LSG – 2008-2009 TG2: Les grandes extinctions: - généralités - 250 Ma : la limite Permien/Trias

La diversité des espèces 540Ma ->≈ 450Ma: forte croissance 450Ma -> 250Ma: palier 250Ma : crise majeure P/T 250Ma ->0: forte croissance 5 2 1 3 crise biologique importante 4 1: limite Ordovicien / Silurien (O/S) 2: Dévonien supérieur 3: limite Permien / Trias (P/Tr) 4: limite Trias / Jurassique (Tr/J) 5: limite Crétacé / Tertiaire (K/T)

Nature des groupes disparus plancton, rudistes, ammonites, dinosaures. K/T Tr/J mollusques bivalves, ammonites, orthocéridés, conodontes. P/Tr fusulines, coraux solitaires, brachiopodes, ammonoïdes, trilobites, thérapsides D brachiopodes, tentaculites, ammonoïdes, ostracodes. Coraux solitaires, brachiopodes, trilobites, échinodermes fixés, graptolites. O/S

Que se passe-t-il lors d’une extinction ? exemple : les ammonoïdes. K/T limite Crétacé / Tertiaire AMMONITIDES Tr/J limite Trias / Jurassique CERATITIDES P/Tr limite Permien / Trias GONIATITIDES limite Dévonien sup. D à chaque crise: extinction massive quelques radiations de nouvelles espèces.

Comportement des différents taxons temps lors d’un évènement géologique néfaste. Comportement des différents taxons Préadaptés (forme de résistance, stratégie de reproduction) Généralistes écologiques (gde possibilité d’adaptation) « Lazares » (survie dans un milieu refuge)

Modalités d’une extinction Exemple : les foraminifères planctoniques (El Kef, Tunisie) de la limite K/T. nouvelles radiations progressives L’extinction est « annoncée »

Les facteurs déterminants dans les extinctions continental marin BIOSPHERE ATMOSPHERE LITHOSPHERE HYDROSPHERE ATMOSPHERE BIOSPHERE HYDROSPHERE domaine continental marin LITHOSPHERE Toute modification d’une enveloppe (LITHOSPHERE, HYDROSPHERE ATMOSPHERE) entraîne une modification de la BIOSPHERE .

Facteurs physico-chimiques modifiables: continental Facteurs physico-chimiques modifiables: marin ATMOSPHERE: T°, composition chimique, (CO2, NO2, SO2, H2O …) ATMOSPHERE BIOSPHERE HYDROSPHERE LITHOSPHERE HYDROSPHERE: T° Salinité, concentration en O2, variation de volume, densité, courants (circulation thermohaline) LITHOSPHERE: mouvement des plaques paleogéographies NS et EW, fragmentation / regroupement, volcanisme, magnétisme (noyau)

Causes possibles de modification des facteurs variations astronomiques: (soleil, rot. terre), climat chute de météorite continental marin ATMOSPHERE BIOSPHERE HYDROSPHERE LITHOSPHERE dynamique mantellique (évolution de lithosphère) crise volcanique magnétisme et dynamique du noyau

Relation climat global et extinctions CAG : climat global avec glaciation grandes glaciations polaire(T°moy >-30°C°, grad. thermique latitudinal élevé (écart équateur-pôle > 50°C) CSG: climat global sans glaciation T°moy 8°aux pôles;grad. thermique latitudinal faible (écart équateur-pôle ≈ 25°C)

-250 Ma : la limite Permien /Trias L’extinction la plus importante depuis 540 Ma. Disparition de: 90% des espèces marine 30% des ordres des insectes

Disparition de: 30% des ordres des insectes (continental) 90% des espèces marine dont: Les trilobites Les coraux tabulés et rugueux Les foraminifères : fusulinidés Brachiopodes et crinoïdes fortement réduits.

La paléogéographie de l’époque: au PERMIEN supérieur 260 Ma PERMIEN SUP. En situation de PANGEE Grande calotte glaciaire au pôle sud

La paléogéographie de l’époque: au TRIAS inférieur 240 Ma TRIAS INF.

régression généralisée le niveau de la mer descend: (250m) émersion du plateau continental réduction de la surface disponible de la biodiversité marine 251Ma changement climatique global (CAG -> CSG) 270,6Ma modification du climat continentalisation érosion et oxydation des sédiments taux du CO2 290Ma cause (possible) de la régression: arrêt de l’expansion océanique dégonflement des dorsales

formation d’évaporites (roches salifères) piège à sel, sel extrait de la mer salinité de la mer disparition des organismes sténohalins (sténohalins: qui ne supportent pas de forte variation de salinité) Trilobites, brachiopodes, coraux, foraminifères benthiques (fusulinidés) survivance des organismes eurhyalins

Les évènements volcaniques majeurs 260 Ma PERMIEN SUP. Trapps de Sibérie 2,5x106 km2 3 à 3,7 km d’épaisseur (4 à 5 sup. au volc. du Deccan) Chine du sud CO2, SO2 pluies acides effet de serre

inversions fréquentes après période de calme magnétique Inversion magnétique inversions fréquentes après période de calme magnétique Transgression marine avec dysoxie au Trias inf. eaux stagnantes T° élevée asphyxie brutale inversion magnétique transgression avec dysoxie

RESUME

fin

Régressions et extinctions majeures Haq et al 1987, Ross & Ross 1988 Hallam 1989 Régressions et extinctions majeures limite Crétacé/Tertiaire limite Trias/Jurassique limite Permien/Trias Dévonien supérieur (limite Frasnien/Faménien) limite Ordovicien/Silurien variations de 2ème ordre 1er ordre limite Cambrien/Précambrien

en résumé: Météorite ou volcanisme, chacun d’eux peut perturber l’atmosphère, inhiber la photosynthèse, détruire la chaîne : photosynthèse > herbivore > carnivore 88% des espèces terrestres ont disparues 90% des espèces d’eau douce ont survécues. Sur terre: les détritivores résistent à la crise (ex les mammifères) Dans les mers: Le plancton ( dépendant de la photosynthèse) et la vie benthique liée au plancton disparaissent. Les poissons (détritivores) résistent.

en résumé : Volcanisme et impact météoritique ont cumulé leurs effets, dans une période de régression (refroidissement ).

schéma synoptique de la crise biologique de la limite Cr/T météorite(s) activité du noyau et du manteau volcanisme (trapps) extinction en masse du Cr/T expansion océanique réduite régression variations orbitales refroidissement sommation de causes néfastes radiations cosmiques rayonnement solaire

Les 5 extinctions phanérozoïques : causes probables. -436Ma -365Ma -250Ma -203Ma -65Ma Ordovicien terminal Dévonien supérieur limite Permien/Trias Trias supérieur limite Crétacé/Tertiaire Causes probables METEORITES VOLCANISME CHAMP MAGNETIQUE COLLISION CONTINENTALE REGRESSION VARIATIONS CLIMATIQUES VARIATION DE SALINITE OU ANOXIE CHANGEMENTS PALEOGEOGRA- PHIQUES ? ? ? ? ? ?