On pourrait croire que la théorie proposée au début des années 1980 par Helen Michel, Frank Asaro, Walter et Luis Alvarez, et qui avançait que l'extinction massive de la fin du Crétacé, spectaculairement manifestée par la disparition des dinosaures, provenait de la chute d'un astéroïdeastéroïde, est désormais bien démontrée et sans surprises. La nature est cependant malicieuse. Plus d'une fois, elle a déjoué les constructionsconstructions intellectuelles la concernant et que nous croyions définitives comme semble le montrer à nouveau un article publié dans la revue Science exposant le travail d'une équipe internationale de chercheurs en géoscience.

Pour comprendre de quoi il retourne, rappelons que, d'après la théorie de l'impact d'un petit corps céleste d'environ 10 km de diamètre, le choc résultant aurait généré un tsunami géant ; mais il aurait surtout perturbé la biosphère de multiples façons, par exemple en éjectant tellement de matériaux dans l'atmosphère que l'ensoleillement aurait chuté considérablement. Il aurait ainsi provoqué la mort des végétaux et de nombreuses espèces animales, in fine. Ce refroidissement aurait été suivi ensuite d'un emballement des températures par effet de serre.

Cette théorie a été confirmée au début des années 1990 lorsque a été finalement identifié un cratère d'impact situé à Chicxulub, dans la péninsule du Yucatan, au Mexique, dont l'âge et la taille étaient parfaitement compatibles avec cette hypothèse. Mais certains chercheurs n'ont pas été convaincus, préférant la théorie avancée par Vincent Courtillot et ses collègues, qui fait intervenir les éruptions colossales survenues en Inde, il y a environ 65 millions d'années.

Un effet de serre et une acidification des océans

Les travaux de ce géophysicien français, menés avec ses collaborateurs dans le domaine du paléomagnétismepaléomagnétisme, avaient permis d'estimer l'âge et le temps mis par ces éruptions pour former les plateaux basaltiquesbasaltiques (les trapps) du Deccan, à l'ouest de l'Inde. Il en découlait qu'en une duréedurée inférieure à quelques millions d'années tout au plus, ces coulées s'étaient empilées sur une épaisseur de plus de 400 mètres, et parfois quelques kilomètres, en occupant un vaste territoire. Il était donc naturel de postuler que les grandes quantités de gaz carboniquegaz carbonique et autres produits volcaniques libérés à cette occasion avaient engendré un changement climatique par effet de serreeffet de serre. En générant, de surcroît, une acidification de l'océan, le CO₂ pouvait aussi avoir tué une bonne partie du planctonplancton, provoquant un effondrementeffondrement de la chaîne alimentairechaîne alimentaire.

En fait, dans les deux cas, des difficultés apparaissent pour expliquer pourquoi certaines espèces ont survécu et pas d'autres. Les incertitudes sur les âges et les durées associées à la crise du Crétacé-Tertiairecrise du Crétacé-Tertiaire (KT), les éruptions du Deccan et la chute de l'astéroïde à l'origine de l'astroblèmeastroblème du Yucatan, s'ajoutent à cette constatation. Le débat se poursuit toujours quant à savoir la part respective jouée par ces événements catastrophiques dans l'une des plus grandes extinctions massives que la biosphère a connue.

L'un des moyens mis en œuvre pour tenter de le clore consiste à augmenter la résolutionrésolution temporelle pour dater ces événements. C'est précisément ce que viennent de faire les chercheurs, les conduisant à une surprenante conclusion concernant le volcanismevolcanisme du Deccan et son rôle dans la grande crise biologique de la fin du Crétacé.

À nouveau, des membres de l'université de Berkeley (tout comme Michel, Asaro, et les Alvarez), se sont penchés sur la crise K-TT et toujours avec les méthodes de datation de la géochimie isotopique, en l'occurrence avec des isotopesisotopes de l'argonargon formant le couple ³⁹Ar-⁴⁰Ar. En fait, le travail d'affinement des datations par ces chercheurs remonte déjà en 2013, puis à 2018, lorsqu'ils ont déterminé, à partir d'échantillons de roches trouvées dans le Montana (États-Unis), que l'astroblème de Chicxulub s'était formé il y a 66,052 millions d'années avec une incertitude de seulement 8.000 ans. Entre-temps, en 2015, des échantillons provenant d'une seule région des trapps du Deccantrapps du Deccan ont livré une datation plus précise et aujourd'hui, deux informations essentielles apparaissent pour comprendre le changement de perspective auquel nous sommes probablement amenés.

Tout d'abord, le début des éruptions en Inde se trouve maintenant dans un intervalle de temps à, tout au plus, 50.000 ans de l'impact du Yucatan, ce qui confirme bien que les deux événements sont presque simultanés à l'échelle géologique dont l'unité de temps est le million d'année.

La majorité des éruptions du Deccan sont postérieures à Chicxulub

Mais surtout, parce que les datations argon-argon proviennent maintenant de plusieurs régions du Deccan, on se rend compte qu'il s'est produit un pic des émissionsémissions de basaltebasalte sur presque tous les trapps. Or, c'est là que cela devient intéressant, ce pic des émissions s'est produit après la chute de l'astéroïde et, contrairement à ce que l'on pensait avant, c'est au moins 75 % du volumevolume de lavelave qui s'est épanché après cette chute alors que le volcanisme s'est poursuivi pendant un million d'années.

De prime abord, cela pose un problème car, pendant les derniers 400.000 ans de la période du Crétacé, il y a eu un réchauffement climatiqueréchauffement climatique conduisant à une augmentation des températures d'environ 8 °C en moyenne. Ce réchauffement était interprété comme l'effet d'un dégazagedégazage massif de CO₂ du fait des éruptions du Deccan qui auraient craché 80 % du volume de basalte avant l'impact de Chicxulub.

Il y a contradiction, sauf si l'on admet, en accord avec ce que l'étude de volcansvolcans comme l'EtnaEtna ou le Popocatépetl nous a appris, que des dégazages importants peuvent se produire en l'absence d'éruptions massives et qu'ils se sont bel et bien produits alors que l'activité au Deccan n'était pas maximale, loin de là.

Dernière implication probable, ce nouveau résultat conforte un peu plus la théorie qui veut que les panaches de matièrematière chaude, sous le continent indien qui, au Crétacé, occupait alors la place de l'île de la Réunion avec son point chaudpoint chaud dont on peut penser qu'il est le vestige de celui ayant causé les éruptions du Deccan, ont été déstabilisées par les ondes sismiquesondes sismiques produites par l'impact du Yucatan. En effet, en raison de la dérive des continents, l'Inde était presque aux antipodes du Yucatan il y a 66 millions d'années. La rotondité de la TerreTerre aurait donc conduit les ondes sismiques d'un événement aussi violent que celui à l'origine du cratère de Chicxulubcratère de Chicxulub à se refocaliser. La remontée du panache aurait alors été accélérée, ce qui aurait donc amplifié le volcanisme en surface.

Cette théorie (lire notre article Futura ci-dessous) fait encore l'objet de débat mais peut-être, arriverons-nous un jour à la conclusion que toutes les grandes émissions de coulées basaltiques, comme celle des trapps de Sibérie, et qui semblent coïncider avec des crises biologiques majeures, ont été amplifiées par des chutes d'astéroïdes ou de comètescomètes de tailles décakilométriques.

L'astéroïde tueur de dinosaures a pu déclencher les trapps du Deccan

Article de Xavier DemeersmanXavier Demeersman publié le 13/05/2015

Est-ce l'impact d'un astéroïde qui a décimé les dinosauresdinosaures il y a environ 65 millions d'années ou est-ce les écoulements massifs de lave appelés trapps du Deccan ? Lequel de ces deux événements est le principal responsable de l'extinction de masseextinction de masse du Crétacé-Tertiaire ? Les scientifiques en débattent toujours. Selon une équipe de géophysiciens dirigée par Mark Richards, les éruptions volcaniqueséruptions volcaniques ont pu prendre de l'ampleur après la chute de l'astéroïde.

Pour expliquer l'extinction massive de la fin du Crétacé, marquée par la célèbre disparition des dinosaures, qui s'est déroulée entre 65 et 66 millions d'années, les scientifiques invoquent à la fois l'impact d'un astéroïde et une séquence d'intenses éruptions volcaniques survenues à la même période, dans l'ouest de l'Inde et connues sous le nom de trapps du Deccan.

Selon les chercheurs, les deux événements ont considérablement fragilisé notre biosphère mais l'un d'entre eux ne serait-il pas le principal responsable ? Nul doute que l'impact d'astéroïde fut très violent et provoqua la mort brutale de millions d'êtres vivants mais, surtout, les éruptions ont vraisemblablement initié un changement climatique brutal, qui a profondément affecté la biodiversitébiodiversité de notre Planète, sur terre et dans les océans.

Curieusement, ces désastres qui eurent des répercussions globales se produisirent presque en même temps. Pour le professeur Mark Richards et son équipe de l'université de Berkeley, en Californie, la collision de l'astéroïde fit « sonner la Terre comme une cloche » et provoqua les grandes coulées de lave du Deccan. « Si vous essayez d'expliquer pourquoi le plus grand impact que la Terre ait connu ces derniers milliards d'années s'est produit au cours des 100.000 ans d'épanchements massifs de lave au Deccan... les chances que cela soit un hasard sont minuscules : ce n'est pas une coïncidence crédible », estime le géophysicien.

Cette théorie est renforcée par les résultats de l'enquête développée dans l'édition du 30 avril de The Geological Society of America Bulletin. Le chercheur précise qu'elle se distingue d'une hypothèse antérieure qui suggérait aussi que les trapps du Deccan ont été réveillées par l'impact de l'astéroïde mais que ce dernier s'était produit à leurs antipodes. Or, la découverte, en 1990, du cratère de Chicxulub, dans la péninsule du Yucatan, place le Deccan à 5.000 km de l'antipode de l'astroblème (les traces laissées par l'impact). La proposition avait donc été abandonnée.

Selon Mark Richards, l’impact de l’astéroïde a pu provoquer de multiples séismes et mobiliser davantage le magma sous la plaque du sous-continent indien, comme l'illustre ce schéma d’un panache dans le manteau terrestre. © Mark Richards et al.

Au moins quatre extinctions massives associées à d’énormes éruptions volcaniques

Les écoulements de lave datent ainsi de la même période que l'impact et furent également contemporains de l'extinction massive la plus récente dans l'histoire de la Terre. Pour l'équipe, c'est donc plus qu'une coïncidence. En 1989, Mark Richards proposait l'hypothèse selon laquelle des « panaches » croissent dans le manteau terrestremanteau terrestre tous les 20 à 30 millions d'années et provoquent de gigantesques coulées de lave.

Il rappelle que le groupe de son collègue, Paul RenneRenne, avait montré il y a quelques années « que la province magmatique centre atlantique est associée à l'extinction du TriasTrias-JurassiqueJurassique, survenue il y a 200 millions d'années, que les trapps de Sibérie sont associées à celle de la fin du PermienPermien, il y a 250 millions d'années ». Il ajoute : « On sait aussi maintenant qu'une grande éruption volcanique en Chine appelée trapps d'Emeishan est associée à l'extinction de la fin de la période guadeloupéenne (milieu du Permien, NDLRNDLR), il y a 260 millions d'années. Ensuite, vous avez les éruptions du Deccan -- qui comprennent les plus grandes coulées de lave cartographiées sur Terre -- qui se sont produites il y a 66 millions d'années et coïncident avec l'extinction massive du KT [Crétacé-Tertiaire, NDLR]. »

Coauteur de la présente étude et directeur du Berkeley Geochronology Center, le professeur Paul Renne avait déterminé, il y a deux ans, que l'impact et l'extinction de masse étaient presque simultanés et s'étaient produits durant les quelque 100.000 ans des plus grands écoulements de lave des trapps du Deccan. Ces derniers ont connu trois phases. L'une d'entre elles, désignées sous-groupe Wai, est à l'origine de quelque 70 % de l'étendue couverte, située entre Mumbai et Calcutta.

Toujours dans le cadre de la théorie de Richards, les chercheurs se sont aussi référés à l'étude de leur collègue Michael Manga, également coauteur, qui montre que les séismes majeurs de magnitudemagnitude 9 ou supérieurs -- à l'instar de celui dit de Tohoku, au Japon en 2011 --, peuvent raviver des volcans de la même région. En supposant que la chute de l'astéroïde dans le Yucatan fit trembler toute la Terre avec une magnitude équivalente, voire plus élevée, le géophysicien avait démontré que l'énergieénergie était alors suffisante pour réchauffer les basaltes du Deccan, ajoutant que cela a pu aussi déclencher des éruptions dans de multiples endroits du Globe... « Il est inconcevable que l'impact ait pu faire fondre des roches situées très loin de l'astroblème, souligne le professeur Manga. Mais si vous avez un système qui possède déjà du magmamagma et que vous lui donnez un petit "coup de pied" supplémentaire, cela pourrait produire une grosse éruption. »

Mark Richards, lors d’un prélèvement d’échantillons de lave datant des éruptions des trapps du Deccan. © Paul Renne

Un coup de fouet aux éruptions du Deccan ?

La composition chimique des laves, différentes avant et après l'événement de Chicxulub, renforce cette théorie défendue par leurs auteurs. « Il y a une profonde rupture dans le stylestyle des éruptions, les volumes et leurs compositions », assure Paul Renne qui s'interroge : « Est-ce que cette discontinuité est synchronesynchrone avec l'impact ? »

Lors de leur déplacement en Inde, il y a un an, pour collecter des échantillons de lave de cette période, l'équipe a repéré des « terrassesterrasses » abîmées dans la partie ouest de la chaîne de montagnes Ghats, qui marque le début d'un important épanchement du sous-groupe Wai. Pour les chercheurs, elles témoignent d'une « période de repos » du volcanisme du Deccan, antérieure à l'impact de l'astéroïde.

Il y a quelques semaines, après que l'article a été accepté, une équipe de l'université de Princeton a publié une nouvelle datation radioisotopique des basaltes du Deccan qui s'avère être en accord avec les prédictions de la théorie de Mark Richards. Selon l'auteur lui-même, l'intérêt de cette hypothèse est qu'elle est vérifiable. Elle prédit en effet qu'il doit s'être écoulé environ 100.000 ans entre l'impact et le pic d'éruptions au Deccan et donc le début des éruptions massives. C'est ce délai qui doit être retrouvé...