L'Université Cadi Ayyad de Marrakech participe a une découverte significative qui met en évidence le rôle important de l’activité volcanique dans le déclenchement de l’extinction massive ou crise biologique de la limite Trias-Jurassique, il y a 201 millions d'années.

Ajouté le : 10-March-2020

Une équipe de recherche internationale impliquant des scientifiques de l'Université Cadi Ayyad de Marrakech (Maroc) dont le Prof. Nasrrddine Youbi, l’Université d'Aarhus (Danemark), le Service géologique du Danemark et du Greenland (GEUS), l'Université de Cardiff (Grande Bretagne), l'Université de Padoue (Italie), l’Université de Lisbonne (Portugal) et l’Université de Tomsk (Russie) a fait une découverte significative qui met en évidence le rôle important de l’activité volcanique dans le déclenchement de l’extinction massive ou crise biologique de la limite Trias-Jurassique, il y a 201 millions d'années. Cette crise biologique a causé la dévastation des communautés végétales et animales sur les terres et les extinctions majeures dans le domaine marin. Sur la base de la sévérité écologique, l'événement a été classé la troisième crise la plus grave des temps phanérozoïques avec une perte estimée de 40 à 73% dans la diversité biologique.

Les nouvelles données et interprétations de cette découverte significative seront publiées par l’éditeur Nature dans la prestigieuse revue scientifique Scientific Reports. Les résultats sont actuellement sous embargo jusqu’au 26 février 2020 à 10h GMT qui correspond à la date de mise en ligne de cette recherche : voir lien URL www.nature.com/articles/s41598-020-60483-8

Histoire complète:

Les premières coulées de lave de la pile volcanique de la CAMP de la coupe d’Aït Ourir, Maroc. La coupe, bien qu’elle avoisine seulement 170 m d'épaisseur, est l'une des sections les plus complètes du Haut Atlas qui comprend quatre formations de coulée de lave, à savoir les formations inférieure, intermédiaire, supérieure et récurrente. Photo © Nasrrddine Youbi

Introduction

L'extinction en masse de la fin du Trias marque l'une des principales crises biotiques de l'histoire de la vie. Plusieurs explications pour cet événement ont été suggérées, mais aucune n'est complètement satisfaisante: (i) les fluctuations du niveau de la mer, mais cela n'explique pas la soudaineté de l'extinction dans le domaine marin; (ii) l'impact d’une ou plusieurs météorites géantes, cependant, aucun cratère d'impact n'a été trouvé avec un âge de 201 millions d'années (iii) des éruptions volcaniques massives de la Province Magmatique de l'Atlantique Central (CAMP) libérant du dioxyde de carbone ou du dioxyde de soufre et des aérosols provoquant des changements climatiques. Dans ce communiqué de presse, nous discuterons de la possibilité d'un lien de causalité entre le volcanisme la CAMP et l'extinction de masse de la fin du Trias, il y a 201 millions d'années.

1. La Province Magmatique de l’Atlantique Central (CAMP)

La CAMP est l'une des plus grandes provinces ignées du monde (Fig. 1). Elle s’est mise en place il y’a 201 millions d'années, au début de la fragmentation du supercontinent de la Pangea qui a mené à l'ouverture de l'Océan Atlantique Central. Le magmatisme de la CAMP est aujourd'hui représenté par des restes de roches intrusives (dykes, sills, massifs : dolérites et gabbros) et extrusives (coulées de laves basaltiques) qui affleurent dans des parties contiguës de l'ouest et le nord-ouest de l'Afrique, du sud-ouest de l'Europe et de l'Amérique du Nord et du Sud. Il a couvert une surface de plus de 7 x 106 km2, avec un volume total de magma estimé à 2-4 × 106 km3, bien qu'il puisse être significativement plus important. La CAMP est considérée comme le résultat de l’activité d'un super-plume (énorme volume de magmas qui prend naissance au niveau de la limite noyau-manteau de la Terre) ou une expression de l'extension et de l'amincissement de la lithosphère. Le magmatisme est contemporain avec l'extinction massive à la limite Trias-Jurassique.

 

Fig. 1. (a) Carte schématique de la partie occidentale du supercontinent de la Pangée il y’a environ 201 Ma montrant l'emplacement des coulées de lave, des sills et des dykes de la CAMP. La ligne en pointillée montre la superficie globale estimée du CAMP. Les zones roses indiquent l'emplacement approximatif du craton ouest-africain (WAC), du craton amazonien (AC) et du craton de Sao Francisco (SFC). (b) Carte géologique schématique du Maroc (pour la zone indiquée par le rectangle sur la figure 1a). Les principaux sites d'échantillonnage sont indiqués par des étoiles. Ag, Agouim; CE, Ec Cour; OL, Oued Lahr; JI, Jebel Imizar; AO, Ait Ourir; Un J. Fn., Ajoundou F’nouss. La ligne en pointillée épaisse représente la zone probablement couverte par les coulées de lave de la CAMP

2. L'extinction en masse de la fin du Trias

Une extinction massive ou grande extinction, appelée aussi crise biologique, est un événement relativement bref à l’échelle des temps géologiques (quelques millions d’années au maximum) au cours duquel au moins 75 % des espèces animales et végétales présentes sur la Terre et dans les océans disparaissent. Ces trois critères (durée relativement brève, répartition géographique mondiale et importante chute de la biodiversité) sont cependant sujets à débat car les enregistrements paléontologiques sont incomplets, essentiellement marins, soumis à des biais d'échantillonnage et à une estimation de la durée de l'extinction parfois imprécise.

La limite Trias-Jurassique (201.5 millions d'années) est associée à l'une des crises biotiques les plus sévères des 538 millions d'années passés, l'extinction en masse de la fin du Trias, qui a causé la dévastation des communautés végétales et animales sur les terres et les extinctions majeures dans le domaine marin. Sur la base de la sévérité écologique, l'événement a été classé la troisième crise la plus grave des temps phanérozoïques avec une perte estimée de 40 à 73% dans la diversité.

3. Le volcanisme de la Province Magmatique de l’Atlantique Central (CAMP) aurait déclenché l'extinction en masse de la fin du Trias, il y’a 201 millions d'années.

Divers phénomènes ont été proposés pour expliquer la crise biologique de la fin du Trias, il y’a 201 millions d'années: régression marine suivie d'une transgression, provoquant l'expansion d'eaux mal oxygénées (ce qui n'explique guère les extinctions en milieu continental), ou encore volcanisme de grande ampleur associé aux débuts de l'ouverture de l'océan Atlantique (le magmatisme de la Province Magmatique de l’Atlantique Central ou CAMP en anglais).

Des recherches, publiées en 2002 dans la revue Science par l’équipe de Paul Olsen (Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University), sur la limite Trias-Jurassique dans l'est de l'Amérique du Nord suggèrent un impact météoritique (marqué par un faible enrichissement en iridium) accompagné d'une crise dans le monde végétal similaire à celle de la limite Crétacé-Tertiaire. D'après, notamment, l'étude des empreintes de pas fossiles dans cette région, le début du Jurassique marquerait à la fois la disparition de certains groupes de reptiles et l'expansion d'autres tels les grands dinosaures carnivores. En 2017, notre équipe (Davies et al., 2017, Nature Communications) a présenté de nouveaux âges Uranium-Plomb de haute précision à partir de roches intrusives de la CAMP, montrant que l'activité magmatique se produisait environ 100 000 ans avant les premières éruptions basaltiques connues. Davies et al. (2017) corrélèrent l'activité magmatique précoce avec l'apparition de changements dans les enregistrements climatiques et biotiques. Ils rapportent également les âges de sills intrudant un bassin sédimentaire riche en matière organique au Brésil qui s'intègrent de manière synchrone avec l'extinction, ce qui suggère que le dégazage de ces produits organiques a contribué au changement climatique qui a provoqué l'extinction. Ces résultats indiquent que les enregistrements intrusifs des Grandes Provinces Ignées (LIPs : « Large Igneous Provinces ») peuvent être plus importants que l’enregistrement éruptif pour expliquer les extinctions en masse. La courte durée du magmatisme

suggérée par les âges U-Pb de haute précision est conforme aux durées d'autres LIP également datées à haute précision, ce qui indique que l'activité maximale des événements LIP dure généralement ~ 1 Ma.

Christian Tegner et al., (2020) (objet de ce communiqué) publiera le mercredi 26 Février 2020 à Nature Scientific Reports de nouvelles données géochimiques portant sur les roches volcaniques de la province magmatique de l'Atlantique central (CAMP) du Maroc notamment les éléments du groupe du platine (Platine, Iridium, Osmium et Rhodium). Ces données montrent que les compositions des roches volcaniques étudiées sont similaires aux sédiments marins et terrestres liés à la crise biologique de la fin du Trias, et très différentes des compositions de météorites potentielles. Ces résultats corroborent le scénario que les extinctions de masse de la fin du Trias, il y’a 201 millions d'années, sont causées par le volcanisme de la CAMP.

Référence de la revue:

CHRISTIAN TEGNER, ANDREA MARZOLI, IAIN MCDONALD, NASRRDDINE YOUBI, SOFIE LINDSTRÖM (2020) Platinum-group elements link the end-Triassic mass extinction and the Central Atlantic Magmatic Province”. Scientific Reports article 10.1038/s41598-020-60483-8 (SREP-19-40202-T). The work has been scheduled for online publication in Scientific Reports on the 26th of February 2020. On publication, the paper will be freely available online at www.nature.com/articles/s41598-020-60483-8

Autres références:

DAVIES, J., MARZOLI, A., BERTRAND, H., YOUBI, N., ERNESTO, M., SCHALTEGGER, U., 2017. End-Triassic mass extinction started by intrusive CAMP activity. Nature Communications volume 8, Article number: 15596 (2017) DOI 10.1038/NCOMMS15596

MARZOLI, A., BERTRAND, H., YOUBI, N., CALLEGARO, S., MERLE, R., REISBERG, L. CHIARADIA, M., BROWNLEE, S., JOURDAN, F., ZANETTI, A., DAVIES, J. H F L, CUPPONE, T., MAHMOUDI, A., MEDINA, F. RENNE, P.R., BELLIENI, G., CRIVELLARI, S. EL HACHIMI, H., BENSALAH,M.K., MEYZEN,C.M., AND TEGNER, C. (2019). The Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) in Morocco Journal of Petrology, Volume 60, Issue 5, May 2019, Pages 945–996, https://doi.org/10.1093/petrology/egz021

TEGNER, C., MICHELIS, S.A.T, MCDONALD, I., BROWN, E.L., YOUBI, N., CALLEGARO, S., LINDSTRÖM, S., MARZOLI, A. (2019). Mantle Dynamics of the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP): Constraints from Platinum Group, Gold and Lithophile Elements in Flood Basalts of Morocco Journal of Petrology, egz041, https://doi.org/10.1093/petrology/egz041

PANFILI, G., CIRILLI, S., DAL CORSO, J., BERTRAND, H., FIDA MEDINA, F., YOUBI, N., ANDREA MARZOLI, A. (2019). New biostratigraphic constraints show rapid emplacement of the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) during the end-Triassic mass extinction interval. Global and Planetary Change, Research Article Volume 172, pp. 60–68. DOI https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2018.09.009