La terre a été frappée par des événements volcaniques majeurs il y a 183 millions d’années qui ont provoqué des perturbations climatiques et biologiques critiques, appelées l’événement anoxique océanique toarcien, conduisant à certains des événements d’extinction les plus dévastateurs de l’histoire de la planète.
À cette époque, un volcanisme à grande échelle se produisait en Afrique australe, en Antarctique et en Australie, connue sous le nom de grande province ignée du Karoo-Ferrar. En outre, une acidification importante des océans, une anoxie océanique généralisée et un réchauffement de l’eau de mer ont eu lieu, entraînant des extinctions majeures dans les océans.
Les grandes provinces ignées (LIP) représentent un type extrême de volcanisme qui se produit sur terre en moyenne tous les 20 à 30 millions d’années.
On pensait généralement que la cause du volcanisme jurassique devait être liée à la «remontée» de magma des profondeurs de l’intérieur de la Terre, appelée panache du manteau. Lorsque ce magma atteindra la base du continent, on suppose qu’il érodera (ou fondra) relativement rapidement le continent par en dessous pour permettre à l’activité volcanique de se produire à la surface.
Mais une équipe de chercheurs dirigée par Micha Rühlle professeur adjoint de sédimentologie à l’École des sciences naturelles de Trinity conteste cette idée en suggérant qu’un ralentissement du mouvement des plaques continentales pourrait avoir été le moteur le plus important des événements volcaniques dévastateurs.
L’article a été publié le 9 septembre dans Science Advances.
Un nouveau modèle
Les résultats de l’étude suggèrent qu’il existe un lien direct entre la libération de gaz à effet de serre par le volcanisme et les perturbations climatiques et environnementales pouvant provoquer une extinction massive. Il fournit également une nouvelle façon d’expliquer pourquoi certains des plus grands événements volcaniques du passé de la Terre se sont produits, et ce qui a contrôlé leur durée et leur fin.
L’équipe a collecté des sédiments qui se sont formés sur le fond marin pendant l’événement anoxique océanique toarcien et montrent des niveaux très élevés de Hg, des ordres de grandeur plus élevés que les sédiments qui se sont formés avant et après. Ils ont ensuite conclu qu’il existait un lien temporel direct entre le volcanisme, les émissions de gaz à effet de serre associées et les changements climatiques/environnementaux à cette époque.
Cependant, lorsqu’ils ont comparé l’âge de l’activité volcanique avec des modèles de reconstruction de plaques (ce sont des modèles qui reconstituent où se trouvaient les continents dans le passé), Ruhl et son équipe ont observé que la grande province ignée du Karoo-Ferrar, mais aussi plusieurs autres grandes provinces ignées Les provinces du passé terrestre (par exemple les pièges sibériens, qui sont liés à l’extinction massive de la fin du Permien, le volcanisme du rift est-africain) coïncident toutes avec une réduction significative de la vitesse des continents, à moins de 2 centimètres par an.
“Cela nous permet de présenter un nouveau modèle pour expliquer le moment de ces grands événements volcaniques, dans lequel ce n’est pas l’arrivée d’un panache du manteau à la base d’un continent qui détermine le début du volcanisme, mais plutôt le ralentissement du continent, qui permet au panache du manteau d’éroder thermiquement plus longtemps la base du continent et de conduire finalement au volcanisme de surface », explique-t-il. “Nous ne savons pas exactement pourquoi les plaques continentales ralentissent à certains moments et s’accélèrent à d’autres, mais cela est probablement lié aux forces tectoniques des plaques mondiales qui sont à leur tour liées à des modèles (globaux) à grande échelle de la convection du manteau.”
Les auteurs ont présenté un argument très solide pour une augmentation de la charge de Hg, très probablement due à de vastes épanchements volcaniques au cours du Toarcien. Cela en fait en soi une étude très importante, selon le professeur de géologie de l’Université de Copenhague, au Danemark, Christian J. Bjerrum.
Il a dit que l’équipe a présenté une analyse approfondie sans précédent du Hg ainsi qu’un enregistrement multi-éléments. Cette analyse permet un aperçu unique de la charge de Hg et du moment des sources volcaniques.
Pour Bjerrum, la chose la plus surprenante à propos de ces résultats est le lien entre le ralentissement du mouvement des plaques et l’énorme effusion volcanique et le changement du cycle du carbone. “C’est parfaitement logique, simple et élégant – mais cela nécessite une analyse minutieuse et un œil attentif pour voir les points s’aligner.”
Des résultats intéressants, plus de travail est nécessaire
Mais le professeur de géologie estime que malgré les grands progrès réalisés par cette étude, on ne sait toujours pas pourquoi la charge de Hg semble contrôlée par différents mécanismes au fil du temps – il y a donc du travail à faire. “De plus, on se demande toujours pourquoi cet événement toarcien n’a provoqué qu’une soi-disant” extinction de masse de second ordre “, alors que l’accalmie du mouvement des plaques à la frontière Permien-Trias est liée à la mère de toutes les extinctions.”
Richard Ernst, l’escientifique en résidence à l’Université Carleton, Ottawa, Canada, a qualifié l’hypothèse de l’article de très intéressante – de l’importance d’une baisse du mouvement des plaques pour permettre au panache d’éroder et d’amincir plus efficacement la lithosphère afin de permettre à un événement LIP de se produire.
Il a ajouté que les auteurs analysent le Karoo-Ferrar et trois autres cas, Siberian Traps, North Atlantic LIP et East African LIPs, mais il y a un contre-exemple qu’ils auraient dû commenter.
“Le LIP du Deccan a été mis en place dans le craton indien lors du mouvement très rapide de l’Inde vers le nord – et ce LIP du Deccan a eu des conséquences environnementales dévastatrices – ainsi que l’impact de la météorite du Yucatan qui a provoqué l’extinction du Crétacé et la fin des dinosaures”, explique-t-il. .
Ernst pense que les auteurs ont introduit une nouvelle idée sur le ralentissement du mouvement des plaques comme étant un contrôle important sur la synchronisation des LIP générés par le panache, mais l’exemple de Deccan indiquerait qu’il ne s’agit pas du seul contrôle sur la synchronisation des LIP générés par le panache. “Si la lithosphère est déjà mince, une fois qu’un panache arrive, le LIP se développera, même pour les plaques en mouvement rapide.”
L’auteur principal a expliqué que les travaux ont été menés dans le cadre d’un vaste programme de recherche international, le projet Early Jurassic Earth System and Timescale (JET) visant à comprendre les causes et les conséquences des changements dans les processus biologiques, géochimiques et physiques au sein de la Terre. système au Jurassique inférieur. Ainsi, “le travail dans ce programme de recherche est en cours et le document actuel y contribue”.
