Une étude de la VUB montre que les fines poussières ont précipité la fin des dinosaures
Les fines poussières de roches pulvérisées libérées par l’impact de la météorite de Chicxulub il y a 66 millions d’années ont joué un rôle prépondérant dans le refroidissement du climat, la perturbation de la photosynthèse et l’extinction de masse qui a entraîné la disparition de la plupart des dinosaures.
Jusqu’à aujourd’hui, les circonstances précises de l’extinction de masse, telles que l’effet des différents types de matériaux d’impact éjectés du cratère sur le climat mondial, n’étaient pas claires. Suite à des recherches antérieures, on pensait que, plutôt que les émissions de poussière de silicate dans l’atmosphère, les gaz de soufre et les particules issus de l’impact ainsi que la suie libérée par les incendies de forêt provoqués par l’impact étaient les principales causes d’une sorte d’« hiver nucléaire ». Toutefois, cette compréhension reposait sur une connaissance limitée des propriétés physiques de ces particules de poussière. Une nouvelle étude publiée dans Nature Geoscience, à laquelle ont participé des chercheurs de la VUB, jette une lumière nouvelle, mais sombre, sur la fin des dinosaures.
Pim Kaskes, Steven Goderis et Philippe Claeys, rattachés au groupe de recherche de la VUB Archaeology, Environmental Changes & Geo-chemistry (AMGC – archéologie, changements de l’environnement et géochimie), ont étudié la taille des grains de ces particules de poussière à l’aide d’analyses granulométriques par diffraction laser à la Vrije Universiteit Amsterdam. Les particules de poussière ont été prélevées par Pim Kaskers sur un site géologique du Dakota du Nord, aux États-Unis.
« Nous avons spécifiquement prélevé des échantillons dans l’intervalle millimétrique supérieur de la couche limite entre le Crétacé et le Paléogène. Cet intervalle présente une distribution granulométrique très fine et uniforme, que nous interprétons comme la sédimentation hors de l’air de poussières fines que nous pouvons relier à l’impact de la météorite. Les nouveaux résultats montrent que la taille des grains est beaucoup plus fine que celle utilisée précédemment dans les modèles climatiques et cet aspect a des implications importantes pour nos reconstructions climatiques », indique M. Kaskes, qui a terminé ce 26 avril avec succès sa thèse de doctorat sur l’impact de la météorite de Chicxulub soutenue à la VUB.
Pour étudier l’influence du soufre, de la suie et des poussières de silicate sur le climat après l’impact, Cem Berk Senel, Orkun Temel et Özgür Karatekin, des scientifiques de l’Observatoire royal de Belgique (ORB), ont développé un nouveau modèle paléoclimatique. Les nouvelles données de terrain leur ont permis de mieux simuler la réponse climatique et biologique après l’impact de Chicxulub. Les nouvelles simulations montrent qu’un panache de poussière de silicate micrométrique a pu rester dans l’atmosphère jusqu’à 15 ans après l’impact. Cela a contribué à un refroidissement planétaire de la surface de la terre, pouvant atteindre 15 degrés Celsius. Selon Steven Goderis et Philippe Claeys, cette échelle de temps est cohérente avec les découvertes issues de la récente mise au jour d’une couche d’argile, riche en iridium, au milieu du cratère d’impact de Chicxulub au Mexique. L’iridium est lié à la poussière météoritique qui est finalement retombée sur une période estimée à 20 ans.
En outre, les auteurs ont découvert que les fines particules bloquaient le rayonnement solaire, ce qui a interrompu la photosynthèse sur terre pendant près de deux ans. Les plantes et les animaux qui n’étaient pas adaptés pour survivre pendant tout ce temps dans l’obscurité, le froid et dans un environnement où les nutriments étaient rares se sont massivement éteints. Selon Johan Vellekoop (KU Leuven et Institut royal des sciences naturelles de Belgique), coauteur de l’étude, cela correspond aux données obtenues à partir de fossiles :
« La flore et la faune qui ont pu entrer dans une phase de dormance (par exemple par le biais de graines, de cystes ou en hibernant dans des terriers) et s’adapter à un mode de vie moins spécifique, ne dépendant pas d’une source de nourriture particulière, ont généralement mieux survécu à l’impact de la météorite ».
« Les astéroïdes de plus d’un kilomètre, qui peuvent potentiellement provoquer des extinctions de masse, sont rares », explique Özgür Karatekin (ORB). « En revanche, les astéroïdes de petite et moyenne taille, de l’ordre de 100 mètres, sont beaucoup plus fréquents dans le système solaire et peuvent provoquer des dévastations à l’échelle régionale ou nationale. »
La mission de défense planétaire Hera de l’Agence spatiale européenne est la contribution de l’Europe à une expérience internationale de défense planétaire. Elle vise à recueillir des informations scientifiques sur la géophysique des astéroïdes et les processus d’impact en général. Les auteurs de cette étude, rattachés à l’ORB et à la VUB, collaborent à cette mission.
Référence :
Cem Berk Senel, Pim Kaskes, Orkun Temel, Johan Vellekoop, Steven Goderis, Robert DePalma, Maarten A. Prins, Philippe Claeys, Özgür Karatekin. Chicxulub impact winter sustained by fine silicate dust. Nature Geoscience (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01290-4
Cette étude a été soutenue par la Politique scientifique fédérale (BELSPO) via le projet BRAIN-be Chicxulub, une collaboration entre l’Observatoire royal de Belgique (ORB), la Vrije Universiteit Brussel (VUB) et l’Institut royal des sciences naturelles de Belgique (IRSNB). Les auteurs remercient également le Fonds Wetenschappelijk Onderzoek (FWO – fonds pour la recherche scientifique) de Flandre et le projet FED-tWIN pour leur soutien. L’étude a été publiée dans la prestigieuse revue scientifique Nature Geoscience.
Contact :
M. Pim Kaskes (e-mail : pim.kaskes@vub.be ; +316 27308040)
Professeur Philippe Claeys (e-mail : phclaeys@vub.be ; +32 474840013)
Professeur Steven Goderis (e-mail : Steven.goderis@vub.be ; +32 473982917)
Professeur Johan Vellekoop (e-mail : johan.vellekoop@kuleuven.be ; +32 16377780)
Koen Stein
