dinosaures. Également significatif, au sein des genres de mammifères, les nouvelles espèces étaient environ 9,1% plus grandes après la limite K – Pg.

D'autres groupes se sont également considérablement diversifiés. Sur la base du séquençage moléculaire et de la datation des fossiles, de nombreuses espèces d'oiseaux (le groupe Neoaves en particulier) semblaient rayonner après la limite K – Pg. Ils ont même produit des formes géantes incapables de voler, comme les herbivores Gastornis et Dromornithidae , et les prédateurs Phorusrhacidae . L'extinction des lézards et des serpents du Crétacé a peut-être conduit à l'évolution de groupes modernes tels que les iguanes, les varans et les boas. Sur terre, des boids géants et d'énormes serpents madtsoiidés sont apparus, et dans les mers, des serpents de mer géants ont évolué. Les poissons téléostéens se sont diversifiés de manière explosive, remplissant les niches laissées vacantes par l'extinction. Les groupes apparaissant aux époques paléocène et éocène comprennent les istiophoridés, les thons, les anguilles et les poissons plats. Des changements majeurs sont également observés dans les communautés d'insectes du Paléogène. De nombreux groupes de fourmis étaient présents au Crétacé, mais à l'Éocène, les fourmis sont devenues dominantes et diversifiées, avec des colonies plus importantes. Les papillons se sont également diversifiés, peut-être pour remplacer les insectes mangeurs de feuilles anéantis par l'extinction. Les termites avancés de construction de monticules, Termitidae , semblent également avoir pris de l'importance.

On pense que la taille corporelle des survivants de mammifères placentaires a d'abord augmenté au cours de l' évolution , leur permettant de remplir des niches après les extinctions, la taille du cerveau augmentant plus tard dans l' Éocène .

Voir également

Notes d'explication

Citations

Lectures complémentaires

Liens externes