L’ère industrielle a modifié le métabolisme des arbres


L’ère industrielle a changé la capacité des arbres d’absorber le dioxyde de carbone. Si on continue à émettre autant ce dioxyde de carbone, il y aura une saturation dramatique qu’on ne pourra pas y faire face
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L’ère industrielle a modifié le métabolisme des arbres

 

Un vieux thuya.

On ne peut pas compter sur les arbres pour répondre à la hausse des concentrations atmosphériques de CO2, suggère une étude. Photo: Courtoisie Étienne Boucher

Daniel Blanchette-Pelletier

Ne comptez pas sur les arbres pour absorber davantage de carbone. Selon une étude québécoise, ils pourraient atteindre un niveau de saturation même si les émissions de CO2 dans l’atmosphère continuaient d’augmenter.

« À un certain niveau, la photosynthèse est à son maximum, avance la biologiste Claudie Gigère-Croteau. Même s’il y a plus de CO2 dans l’atmosphère, l’arbre n’est pas en mesure d’en capter plus. »

Dans son projet de recherche à la maîtrise, Claudie Giguère-Croteau s’est intéressée à la réponse des plus vieux arbres boréaux d’Amérique du Nord à l’arrivée de l’ère industrielle. La conclusion a de quoi étonner.

L’augmentation rapide et soutenue des émissions de dioxyde de carbone depuis le milieu du 19e siècle a modifié l’interaction entre les arbres et l’atmosphère.

Les arbres s’alimentent de CO2 pendant la photosynthèse. L’eau du sol est absorbée par les racines, monte dans le tronc, puis est libérée par les stomates, de petits trous sur les feuilles. Au même moment, l’arbre absorbe le dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

« Le ratio entre la quantité de carbone qui rentre et la quantité d’eau qui sort change dramatiquement dans le temps », note le professeur au Département de géographie de l’Université du Québec à Montréal (UQAM) Étienne Boucher, qui a cosigné l’étude. Ils ont besoin de moins d’eau pour stocker la même quantité de carbone.

La hausse des niveaux de CO2 dans l’atmosphère depuis l’époque préindustrielle a donc rendu les arbres plus efficaces pour l’utilisation de l’eau.

« Par contre, ça ne semble pas se traduire par une croissance accrue du tronc ou de la tige », souligne Claudie Gigère-Croteau.

Les arbres ne sont pas en train d’être un puits pour le carbone supplémentaire qu’il y a dans l’atmosphère. Claudie Giguère-Croteau, biologiste

Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La photosynthèse des vieux thuyas

Deux personnes dans la forêt.

L’étude portait sur la réponse des plus vieux arbres boréaux d’Amérique du Nord, les thuyas d’Abitibi-Témiscamingue, à l’ère industrielle. Photo : Courtoisie Étienne Boucher

Les chercheurs québécois ont étudié les plus vieux arbres boréaux d’Amérique du Nord : des cèdres de la forêt d’enseignement et de recherche du lac Duparquet, en Abitibi-Témiscamingue.

« On les regarde et ils ont l’air en fin de vie », souligne Étienne Boucher.

« Ils ont vécu pendant 600 ans en l’absence de perturbation d’origine anthropique et, depuis 150 ans, leur métabolisme s’est totalement transformé », poursuit le chercheur.

On a la preuve sous les yeux qu’un écosystème a changé de fonctionnement métabolique à cause des émissions humaines. Étienne Boucher, Université du Québec à Montréal

Ce changement s’est fait à un rythme sans précédent, non seulement dans l’histoire de l’arbre, mais aussi dans la littérature publiée, ajoute-t-il.

Claudie Gigère-Croteau

Les chercheurs ont prélevé des carottes dans le tronc des arbres pour en étudier la composition isotopique. Photo : Courtoisie Étienne Boucher

Claudie Giguère-Croteau et lui ont mesuré la largeur des cernes de thuyas vieux de plus de 700 ans ainsi que les isotopes de carbone et d’oxygène dans chaque cerne, soit l’équivalent d’un an de vie de l’arbre.

Contrairement à la croyance populaire, la hausse des concentrations atmosphériques de CO2 n’a pas stimulé la croissance des arbres, note Claudie Giguère-Croteau.

« Les arbres ne sont pas en train de croître de façon démesurée. Le CO2 a presque doublé en 150 ans, mais la croissance des arbres n’a pas presque doublé », illustre-t-elle.

Cette transformation dans les échanges gazeux entre les arbres et l’atmosphère remet en question leur capacité à en ingérer davantage, préviennent les chercheurs.

« On ne peut pas compter sur la végétation actuelle pour stocker les tonnes et les tonnes de carbone qu’on émet avec nos usines », explique Étienne Boucher.

« On ne sait pas pendant combien de temps ça va pouvoir continuer, souligne le professeur au Département de géographie de l’UQAM. Mais on suppose qu’un jour il va y avoir une forme de saturation dans la capacité des arbres à trapper du carbone. »

L’étude a d’ailleurs déjà constaté une forme de ralentissement de la réponse métabolique à l’augmentation des teneurs en dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Étienne Boucher craint que les modèles n’aient jusqu’ici surestimé la capacité de la végétation à absorber le carbone atmosphérique, un argument qui déplaît aux climatosceptiques, prend soin de souligner Étienne Boucher.

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La Chine va faire pousser des patates sur la face cachée de la Lune


Je ne sais pas si un jour, l’humain ira habiter sur Mars ou sur la Lune, mais l’idée de planter des pommes de terre comme dans le film « Seul sur Mars » continue faire du chemin. La Chine veut tenter de planter des pommes de terre sur la face caché de la lune, qui en plus d’être sombre, il doit faire drôlement froid.. Si la Lune n’est pas colonisée, cela fera cher de la patate dans l’assiette.
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La Chine va faire pousser des patates sur la face cachée de la Lune

 

par  Laura Boudoux

Le robot de la mission Chang’e-4

Ce samedi 8 décembre 2018, une fusée à destination de la face cachée de la Lune sera lancée depuis la province du Sichuan, en Chine. Si la mission est un succès et que l’atterrissage se fait sans encombre, l’objectif sera ensuite d’enquêter sur cette partie du satellite, très accidentée, rapporte Scientific American.

Les chercheurs tenteront notamment d’étudier la possibilité de faire pousser des plantes, au sein de cet environnement à faible gravité.

« Cette mission est sans aucun doute un accomplissement important et significatif dans l’exploration lunaire », a annoncé Carolyn van der Bogert, spécialiste de la géologie planétaire à l’université Westfälische Wilhelms de Münster, en Allemagne.

L’une des expériences menées sur la Lune, si le vaisseau Chang’e-4 atterrit, sera de planter des graines, notamment de pommes de terre. Les scientifiques pourront alors observer si les plantes poussent et accèdent au processus de photosynthèse, au sein d’un environnement scellé et climatisé à basse densité.

« Lorsque nous franchirons le pas vers l’habitat humain à long terme sur la Lune ou sur Mars, nous aurons besoin d’installations sous serre et nous devrons vivre dans une sorte de biosphère », explique Anna-Lisa Paul, scientifique en horticulture à l’Université de Floride de Gainesville.

À terme, l’Administration spatiale nationale de Chine (CNSA) a pour objectif de créer une base pour l’exploration humaine sur la Lune. Chang’e-4 sera le deuxième engin chinois à opérer un atterrissage en douceur sur la surface de la Lune, après Chang’e-3, arrivé sur le satellite en 2013.

Sources : Scientific American

https://www.ulyces.co/

Pour survivre, ces limaces de mer peuvent se nourrir de la lumière du soleil durant des mois !


Les limaces de mer sont assez exceptionnelles. Elle se comporte un peu comme une plante car en se nourrissant de plastides d’algues elle peuvent vivre 6 a 8 mois en photosynthèse.
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Pour survivre, ces limaces de mer peuvent se nourrir de la lumière du soleil durant des mois !

 

Elysia chlorotica limace photosynthèse

 

Elysia chlorotica. Crédits: Patrick Krug

par Brice Louvet

Une limace de la mer du nord-est serait capable d’aspirer des plastides d’algues pour survivre grâce à l’énergie solaire. Les détails de cette nouvelle étude sont rapportés dans la revue Molecular, Biology and Evolution.

Vous retrouverez Elysia chlorotica dans la zone intertidale entre la Nouvelle-Écosse, au Canada et Martha’s Vineyard, dans le Massachusetts. Qu’est-ce qui fait sa particularité ? En se nourrissant de l’algue brune Vaucheria litorea, elle serait capable de se transformer en animal photosynthétique. Imaginez que vous puissiez enduire votre corps de crème solaire vous permettant de vous nourrir avec de la lumière : c’est un peu le même principe. Mais alors comment fait-elle, cette limace ?

Le principe de la photosynthèse repose sur le fait que les algues et les plantes utilisent la lumière du soleil pour créer de l’énergie à partir de dioxyde de carbone et d’eau. Pour ce faire, les algues – à l’instar de Vaucheria litore – s’appuient sur des plastides. Ces cellules contiennent de la chlorophylle, un pigment vert qui absorbe la lumière. Ainsi, en se nourrissant de cette algue, Elysia chlorotica aspire en même temps dans son organisme les plastides contenus à l’intérieur.

Ces plastides, sortes de mini panneaux solaires logés finalement dans l’intestin de la limace, lui permettraient ainsi de cesser de s’alimenter.Elle pourrait ainsi survivre grâce à la photosynthèse des algues pendant six à huit mois, et ce malgré l’absence des noyaux de cellules (digérés) normalement nécessaires pour activer le processus de photosynthèse. Reste à savoir comment elle fait.

«C’est un exploit remarquable, car il est très inhabituel pour un animal de se comporter comme une plante et de survivre uniquement grâce à la photosynthèse», explique Debashish Bhattacharya, du département de biochimie et de microbiologie de l’Université Rutgers – Nouveau-Brunswick (États-Unis). L’implication plus large concerne le domaine de la photosynthèse artificielle. Autrement dit, si nous pouvons comprendre comment la limace maintient les plastides isolés volés pour fixer le carbone sans le noyau de la plante, nous pourrons peut-être aussi exploiter les plastides isolés pour l’éternité en tant que machines vertes pour créer des bioproduits ou de l’énergie».

Source

https://sciencepost.fr/

Le Saviez-Vous ► Pourquoi les feuilles des arbres sont-elles si différentes ?


Pourquoi en Amazonie, les feuilles des plantes, des arbres peuvent être si grande à comparer aux arbres les températures peuvent aller jusqu’au gel. ? La relation entre soleil, accessibilité à l’eau, l’humidité ainsi que la température ont des impacts sur la grandeur des feuilles
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Pourquoi les feuilles des arbres sont-elles si différentes ?

 

Bananiers

Bananiers en Micronésie.

SUPERSTOCK/SIPA

Par Loïc Chauveau

La taille des feuilles des plantes varie d’un facteur 100.000 ! Une étude complète portant sur 7600 espèces de plantes dans toutes les zones climatiques détaille les influences qui façonnent la principale zone de contact des végétaux avec leur environnement.

LUXURIANCE. La modeste Cassiope tétragone qui couvre les sols de toundra arctique arbore des feuilles de moins d’un millimètre carré. A l’autre bout du spectre, le bananier présente des appendices de plus d’un mètre carré ! Entre les deux, toutes les tailles existent. Mais quels sont les mécanismes qui conditionnent la surface foliaire ? A priori, la réponse est évidente. En présence de chaleur et d’eau en abondance, les plantes sont plus luxuriantes. Une équipe internationale menée par Ian Wright de l’Université Macquarie en Australie a vérifié cette assertion. Leurs résultats, qui font la Une de Sciencedu 1er septembre, révèlent une réalité beaucoup plus complexe.

L’étude croise la taille des feuilles de 7600 espèces situées dans 700 zones climatiques différentes.

« Partout, tout se résume à une question de budget énergétique quotidien. En réalisant le bilan des gains et pertes d’énergie à la fois durant le jour mais aussi durant la nuit, il est possible de déterminer si la température de la feuille dépassera les seuils létaux situés entre -5°C et +50°C », explique Vincent Maire, chercheur à l’Université du Québec à Trois Rivières (Canada) et co-auteur de l’étude.

Il existe bien des zones géographiques où la chaleur et l’abondance d’eau font qu’il n’y a pas de limite théorique à la taille des feuilles. Il s’agit principalement du bassin amazonien et de la forêt équatoriale africaine. Là, les plantes ont suffisamment d’eau pour rafraîchir leurs feuilles en permanence par transpiration et maintenir une température optimale pour la photosynthèse, loin de la température de l’air ambiant.

Dans le reste de la zone intertropicale où l’eau est moins disponible, les feuilles sont plus petites « car le risque de surchauffe est trop grand durant la journée pour les grandes feuilles due à leur incapacité à perdre rapidement la grande quantité de chaleur acquise par le rayonnement solaire», poursuit Vincent Maire.

Des feuilles plus petites pour éviter de geler!

MODELE. En revanche, en zone tempérée, en altitude et dans les zones arctiques, ce n’est pas le risque de surchauffe qui est le facteur limitant, mais le risque de gel durant la nuit.

« Avec une couche isolante d’air importante, la grande feuille dissipe une trop grande part d’énergie dans les longues longueurs d’onde vers le ciel, qui ne peut pas être compensée par la température de l’air ambiant. Ce phénomène peut provoquer un gel même lorsque la température de l’air ambiant est supérieure à zéro », assure Vincent Maire.

Résultat : sur 51% de la surface de la planète, c’est le risque de dommages par le gel durant la nuit qui est le facteur limitant de la taille des feuilles et non la chaleur du jour.

« C’est une idée nouvelle qui bat en brèche l’idée que seules la chaleur et l’eau expliquent la taille des feuilles », salue Patrick Laufs, chercheur à l’Institut Jean-Pierre Bourgin (Inra-AgroparisTech) qui n’a pas participé à l’étude.

Cette règle énergétique prévaut pour expliquer les différences de taille au sein d’une même espèce selon leur emplacement au sud ou au nord de son aire de répartition. De même un même arbre peut produire des feuilles de taille différente, celles de la canopée en contact avec le rayonnement solaire étant plus petites que celles poussant à l’ombre de la canopée.

Ces résultats sont le fruit d’une double approche, empirique et théorique. En prenant en compte le rayonnement solaire, la pluviométrie, la température, le modèle théorique reconstitue le bilan énergétique d’une feuille et calcule sa taille maximale. Les valeurs observées ne dépassant pas cette taille maximale, ce modèle à l’échelle de la feuille s’en retrouve globalement validé. Ce modèle peut avoir plusieurs applications.

«Pourquoi ne pas s’en servir pour optimiser la taille des feuilles des plantes cultivées et ainsi améliorer les rendements agricoles? », propose Patrick Laufs.

 « Ce travail prédictif va aussi permettre de mieux calculer le rôle de stockage de carbone des plantes dans le cadre d’une évaluation du rôle des végétaux comme puits de gaz à effet de serre », assure Vincent Maire.

Même les paléontologues y trouveront leur compte, en déduisant de la taille des feuilles fossilisées les conditions climatiques dans le passé de la Terre.

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Ces bulles se sont formées il y a 1,6 milliard d’années !


Des bulles, pas des bulles de savon, ni quelques boissons pétillantes, plutôt des bulles fossilisées qui témoigne le début des cyanobactéries qui ont permit après plus d’1 milliard d’années à transformer la Terre accueillante pour que la faune et la flore puisse prospérer sur terre grâce à l’oxygène. Vous imaginez comment l’homme détruit en peu de temps l’environnement, alors que pour réussir a y vivre, cela a pris des millions, des milliards d’années pour arriver a pouvoir respirer sur notre planète bleue 
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Ces bulles se sont formées il y a 1,6 milliard d’années !

Bulles des cyanobatéries

Bulles fossilisées et tissus cyanobactériens provenant de tapis microbiens phosphatés âgés d’1,6 milliard d’années.

STEFAN BENGTSON

Par Joël Ignasse

Ces bulles fossilisées témoignent de l’activité des cyanobactéries qui ont transformé la Terre en produisant de l’oxygène. 

Il y a 1,6 milliard d’années, la vie florissait déjà sur Terre (et depuis presque deux milliards d’années) et la planète était peuplée de microorganismes divers dont des cyanobactéries, encore appelées algues photosynthétiques. Ces microbes ont joué un rôle capital pour l’évolution de la vie : ce sont eux qui sont à l’origine de l’enrichissement de l’atmosphère en oxygène et qui ont ainsi rendu l’air respirable pour les plantes et les animaux modernes.

Bulles témoins

Ce bulles fossilisées témoignent de l’activité des cyanobactéries et de leur capacité à produire des gaz dont de l’oxygène. Elles proviennent de roches phosphatées du Supergroupe Vindhyan, au centre de l’Inde et ont été analysées par Therese Sallstedt et ses collègues de l’Université du Sud du Danemark, du Muséum d’histoire naturelle de Suède et de l’Université de Stockholm. A l’époque s’étalait dans cette zone une mer peu profonde dont les fonds étaient tapissés d’un lit de matière microbienne constitué de microbes actifs et de déchets organiques. Lorsqu’elles ont été produites par des colonies de cyanobactéries, les bulles ont été piégées dans le tapis microbien et figées ainsi au fil du temps au lieu de remonter à la surface. La description de ce fossile original fait l’objet d’une publication dans la revue Gebiology.

Les bulles vues au microscope électronique. Crédit: Stefan Bengtson.

L’enrichissement de la terre en oxygène a commencé lorsque les premières cyanobactéries ont utilisé la photosynthèse pour avoir de l’énergie, il y a environ 2,7 milliards d’années. Dans ce processus, ces bactéries transforment le carbone et l’eau en carbone organique et en oxygène libre, ce dernier se combinant presque instantanément avec de l’hydrogène et du carbone pour former d’autres composés. Ce qui explique que l’oxygène libre ne se soit pas accumulé facilement dans l’atmosphère. En fait, il faudra attendre près de 300 millions d’années pour que ces sources d’oxygène soient suffisamment nombreuses et compensent cette consommation immédiate en enrichissant l’atmosphère qui, dans le même temps, s’allègent en méthane (détruit par les rayons ultraviolets du Soleil).

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Des arbres encore verts en octobre en raison de la température chaude


C’est étrange cette année. L’automne est bien là, mais pas le paysage que nous sommes habitués au Québec, du moins dans mon coin. Cela un bout de temps que je trouve que les arbres sont en retard dans leurs couleurs. Il y a quelques érables qui ont des feuilles rouges alors que d’autres, leurs feuilles sont bien vertes. Les autres arbres certains sont ont quelques feuilles jaunes, mais pas autant que les autres années. Nous avons une saison plus chaude, et pourtant, les arbres savent que l’hiver sera bientôt là
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Des arbres encore verts en octobre en raison de la température chaude

 

Des arbres encore remplis de feuilles vertes en ce début du mois d'octobre près... (Photo Archives, La Tribune)

PHOTO ARCHIVES, LA TRIBUNE

 

STÉPHANIE MARIN
La Presse Canadienne

Des arbres encore remplis de feuilles vertes en ce début du mois d’octobre près de chez vous? Les températures chaudes du mois de septembre ont assurément joué un rôle dans l’arrivée un peu tardive des riches couleurs cette année, affirme le professeur Jim Fyles de l’Université McGill, spécialisé notamment en écologie des forêts.

Il s’attend toutefois à ce que les arbres se rendent bientôt compte que l’hiver approche, et que l’on puisse voir des feuilles or, orange et rouges dès le week-end à Montréal et dans les régions du Québec qui n’ont pas encore vécu d’épisode de gel.

Il s’agit d’une année différente, a expliqué en entrevue téléphonique le professeur du département des sciences des ressources naturelles et responsable de la Chaire Tomlinson en écologie des forêts.

Les feuilles changent de couleur pour deux raisons: la diminution de la lumière et de la température.

Les températures plus chaudes que la moyenne cet automne ont placé les arbres dans une espèce de conflit interne, indique le professeur.

D’une part, comme il fait plus chaud, ils veulent en profiter au maximum en continuant d’effectuer la photosynthèse – à l’aide de la chlorophylle, le pigment qui donne aux feuilles leur couleur verte – pour capturer un maximum de lumière qui sera transformée en sucre, afin de se faire des réserves pour l’hiver. Ce sucre emmagasiné sera mis à profit au printemps pour favoriser la pousse des jeunes feuilles.

Pour cela, les arbres veulent rester verts le plus longtemps possible, affirme M. Fyles. Car c’est la chlorophylle qui capture la lumière nécessaire à la photosynthèse. Mais d’un autre côté, les arbres savent que hiver approche, car ils se rendent compte que les jours sont de plus en plus courts. Et ils ne veulent pas avoir de feuilles quand les premières neiges vont tomber: cela les alourdira et risque de briser leurs branches. Pour cette raison, ils décomposent la chlorophylle. La couleur verte disparaît alors, et les riches couleurs d’automne apparaissent. Puis une sorte de bouchon se forme à la base des feuilles, qui finissent par tomber.

Une série de réactions physiologiques assez complexes, fait valoir M. Fyles.

Autre facteur: vu les températures chaudes, le bois des arbres feuillus reste chaud et exige du sucre. Mais les arbres veulent plutôt mettre ce sucre de côté pour le printemps.

«Ils se retrouvent un peu dans une situation de conflit ici, dit le professeur de McGill. Et ils cherchent à trouver un équilibre entre ces exigences.»

La présence de feuillus tout verts en ce début d’octobre est inhabituelle, de la même manière que cette température est inhabituelle, tranche M. Fyles.

Il juge toutefois que la situation est «un peu différente», mais que l’écart avec les années précédentes n’est pas si grand. «Il y a peut-être une semaine de retard», dit-il.

Et il est persuadé que la fin de semaine de l’Action de grâce fera bien des heureux chez les amateurs des couleurs d’automne dans les forêts québécoises.

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Disparition des dinosaures : l’astéroïde aurait plongé la Terre dans la nuit durant 2 ans


Grâce à des super ordinateurs des simulations montre que la chute de l’astéroïde tombée au Yucatan aurait provoquer divers catastrophe et une noirceur du à la suie qui aurait cacher la lumière du jour environ un moins de 2 ans. La photosynthèse était rendu impossible et l’effondrement de la chaîne alimentaire ainsi que l’extinction des dinosaures., Du moins théoriquement …
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Disparition des dinosaures : l’astéroïde aurait plongé la Terre dans la nuit durant 2 ans

 

Une nouvelle simulation de l’impact des incendies producteurs de suies causés par l’impact d’un astéroïde à la fin du Crétacé précise ce qui a pu se passer au moment de la disparition des dinosaures. Les suies pourraient avoir bloqué suffisamment le rayonnement solaire pour stopper toute photosynthèse pendant un an et demi.

CE QU’IL FAUT RETENIR

  • Lors de la chute d’un petit corps céleste au Yucatan il y a 66 millions d’années, l’énergie libérée a enflammé les forêts de l’époque, produisant d’importantes quantités de suies.
  • Ces suies seraient montées dans l’atmosphère, chauffées par le Soleil, jusqu’à produire une couche qui a plongé la Terre dans l’obscurité pendant au moins un an et demi, causant l’effondrement de la chaîne alimentaire.
  • La couche se serait dissipée en quelques mois sous l’effet de réactions chimiques imprévues mais révélées par une vaste simulation numérique de l’effet des suies sur la climat de la Terre à cette époque.

Il reste encore des zones d’ombres sur l’extinction massive à la frontière du Crétacé et du Tertiaire qui a conduit à la disparition d’environ 75 % des espèces vivantes de la biosphère il y a environ 66 millions d’années. Bien que les dinosaures n’aient pas tous été de grandes tailles, et loin s’en faut contrairement à ce que l’on peut croire, ils ont tous disparu sous leur forme non avienne, comme tous  les tétrapodes de plus de 25 kg.

Cette crise biologique coïncide peu ou prou avec deux évènements géologiques majeurs, les trapps du Deccan et l’astroblème du Yucatan, à Chicxulub, respectivement produits par de gigantesques épanchements basaltiques et par la chute d’un petit corps céleste d’une dizaine de kilomètres de diamètre. Le débat dure toujours quant à l’importance relative de ces deux phénomènes mais l’on s’accorde en général sur le fait que l’impact de l’astéroïde ou d’une comète a été déterminant. Sauf que l’on ne comprend pas très bien les détails des cascades d’évènements et de boucles de rétroactions dans l’environnement qui ont permis par exemple aux crocodiles de survivre mais pas à certains dinosaures de mêmes tailles.

Une étude en cours de publications dans les Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences) par une équipe de chercheurs vient cependant d’apporter de nouveaux éléments pour tenter de comprendre ce qui s’est passé. Elle complète un article déjà publié en 2016 dans Atmospheric Chemistry and Physics (ACP). Les chercheurs viennent du NCAR (National Center for Atmospheric Research), un institut de recherche à Boulder, dans le Colorado, qui a comme mission d’explorer et de comprendre notre atmosphère et ses interactions avec le Soleil, les océans, la biosphère et l’Homme. Ces scientifiques ont utilisé un superordinateur pour simuler les conséquences de l’impact de Chicxulub. Il s’agissait en particulier de comprendre les effets des poussières et surtout de la suie produite par les incendies ayant ravagé les forêts et dont on trouve des traces dans la fameuse couche argileuse noire de la limite Crétacé-Tertiaire (la couche KT).

Cinq milliards de fois Hiroshima et 15.000 millions de tonnes de suies

En effet, l’impact lui-même a fait l’effet de plusieurs milliards de bombes atomiques de la puissance de celle d’Hiroshima. Une onde de chaleur s’est propagée et des retombées de matière en fusion se sont forcément produites, enflammant les forêts sur plusieurs continents. La quantité de suie encore retrouvée aujourd’hui dans la couche KT a été estimée à environ 15.000 millions de tonnes et des quantités gigantesques devaient donc être présentes dans l’atmosphère après l’impact, bloquant la lumière du Soleil.

Sur cette base, les simulations montrent que la photosynthèse, aussi bien sur les continents que dans les océans, aurait été impossible pendant environ un an et demi, entraînant donc un effondrement de la chaîne alimentaire. Les températures auraient également chuté d’environ 10 °C au-dessus des océans et de 28 °C au-dessus des continents. Les suies chauffées par le Soleil seraient également montées en altitude jusqu’à produire un échauffement conséquent de la couche d’ozone, provoquant sa destruction. Un mécanisme imprévu aurait ensuite conduit à la dissipation complète de la couche chargée en suie en quelques mois, exposant la Terre au rayonnement UV dont elle était protégée auparavant.

Devant ces simulations, les chercheurs incitent cependant à la prudence. Elles ont été conduites avec un modèle climatologique basée sur la topographie de la Terre actuelle. Or, les continents étaient différents au Crétacé, aussi bien en formes qu’en position et avec des reliefs montagneux qui n’étaient pas ceux d’aujourd’hui. Les courants océaniques et atmosphériques étaient certainement différents. Le modèle numérique lui-même, le Whole Atmosphere Community Climate Model (WACCM) n’est pas conçu pour gérer des perturbations rapides et fortes de l’environnement, de sorte qu’il est sûrement partiellement biaisé. Enfin, les géophysiciens et les géochimistes n’ont pas tenu compte du contexte géologique du lieu de l’impact. Or, on a de bonnes raisons de penser que les roches vaporisées par l’impact ont libéré des composés soufrés et peut-être même des produits provenant de la combustion d’un important gisement de pétrole.

Un groupe de 41 chercheurs en géosciences vient de réaffirmer avec force que l’explication la plus probable de l’extinction massive ayant frappé la biosphère il y a 65 millions d’années doit bien être recherchée dans l’impact d’un petit corps céleste, celui-là même qui a creusé le cratère de Chicxulub, au Yucatan.

Depuis la découverte au début des années 1990 du cratère météoritique de Chicxulub, déjà daté d’environ 65 millions d’années et d’un diamètre d’environ 180 kilomètres, il semblait difficile de croire que la grande extinction de la limite Crétacé-Tertiaire ne soit pas due majoritairement à l’impact l’ayant causé. La découverte, partout sur la planète, de quartz choqués et de traces importantes d’iridium dans une couche sédimentaire à la limite Crétacé-Tertiaire (la fameuse limite KT) confortait cette hypothèse. Toutefois, un autre candidat restait en lice : l’intense activité volcanique du plateau du Deccan, en Inde. A cette même époque, en effet, de gigantesques épanchements basaltiques ont à plusieurs reprises et pendant environ un million d’années recouvert de vastes étendues. De quoi en faire d’efficaces tueurs de dinosaures car libérant des gaz susceptibles de modifier lentement mais surement le climat

Il était d’ailleurs difficile d’obtenir une résolution temporelle inférieure au million d’année environ, et donc suffisamment fine pour déterminer si la disparition des espèces vivantes observée pendant la crise KT s’est déroulée de manière rapide ou graduelle.

Tout a commencé à changer quand l’existence du cratère de Chicxulub a été attestée. En effet, la puissance de l’explosion l’ayant creusé devait être de plusieurs milliards de fois celle de la bombe d’Hiroshima. Comment croire une seconde, si l’on s’appuie sur des raisons solidement fondées sur les lois de la physique, que l’onde thermique de l’explosion et l’énorme injection de matière dans l’atmosphère, diminuant nécessairement la lumière du Soleil, n’aient pas durement affecté la biosphère ?

Certes, l’influence du volcanisme de Deccan sur le climat ne pouvait être sous-estimée, pas plus que l’influence d’autres facteurs potentiels, comme des régressions marines. Mais il semblait raisonnable d’attribuer le rôle le plus important à l’impact de la météorite de Chicxulub.

Une série d’arguments vraiment solides

Cette hypothèse sort très renforcée d’un article de synthèse publié dans Science et écrit par 41 chercheurs en géosciences, parmi lesquels figure Joanna Morgan de l’Imperial College London.

Pour eux, il n’y a plus de doute. Les archives géochimiques, sédimentologistes et paléontologiques ne peuvent être interprétées de façon cohérente en relation avec la crise KT qu’avec l’influence majeure de l’impact de la météorite du Yucatan. Les simulations de la chute d’un corps céleste d’environ 10 à 15 kilomètres de diamètre, dont on pense qu’il tire son origine de l’astéroïde 298 Baptistina, et les modèles numériques de l’impact sur le climat des éruptions des Trapps du Deccan, vont dans le même sens.

La disparition des espèces, notamment dans l’océan, a eu lieu trop rapidement pour être expliquée par les gaz émis lors des épanchements basaltiques. Inversement, on voit maintenant que la biosphère n’a pas été affectée de façon significative durant des centaines de milliers d’années alors que le volcanisme du Deccan était déjà actif.

Les chercheurs réfutent aussi les arguments de Gerta Keller et ses collègues, qui prétendaient avoir établi que la crise KT s’était en fait produite 300.000 ans après la formation du cratère de Chicxulub. S’il est toujours possible de soutenir un décalage, les preuves de celui-ci ne sont pas déterminantes, alors que les arguments reliant l’impact à la crise KT sont nombreux et convaincants.

On voit clairement, par exemple, qu’il existe sur toute la planète des quartz choqués, datés de la crise KT et du type de ceux qui se produisent lors de la formation d’un cratère d’impact. On note aussi que la taille de quartz diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la région du Yucatan.

Le mécanisme central responsable de l’extinction des dinosaures et de près de 80 % des espèces marines semble donc bien être, plus que jamais, la diminution importante de la lumière solaire pendant quelques mois partout sur la planète, suite à la grande quantité de matière éjectée par l’impact d’un petit corps céleste.

http://www.futura-sciences.com