Les extinctions de masse

  L'histoire de la Terre nous indique qu'elle fut victime de nombreuses extinctions de masse qui entraînèrent la disparition de la vie animale (terrestre et marine et végétale) plusieurs fois. A chaque renouveau de nouvelles espèces apparurent et c'est ainsi que grâce au hasard, l'homme y est présent.

Si le mot trouvé ne vous convient pas, appuyez à nouveau sur "rechercher". La recherche s'incrémentera sur le 2ième mot et ainsi de suite. Essayez à l'aide des mots du tableau ci-dessus.

1. Durée de vie

  Il faut d'abord constater que prise individuellement , chaque espèce animale ou végétale connaît une durée de vie moyenne de 5 à 6 millions d'années, avant de s'éteindre ou de donner naissance par mutation à de nouvelles espèces. La vie sur Terre étant riche de millions d'espèces différentes, cela revient à dire qu'une à plusieurs espèces disparaissent chaque année. de même, un nombre pratiquement égal de nouvelles espèces surgit régulièrement: bon an, mal an, la biosphère y trouve son équilibre et le nombre d'espèces reste à peu près constant, voire augmente légèrement.

 Si l'évolution procédait de façon continue et équilibrée, aucune transition remarquable ne devrait apparaître parmi les fossiles: au cours des âges géologiques le renouvellement progressif devrait se traduire par une fréquence stable de disparitions et d'apparitions d'espèces au fil des couches géologiques, un bruit de fond graduel et sans à-coup. Or l'analyse de la succession des fossiles montre qu'au moins 5 grands événements ont eu lieu dans l(histoire de la vie sur Terre, quand le processus s'est emballé au point de renouveler plus de la moitié des espèces de l'époque - c'est-à-dire des millions d'entre elles -  en un laps de temps très court, de l'ordre de quelques dizaines de milliers d'années ou même beaucoup moins, à la limite de la résolution temporelle que nous offrent les sédiments.

2. Les 5 plus grandes extinctions

   Voici les 5 plus grandes extinctions que la Terre est subie et leurs causes possibles décrites par Doug Erwin. Mais il y en a eu au total 24, selon le recensement des extinctions marines de John J. Sepkoski de l'université de Chicago, et selon ses dernières estimations, Erwin pense que: 

- l'événement d' Acraman, il y a 580 millions d'années.

  Dans l'édition de mai 2003 du journal de Géologie internationale, les chercheurs avancent qu'il y a 580 millions d'années l'impact d'un astéroïde, connu sous le nom d'événement d'Acraman, a joué un rôle pivot dans le bond de l'évolution. Le trou creusé par cet impact représente 4 fois la taille de Sydney. Voir Précambrien.

  Les paléontologues ont découvert la première extinction officiellement reconnue à la fin d'une époque appelée Ordovicien, il y a 440 millions d'années, lorsque la vie était encore cantonnée dans les mers: nombre d'espèces de trilobites, planctons et coraux ont périclité en un bref intervalle de temps, probablement moins de 500 000 ans. 

 - l'extinction de l'Ordovicien - Silurien, il y a 439 millions d'années, fut causée par la baisse des océans lors de la formation des glaciers, ensuite par la remontée du niveau des océans lorsque les glaciers fondèrent. Au total 25% des familles marines disparurent ainsi que 60% des espèces marines. N'oublions pas qu'à cette époque la vie n'avait pas encore quitté l'océan. on trouve une anomalie de carbone dans les sédiments des récifs coralliens traduisant un effondrement de la biosphère marine. De plus, une anomalie d'iridium se  retrouve en Chine, au Canada et en Ecosse. Par contre on ne retrouve pas les spinelles (oxydes métalliques dont font partie les magnétites, mais le sens strict se sont les oxydes de magnésium et d'aluminium), les quartz choqués et les tectites (roches vitreuses expulsées des cratères d'impact). Mais 2 impacts sur 3 ont lieu en mer et depuis ces périodes, la Terre a été considérablement remaniée.

  Il reste aussi une interrogation qui est soulevée dans le livre de Ch. Frankel (p123): mort des dinosaures. Que s'est-il passé il y a 1,9 milliards d'années, lors du passage des cellules primitives sans noyau à des cellules avec noyau (eucaryotes)? Il s'avère que 2 impacts datent de cette période: Vredefort en Afrique du Sud (140 km, 1,97 milliards d'années) et Sudbury en Ontario (200 km et 1,85 milliards d'années).

   Tout aussi spectaculaire est la grande extinction de la fin du Dévonien, entre 370 et 360 millions d'années, quand les espèces sont à nouveau décimées, apparemment en plusieurs vagues successives. Le plancton et les écosystèmes coralliens sont le plus durement touchés, de même que trilobites,brachiopodes et poissons primitifs.

   - l'extinction du Dévonien, il y a 365 millions d'années, n'a pas de cause connue. Elle fit disparaître 22% des familles marines et 57% des espèces marines. Il ajoute que nous savons peu de choses sur les organismes terrestres de cette époque. Mais les amphibiens furent concernés. On trouve aussi une anomalie de carbone (baisse de la biomasse, marqueur d'un effondrement général de la productivité des océans). Des pics d'iridium furent aussi découverts.

   Suivit une longue période de rétablissement de la biosphère marine et terrestre (diversification des amphibiens et des premiers reptiles), qui ne connut pas de bouleversements majeurs jusqu'au coup d'arrêt d'une nouvelle extinction de masse, il y a 252 millions d'années. Cette grande extinction de la fin du permien vit la disparition de toutes les espèces marines et terrestres, y compris de la grande majorité des amphibiens et des reptiles.

  - l'extinction PT (Permien-Trias), il y a 252 millions d'années. Les récentes découvertes font penser que le volcanisme de Sibérie en serait la cause avec pour conséquence l'accroissement du méthane dans l'atmosphère.  L'extinction PT fut la plus importante que la Terre est connue, tuant 95% de toutes les espèces et 70% des espèces terrestres telles que les plantes, les insectes et les vertébrés. Parmi les reptiles, qui venaient d'apparaître, 89 genres sur 90 disparaissent.

  On trouve des anomalies de carbone et d'oxygène dans les sédiments marins. Il y a disparition brutal du pollen, remplacé par des champignons qui vivent sur les détritus organiques.

 -  l'extinction de la fin du trias ou grande extinction du Norien, environ entre 199 et 214 millions d'années, a été probablement causée par des éruptions volcaniques créant de gigantesques flots  de laves depuis la zone magmatique au centre de l'Atlantique, un événement qui déclencha l'ouverture de l'océan. Le volcanisme peut avoir apporté globalement une chaleur mortelle. Des roches, issues des éruptions, sont retrouvées aujourd'hui à l'Est des USA, à l'Est du Brésil, en Afrique du Nord et en Espagne. La mort frappa 22% des familles marines, 52% des espèces marines. La disparition des vertébrés n'est pas encore éclaircie.

   Mais, les indices d'impact sont nombreux. L'iridium s'y retrouve en grande quantité et les quartz choqués sont présents. Il y a plusieurs impacts mais se détache, le cratère de Manicouagan, ci-dessous photographié en 1983 lors du vol STS 9, qui est situé au Québec et qui mesure 180 km de diamètre. C'est le plus vieil impact connu, il est âgé de 210 ± 4 millions d'années. Le bolide tombé serait l'un des morceaux d'un corps dont une partie est tombée en France à Rochechouard. De nos jours c'est devenu un réservoir hydraulique de forme annulaire. Le cratère a été usé par les glaciers et autres processus d'érosion. Le sol rocheux de la région a permis de conserver intact la structure complexe permettant aux scientifiques de mieux comprendre les structures caractéristiques rencontrées sur d'autres corps du Système solaire.

http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/0012/manicouagan_sts9.jpg

   En gravissant les strates de sédiments et l'échelle des temps, les paléontologues trouvent une 4e extinction notable, il y a environ 200 millions d'années, marquant la fin du trias: le bouleversement a affecté surtout le milieu marin; sur la terre ferme on compte également de nombreuses victimes chez les reptiles, dinosaures et mammifères.

  Mais c'est la 5e extinction qui fit parler le plus. Marquant la fin du crétacé, il y a 65 millions d'années, elle s'est traduite par la disparition brutale de 70 % au moins de toutes les espèces marines et terrestres: le plancton a été anéanti dans de grandes proportions, ainsi que les importants récifs de coraux et de bivalves, les élégantes bélemnites et ammonites, les poissons et les grands lézards marins qu'étaient les mosasaures et, sur la terre ferme, nombre de reptiles et de mammifères, sans compter les dinosaures et les reptiles volants dont aucune espèce ne survécut.

http://www.ucmp.berkeley.edu/diapsids/extinctheory.html

-  l'extinction KT (crétacé-tertiaire) d'il y a 65 millions d'années a probablement été causée ou aggravée par l'impact d'un astéroïde de quelques km (10 à 20), qui a créé le cratère de Chicxulub enfoui dans la presqu'île du Yucatan au Mexique. D'autres, bien que les indices s'y opposent, pensent à un changement de climat ou à des éruptions volcaniques avec des flots de laves basaltiques comme les trapps de la péninsule du Deccan, en Inde. Ces immenses plateaux montrent des bandes sombres de leurs éruptions répétées. Les laves se sont étendues sur 500 000 km² et sur une épaisseur de 1000 à 2000 m. Cela donne un volume de 1 million de km³. La phase éruptive dura entre 500 000 et 1 million d'années, de 66 à 64 millions d'années. Mais, dans ces laves, le taux d'iridium est très faible et d'autre part, il est impossible que du quartz choqué, retrouvé à Chicxulub, franchisse les 20 000 km qui séparent les 2 lieux.
    Cette extinction tua 16% des familles marines, 47% des espèces marines et 18% des vertébrés terrestres incluant les dinosaures.

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localisation des cratères mondiaux d'impacts d'astéroïdes, connus

3. Astéroïdes et tsunamis

    Traduction de l'article de Michael Paine avec les renseignements de Erik Asphaug de l'université de la Californie du Sud, Elisabeth Pierazzo de l'université d'Arizona, David Crawford du laboratoire National Sandia.

Vagues fatales

   De grands astéroïdes peuvent être extrêmement mortels lorsqu'ils percutent l'océan, en creusant des cratères et en projetant d'énormes vagues de plusieurs milliers de mètres de hauteur dans toutes les directions. Ces tsunamis peuvent avoir des effets destructeurs sur les rivages situés à des milliers de kilomètres. Ce mot, venant du japonais, désigne une vague géante issue de tremblement de terre au fond des océans. Mauvaises nouvelles pour ceux qui vivent dans les régions côtières, mais cela est une chance pour le reste de l'humanité. Le même impact sur des terres projetterait des poussières à très haute altitude et obscurcirait le Soleil pendant des mois, voire des années.

  La surface de l'eau est un excellent transformateur d'énergie en formant des vagues. En 1960, par exemple, un tremblement de Terre, à proximité du Chili, créa une série de vagues qui traversèrent le Pacifique et tuèrent des centaines de personnes à 15 000 km de là, au Japon. Ces vagues sont connues sous le nom de tsunami. La plupart des scientifiques n'aime pas le nom de raz-de-marée, car le tsunami n'a rien à voir avec la marée. Cependant le tsunami surgit sur le bord de mer comme une colline, une marée rapide au lieu de se briser comme une vague de surf.

  Ci-dessous, une animation montrant un tsunami. Le tsunami peut se déplacer, au large, à 700 km/h. Lorsqu'il atteint des fonds plats, moins profonds, il va moins vite et c'est là que le vrai danger commence. Le front ralentit en premier et ensuite cela se passe comme lors d'un fort ralentissement sur l'autoroute, avec l'arrière de la vague qui rattrape le front. La vague va alors prendre de la hauteur à partir de la compression. La hauteur atteinte va dépendre de plusieurs facteurs, mais la forme du plancher océanique intervient beaucoup. Estuaires, ports, falaises, récifs et la topographie du plateau continental, tous jouent un rôle. Pour littoral typique, la hauteur de la vague est habituellement 3 fois celle atteinte au large, mais dans certains endroits, le rapport (facteur de compression) peut atteindre 40. En d'autres termes pour une hauteur de 1 m au large, cela peut atteindre 40 m en bord de mer, tel à Hawaii. 
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Dissipation d'un tsunami en eaux profondes.

retour à la Terre (marée)

Impact océanique.

  Si un astéroïde entre en collision avec la Terre, il y a une grande probabilité qu'il le fasse en mer, les 2/3 de la surface terrestre sont couverts par les océans. Une gigantesque explosion se produira et l'astéroïde sera pulvérisé et volatilisera une grande quantité d'eau. Imaginez que l'Everest tombe en mer ! En moyenne, la hauteur de l'océan, tout comme l'épaisseur de l'atmosphère, ne représente rien: 5000 m contre 9000 m, ou bien une grosse pierre dans une cuvette, mais à la vitesse de 20 à 30 km/s (3 fois l'Everest en une seconde). Donc, un cratère se crée en éjectant des roches pulvérisées et à moitié fondues qui représentent 1000 à 2000 fois le volume de l'astéroïde. Il y a un rapport de 1 à 20 entre le diamètre du cratère et le diamètre de l'astéroïde (selon sa taille). En général, le rapport est de 10: bolide = 10 km et cratère = 100 km, la profondeur peut atteindre 30 km. La température d'impact dépasse souvent les 1 500°C. Le cratère se remplit très rapidement d'eau entraînant des tsunamis qui rayonnent à travers l'océan. 
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4. 1950 DA

   La fréquence d'impact, avec de tels bolides, est estimée à  2 000 ans pour un diamètre de 100 m, 80 000 ans pour 500 m et 200 000 ans pour 1 km. Le prochain est calculé pour le 16 mars 2880. C'est 1950 DA. La simulation montre une imprécision de 20 minutes, soit à 18 km/s: 21 600 km. Mais attention être précis dans les calculs à 20 mn sur 870 ans c'est déjà excellent. Par contre, le risque d'être percuté est impossible à établir, car il n'a pas été tenu compte du chaos déterministe. Comment vont interagir Jupiter, la Terre, Saturne et consorts ? Comment va l' influencer notre Terre, lors de ces 2 derniers passages en 2809 et 2860. L'influence gravitationnelle risque de modifier l'horaire d'arrivée.

	L'astéroïde 1950 DA tombera, dans l'Atlantique, à 600 km au large des côtes américaines, aux environs des Bermudes. L'impact sera équivalent à 60 000 mégatonnes de TNT (4000 fois la bombe atomique de Bikini). Le tsunami (de 2,3.1019 joules) mettra de 9 h à 15 h, avec des vagues de 15 à 20 m, pour traverser l'Atlantique et conservera des vagues dont l'amplitude pourrait atteindre quelques dizaines de mètres sur les côtes orientales. Les côtes américaines, moins d'une heure après l'impact, seraient balayées par des vagues de plus de 100 mètres de haut. Après l'impact, il restera un cratère de 19 km de diamètre et de 5000 m de profondeur.
http://es.ucsc.edu/~ward/papers/gji_final_35N.pdf

http://neo.jpl.nasa.gov/1950da/orbit.html

  De telles phénomènes se seraient déjà produits 600 fois depuis la mort des dinosaures, toujours selon les simulations de Ward et Asphaug. La probabilité est de 0,3 % , c'est beaucoup et peu à la fois. 1950 DA, de 1,1 km de diamètre, est déjà passé à proximité de notre Terre et a coupé son orbite le 5 avril 2002 (ci-dessus). Découvert en 1950, il est étudié depuis 52 ans. Son orbite est parfaitement connue. L'inconnu réside dans les lois du chaos qui ne sont pas maîtrisées. Savoir ce qui se passera dans presque 9 siècles (35 générations) est actuellement impossible. Non pas que la simulation ne s'est pas faire, mais elle ne s'est pas encore intégrer l'influence de toutes les planètes. La simulation avec 2 corps est très simple. Cela se complique avec 3 corps. Poincaré l'a très bien démontré. Mais dès que l'on arrive à 4 corps (avec Jupiter) puis 5 corps ( avec Saturne) et puis Mercure, Vénus, Mars, Uranus et Neptune cela devient totalement impossible. Cela signifie que dans les calculs les chiffres au-delà de la 15e place après la virgule sont importants. L'arrondi est interdit, car il entraîne une saute de valeur qui contre-carre l'évolution. C'est ainsi que s'explique, dans la ceinture des astéroïdes, les lacunes de Kirkwood. Hélas actuellement nos ordinateurs n'ont la capacité d'effectuer ce genre d'opérations. C'est la théorie du papillon qui dit que les turbulences d'un battement d'aile en Australie peuvent entraîner un ouragan en Europe. 

http://a52.g.akamaitech.net/f/52/827/1d/www.space.com/images/h_torino_scale_01,4.jpg

http://www.ucsc.edu/news_events/press_releases/text.asp?pid=355

http://neo.jpl.nasa.gov/1950da/

5. Bombe atomique 

  Les plus grandes explosions atomiques souterraines peuvent être considérées comme des pétards comparées à un impact d'astéroïde. L'explosion de "Bravo", la bombe atomique de 1954, sur l'atoll de Bikini, faisait 15 mégatonnes de TNT. Mais cela ne représente que le 1/1000 de l'énergie d'un petit astéroïde de 500 m fonçant à 20 km/s.

   Les expériences atomiques permirent de développer des modèles de calculs pour étudier le pouvoir de destruction à la surface de l'eau. Dans les années 90, ces modèles furent appliqués aux astéroïdes. Les résultats démontrèrent que de petits astéroïdes pouvaient entraîner des tsunamis catastrophique sur de grandes surfaces océaniques. Ces modèles furent appliqués à la chute de la comète Shoemaker - Levy 9 qui percuta Jupiter en juillet 1994 et permirent de se rendre compte de leur validité. Ils démontrèrent la rapidité de l'expansion du tsunami.

   En accord avec ses travaux, un astéroïde de 500 m générerait un cratère de 5000 m. A une vingtaine de km du point zéro, l'épaisseur du tsunami serait de 200 m. Mais 10 fois plus loin, elle serait de 15 m, pour s'abaisser à 1 m à 2 000 km. Mais cependant, causé par l'amplification d'une eau peu profonde, le tsunami atteindra 40 m sur les rivages.

6.   Littoraux en danger

  Des littoraux comme à Hawaii ont de plus grands risques d'avoir un tsunami qu'à l'intérieur des terres. Des calculs suggèrent qu'en bord de mer, avec un facteur de compression de 3, ces endroits ont 3 fois plus de risques d'être dévastés par un tsunami que d'être ravagés par le souffle, à l'intérieur des terres. Avec le taux de compression de 40, d'un tsunami extrême, le risque passa à 70.

   Les risques d'un tsunami sont liés au nombre d'impact d'astéroïdes, soit 1 tous les 200 000 ans pour un impact majeur. Mais, hélas cela peut arriver demain. Ce taux de risque est calculé à partir de la surveillance des géocroiseurs, qui sont distribués au hasard. Cela mérite bien de prendre la peine de déterminer leurs orbites avec précision pour connaître leurs arrivées éventuelles, et préparer une parade. Mais pour cela, il faut être prévenu 10 ans à l'avance, afin de construire les engins nécessaires.

7. Perturbations climatiques

   La comparaison entre un lieu en bord de mer ou à l'intérieur des terres n'est pas vraiment réaliste car le plus grand danger ne vient pas du souffle, mais des conséquences de l'impact, en particulier du refroidissement consécutif à l'obscurcissement du Soleil par les énormes quantités poussières libérées dans l'atmosphère, entraînant, par exemple, la diminution des récoltes, avec pour conséquence, une famine globale. 

   Les panaches géants issu de l'impact des morceaux de la comète Shoemaker - Levy sur Jupiter montrèrent clairement comment une comète ou un astéroïde transperce l'atmosphère en créant une cheminée temporaire. Les débris de l'impact sont violemment expulsés dans l'atmosphère supérieure. Les scientifiques commencent à comprendre ces effets au cas où un impact se produirait dans un océan terrestre. Il vaporiserait 30 km³ d'eau. A première vue, cela peut paraître insignifiant étant donné que cela représente  moins du 1/10 de l'évaporation journalière des océans (en admettant 25 mm/j de pluie sur 10% de la surface des terres).

  Mais les scientifiques préviennent qu'un impact dans l'océan projetterait l'eau dans la haute atmosphère au lieu de la basse atmosphère, dans le cas de l'évaporation normale. Or la haute atmosphère est très sèche et les effets d'une soudaine injection de grandes quantités d'eau sont inconnus. D'autres effets concernent l'effet de serre (la vapeur d'eau est un gaz à effet de serre) et l'appauvrissement de l'ozone. A la différence de l'évaporation, l'impact éjecterait aussi beaucoup de sel (chlorure de sodium) dans la haute atmosphère. Le chlore contenue dans le sel va affecter la couche d'ozone, comme le font les chlorofluorocarbones (CFC). N'ayant plus de protection contre le rayonnement ultraviolet du Soleil, la vie sera détruite.

  Le même impact sur un continent pulvérisera une quantité équivalente de roches (30 km³, soit a peu près 1000 fois le volume de l'astéroïde) et l'enverra dans la haute atmosphère où elles se disperseront sur la totalité du globe, perturbant, par exemple l'agriculture, mais aussi la végétation et par conséquent les animaux pour de très longs mois, voire des années. 

8. Volcanisme violent

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   En 1815 un volcan de l'île indonésienne de Tambora explosa et produisit un cratère de la taille d'un astéroïdes de 500 m. Environ 30 km³ de roches furent éjectées (par comparaison, le Mont St Helens n'éjecta que le ¼ en 1980). En ce qui concerne Tambora, le nombre de morts, en relation direct avec l'éruption, a été estimé à 10 000 et à 80 000, dans la région, par les effets indirects comme la famine. En plus, les cendres sont responsables de l'absence d'été en 1816, année où l'agriculture fut déficiente dans toute l'Amérique du Nord. Le nombre total de morts fut estimé à 100 000, mais si, aujourd'hui, un tel phénomène se reproduisait, il serait de plusieurs millions.

   L'effet cheminée, provoqué par l'impact d'un astéroïde, a pour conséquence d'envoyer plus facilement les projections dans la haute atmosphère, que ne peut le faire une éruption volcanique. De ce fait les perturbations climatiques en sont plus importantes. L'événement de 1815 doit nous ouvrir les yeux sur les conséquences que pourrait provoquer l'impact d'un tel astéroïde.

   Avec beaucoup moins de poussières libérées dans l'atmosphère, l'impact en mer est différent et peut-être moins catastrophique que sur le continent. Si le bolide tombe aux pôles ou sur des glaciers, tels ceux de la période glacière, le résultat serait similaire à un impact en mer.

   Il est possible que notre espèce fut sauvée de plusieurs extinctions, car un gros astéroïde a une probabilité plus grande de percuter l'océan ou la glace que le sol. Tous les millions d'années, on peut s'attendre à ce qu'un astéroïde de 1 km frappe notre Terre. L'impact sur un continent causera plus de perturbations climatiques et d'extinctions régionales. Si l'effet global de l'impact sur les océans est moins important qu'à terre, l'impact d'un astéroïde de 1 à 2 km dans l'océan est peut-être nécessaire à la vie.