Les volcans seraient les principaux responsables de l’extinction des dinosaures 

Si vous demandez à quelqu’un comment les dinosaures ont disparu, vous entendrez sûrement la réponse suivante : un énorme astéroïde s’est écrasé sur Terre il y a 66 millions d’années, provoquant un hiver nucléaire. Cette catastrophe a laissé derrière elle des traces uniques dans les couches géologiques, ainsi qu’un vaste cratère au large de la péninsule du Yucatán au Mexique, baptisé Chicxulub. Mais depuis les années 1980, les scientifiques débattent de la possibilité que des volcans situés dans l’Inde ancienne aient joué un rôle secondaire dans cette extinction de masse, voire qu’ils en soient la cause principale.

Deux équipes de chercheurs indépendants viennent de constituer les meilleures frises chronologiques jamais réalisées de cette activité volcanique. Bien qu’elles aient eu recours à des méthodes de datation différentes, leurs deux études, parues jeudi dans la revue Science, sont dans l’ensemble parvenues à s’accorder sur la date à laquelle se seraient produites ces éruptions, faisant la lumière sur la façon dont elles auraient pu jouer un rôle dans l’extinction des dinosaures non-aviaires.

« Nous sommes plus d’accord que pas d’accord et c’est une conclusion très importante », confie Courtney Sprain, chercheuse postdoctorante à l’université de Liverpool qui a pris part à l’une des études, réalisée avec une équipe de l’université de Californie à Berkeley.

Selon les deux équipes, les volcans massifs du Deccan seraient entrés en éruption environ 400 000 ans avant que ne se forme le cratère de Chicxulub, avant de s’endormir environ 600 000 ans après la fin du Crétacé. Au moins la moitié de toute la lave crachée par les volcans se serait déversée après l’impact de l’astéroïde.

« C’est un grand pas en avant par rapport à il y a 20, voire 15 ans. À l’époque, [les méthodes de datations des deux équipes] ne s’accordaient que sur un faible pourcentage, ce qui équivalait à des millions d’années », souligne Blair Schoene, géochronologiste à Princeton qui a dirigé la seconde étude. « Le niveau de concordance entre les deux recherches est assez remarquable. »

Elles sont toutefois en désaccord concernant la date et le rythme précis des éruptions, ce qui est pourtant essentiel au moment de désigner les volcans comme responsables de l’extinction des dinosaures. Une des études avance que le Deccan a connu une hausse majeure des éruptions une centaine de milliers d’années avant que l’astéroïde ne frappe un grand coup, ce qui aurait déjà potentiellement mis à rude épreuve quelques écosystèmes. La seconde étude a elle découvert que la majeure partie de la lave s’est déversée après l’impact de l’astéroïde, suggérant ainsi un rôle moins important des éruptions volcaniques dans l’extinction des dinosaures.

DÉSACCORD SUR LE RÔLE DES VOLCANS DANS L’EXTINCTION

Si l’on compare avec aujourd’hui, le Deccan était incroyablement immense, libérant plus de 560 000 km³ de lave sur un million d’années, soit une quantité suffisante pour faire le tour de la Terre avec une ceinture rocheuse de plus de 8 km de large et de 1 600 m de haut. À titre de comparaison, lors de son éruption en 2018, le volcan hawaïen Kilauea a craché environ 0,8 km³ de lave en l’espace de quelques mois.

Ces sortes de supervolcans sont aussi pointés du doigt pour avoir joué un rôle dans d’autres extinctions massives, à l’instar des immenses volcans de la Sibérie actuelle, sans doute responsables de la plus grande extinction de masse sur Terre, qui s’est produite il y a environ 250 millions d’années entre les périodes du Permien et du Trias. Mais la façon exacte dont les éruptions du Deccan ont contribué à la disparition des dinosaures dépend de la période à laquelle elles se sont produites.

C’est la raison pour laquelle les équipes de Berkeley et de Princeton se sont rendues séparément dans les Ghats occidentaux, la région de l’Inde où les trapps du Deccan se sont autrefois formés. De nombreuses vallées spectaculaires, façonnées dans les restes des immenses volcans, peuplent les Ghats occidentaux. Par endroit, les couches de roche qui se sont formées à partir de la lave refroidie mesurent plus d’1 600 m d’épaisseur.

« Pour ceux qui aiment étudier les roches, il s’agit d’un des rares endroits où vous pouvez vous rendre et où tout est identique et causé par le même événement », explique Courtney Sprain. « C’est un lieu tout simplement formidable. »

Son équipe a daté la période à laquelle la température des minéraux présents dans la lave est descendue sous la barre de quelques dizaines de degrés Celsius, ce qui leur a permis de déterminer quand la lave a jailli et refroidi. Quant à l’équipe de Blair Schoene, elle a daté des cristaux appelés zircons, présents dans les sédiments intercalés entre les couches de lave. Ces cristaux, qui se sont formés dans des volcans éloignés, sont arrivés jusque-là dans les cendres transportées par le vent. Grâce à l’âge des zircons contenus dans une couche de sédiments donnée, les scientifiques ont pu estimer avec précision quand la lave les a recouverts.

Si les deux frises chronologiques concordent dans l’ensemble, elles diffèrent sur les détails. L’équipe de Blair Schoene a relevé des indices témoignant de quatre vagues éruptives différentes dans les trapps du Deccan, la plus importante s’étant produite environ cent mille ans avant l’impact de l’astéroïde. Cela laisse penser que les volcans ont joué un rôle plus important que prédit dans l’extinction des dinosaures : les éruptions pourraient avoir rejeté d’énormes quantités de gaz à effet de serre et de particules dans l’atmosphère, modifiant le climat de la Terre et faisant pression sur la vie au Crétacé supérieur, avant que l’hiver nucléaire causé par l’impact de l’astéroïde ne provoque un fort refroidissement de la planète et l’effondrement des écosystèmes.

Si l’équipe de Courtney Sprain n’a pas observé ces vagues d’activité, elle a découvert que 75 % de la lave du Deccan avait été crachée après l’impact de l’astéroïde : les éruptions du Deccan n’auraient donc pas joué un rôle très décisif dans l’extinction des dinosaures, ni empêché le rapide retour de la vie. Toutefois, il se peut que de petites éruptions antérieures à l’impact aient libéré d’énormes quantités de gaz, ce qui expliquerait le réchauffement et le refroidissement de la Terre au cours des 300 000 années précédant l’impact.

Enfin, les données collectées par l’équipe de Courtney Sprain suggèrent même que l’impact de l’astéroïde a pu provoquer des éruptions plus conséquentes ultérieures à cet événement. Cette hypothèse avait déjà été mentionnée dans de précédentes études de la scientifique et du géochronologiste de l’UC Berkeley, Paul Renne, un des co-auteurs de la nouvelle étude.

TRAVAILLER ENSEMBLE

Les différences entre les deux études découlent principalement de la difficulté de reconstituer le passé de la Terre. Grâce à l’amélioration des technologies, les scientifiques peuvent désormais dater à quelques dizaines de milliers d’années près la formation de certaines roches. Sur le long terme, cela est très précis : si les 4,54 milliards d’années de l’histoire de la Terre devaient être compressées dans une année calendaire, la durée de ces phénomènes géologiques serait réduite à quelques minutes. Et les équipes à l’origine des nouvelles études sont considérées comme les meilleures au monde dans le domaine de la datation des roches.

« C’est une chouette observation concernant le progrès de la science », confie Seth Burgess, géochronologiste à l’Institut d’études géologiques des États-Unis et auteur d’un article connexe sur les deux études qui a paru dans Science. « Grâce à de meilleures technologies et plus de recherche sur le terrain, nous pouvons en savoir plus sur ce qui s’est passé à une période donnée et ce qui n’était qu’une simple histoire est devenue bien plus complexe. »

Le problème, c’est que le cratère de Chicxulub s’est formé en une journée. Par conséquent, la chronologie des événements peut encore être confuse au moment de dater les roches qui se sont directement formées avant ou après l’impact de l’astéroïde. La formation de Poladpur, une importante couche de lave des trapps du Deccan que les deux équipes ont étudié, en est la preuve. Selon les données de Courtney Sprain, Poladpur s’est formée en même temps que le cratère ou celui-ci. Mais les modèles de Blair Schoene suggèrent que sa formation a eu lieu environ cent mille ans avant que l’astéroïde ne s’écrase sur Terre.

La formation de Poladpur étant composée de près de 146 000 km³ de lave, soit environ un quart du volume total des trapps du Deccan, déterminer si la lave de Poladpur a jailli avant ou après l’impact a son importance. La question est donc la suivante : a-t-elle joué un rôle dans l’extinction des dinosaures ou se serait-elle formée après ?

« Je trouve qu’il est difficile de savoir si nous arrêterons de nous disputer à ce sujet un jour », remarque Paul Wignall, paléontologue à l’université de Leeds qui a pris part à aucune des deux études. « Maintenant que le calendrier des événements est plus précis, la situation est pire, en quelque sorte, parce qu’elle révèle la proximité des éruptions volcaniques et de l’impact de l’astéroïde dans le temps, à tel point que savoir qui est responsable est presque impossible. »

Les chercheurs parlent déjà de la façon dont ils pourraient vérifier leurs résultats divergents. Par exemple, l’analyse de l’équipe de Blair Schoene prédit que les volcans du Deccan se sont calmés pendant 300 000 ans, laissant ainsi suffisamment de temps à la lave refroidie en surface de s’éroder. Si cela est vérifié, alors les couches de lave des trapps du Deccan devraient présenter des signes de ces altérations météorologiques.

Les deux équipes universitaires demeurent résolues à travailler ensemble, une preuve d’unité après des décennies de désaccord. Luis et Walter Alvarez, l’équipe père-fils connue pour avoir défendu la théorie de l’impact de l’astéroïde, venaient de Berkeley, tandis que Princeton comptait dans ses rangs Gerta Keller, co-auteure de l’étude de Blair Schoene, qui soutient depuis des années que les seuls responsables de l’extinction des dinosaures sont les éruptions du Deccan.

« Nous nous approchons d’une réponse qui, nous l’espérons, satisfera tous les groupes », conclut Courtney Sprain.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.