Nouvelle analyse informatique suggère que le volcanisme a tué les dinosaures, et non un astéroïde.

Pendant des décennies, les scientifiques ont vigoureusement débattu pour savoir si une frappe d’astéroïde ou des éruptions volcaniques massives avaient mis fin au règne des dinosaures il y a 66 millions d’années. Environ les trois quarts de toute vie sur Terre, y compris tous les dinosaures autres que les oiseaux, ont disparu à cette époque, mettant un terme dramatique à la période du Crétacé.

Aujourd'hui, les chercheurs ont mis au point une nouvelle façon d'identifier le véritable tueur de dinosaures : laissez les ordinateurs s'y attaquer.

Le résultat de cet effort de calcul suggère que les explosions massives de gaz produites par les éruptions des pièges du Deccan étaient seules capables de provoquer l'extinction, rapporte l'équipe dans le Science du 29 septembre. Ces éruptions, qui ont duré environ un million d’années, ont craché d’énormes quantités de lave chargée de gaz dans ce qui est aujourd’hui l’ouest de l’Inde.

"Plutôt que d'aborder les choses du point de vue de" blâmons les volcans et expliquons pourquoi "ou" blâmons les astéroïdes et expliquons pourquoi "", l'objectif était d'avoir le moins d'apport humain ou de biais possible dans le processus, explique Dartmouth Computing. le géologue Alexander Cox.

L’idée était de travailler à rebours en utilisant les preuves provenant de la scène du crime. Les scientifiques ont une preuve irréfutable : les carottes forées dans les sédiments des profondeurs océaniques contiennent des données géologiques indiquant des explosions mortelles de gaz dans l'atmosphère, en particulier du dioxyde de carbone qui réchauffe la planète et du dioxyde de soufre qui acidifie les océans.

Mais ces gaz pourraient provenir de l’impact de l’astéroïde, qui a incinéré les roches à la surface de la planète, dit Cox, ou des éruptions des pièges du Deccan.

Les efforts précédents pour comprendre la source des gaz se sont concentrés sur le timing, en examinant les impulsions de mise en place de lave lors des éruptions des pièges du Deccan, dit Cox (SN : 21/02/19). Mais « nous n’avons que des estimations sur la quantité initiale de gaz contenue dans [la lave] ». Les concentrations estimées de dioxyde de carbone dans la lave, par exemple, varient d'un ordre de grandeur, dit-il. "C'est pourquoi nous avons abordé cette question du point de vue des émissions de gaz plutôt que du point de vue des coulées de lave."

Pour démêler les contributions relatives de chaque coupable potentiel, le géologue de Cox et Dartmouth, C. Brenhin Keller, a utilisé un modèle statistique appelé approche de Monte Carlo par chaîne de Markov. Cette approche considère systématiquement la probabilité de différents scénarios d’émissions de gaz provenant de différentes sources, convergeant vers des solutions possibles à mesure que les résultats des simulations se rapprochent de plus en plus des observations géologiques.

Ce qui a rendu l’approche des chercheurs particulièrement puissante, c’est qu’ils ont exploité 128 processeurs différents pour exécuter des scénarios en parallèle, explique Cox. "Tous les processeurs ont ensuite comparé leurs performances à la fin de chaque exécution de modèle, comme des camarades de classe comparant les réponses." Ce calcul parallèle signifiait que des calculs qui autrement auraient pris un an n'auraient pris que quelques jours.

Les observations utilisées par Cox et Keller étaient des données collectées à partir de trois carottes forées dans des sédiments des grands fonds, chacune s'étendant sur 67 à 65 millions d'années. Dans ces sédiments se trouvent des foraminifères, des micro-organismes océaniques dont les coquilles carbonatées contiennent différents isotopes, ou formes, de carbone et d'oxygène. La composition chimique des coquilles enregistre la chimie des océans au moment de leur formation et peut donc être utilisée comme indicateur pour déduire les températures mondiales passées ainsi que le nombre de créatures prospérant dans les océans et la quantité de carbone se déplaçant entre l'atmosphère. , océan et terre (SN : 16/01/20).

Les simulations informatiques ont déterminé que la quantité de gaz rejetée dans l’atmosphère par le volcanisme à elle seule était suffisante pour expliquer les changements de température et le cycle du carbone déterminés à partir des données sur les foraminifères dans les carottes de forage.

Quant à l’impact de l’astéroïde, qui a formé l’énorme cratère Chicxulub dans ce qui est aujourd’hui le Mexique, il n’a probablement pas produit de pic important de dioxyde de carbone ou de dioxyde de soufre, selon l’analyse (SN : 25/01/17).

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Mais de nombreux scientifiques ne sont pas convaincus que ces résultats apportent la réponse ultime à cette question complexe et de longue date. "C'est une manière élégante de résoudre ce problème", déclare Sierra Petersen, géochimiste à l'Université du Michigan à Ann Arbor. Cette modélisation « donne la liberté de trouver une solution consensuelle, en tenant compte de plusieurs enregistrements proxy. Cependant, comme tout modèle, le résultat dépend des intrants.

Petersen note que les coquilles de foraminifères ne sont pas un indicateur idéal des températures anciennes : les rapports isotopiques de l'oxygène dans les coquilles de foraminifères peuvent changer non seulement en raison de la température, mais également en raison de la composition de l'eau de mer. Différents indicateurs de température conduiraient probablement à différents modèles de libération de gaz reproduits dans les modèles, explique Petersen.

Quant au coupable de l’extinction massive, ajoute-t-elle, « c’est un peu exagéré de dire que cette étude montre que l’impact n’a pas causé l’extinction. Je pense que ce qu’ils montrent, c’est que l’impact n’était probablement pas associé à un rejet important de gaz. Mais l’astéroïde, dit-elle, aurait pu avoir d’autres impacts mortels sur l’environnement de la planète.

En effet, « l’impact de Chicxulub a entraîné de nombreux effets dévastateurs au-delà des émissions de dioxyde de carbone et de dioxyde de soufre explorées dans cette étude », explique Clay Tabor, paléoclimatologue à l’Université du Connecticut à Storrs.

Il s'agit notamment d'énormes nuages de suie et de poussière soulevés par les roches pulvérisées en raison de l'impact, dit-il. Des recherches antérieures ont suggéré que cette poussière aurait pu réduire la quantité de lumière solaire atteignant la Terre jusqu'à 20 %, provoquant un hiver glacial qui a rapidement tué les plantes et détruit les habitats (SN : 17/07/20).

De plus, la nouvelle étude suggère que l’impact de l’astéroïde n’a pas eu d’effet à long terme sur le cycle du carbone de la planète, sur la base des données isotopiques du carbone enregistrées dans les coquilles des foraminifères pendant les millions d’années qui ont suivi l’extinction. Mais il y a eu une chute brutale de l’abondance de ces créatures correspondant au moment de l’impact, explique Tabor. "Le rythme rapide des changements provoqués par l'impact de Chicxulub était probablement responsable de ses effets sur la vie."

« De nombreux enregistrements géochimiques couvrant [l'événement d'extinction], ainsi que ce travail de modélisation, ne peuvent pas bien capturer les taux de changement associés à l'impact de Chicxulub », dit-il. "L'impact a peut-être libéré beaucoup moins de CO2 et de SO2 que les pièges Deccan, mais il l'a fait presque instantanément." Ainsi, même si l’impact de l’astéroïde avait globalement libéré moins de gaz, dit Tabor, la rapidité de cette libération aurait tout de même pu être dévastatrice.

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