vendredi 21 avril 2017

Lors de la crise de la fin du Dévonien, des récifs de coraux ont été remplacés par des stromatolithes

Pour Prépa BCPST et PrépaAgreg
Thèmes : roches calcaires, biodiversité, histoire de la Terre

Il y a eu 5 grandes extinctions de masse (et de nombreuses autres plus petites) au cours des temps géologiques. Soit dit en passant, l'Homme est actuellement à l'origine de la 6ème grande extinction de masse.

La grande crise la plus célèbre est la crise Crétacé-Tertiaire (-65 millions d'années) mais la plus terrible a sans doute été celle d'il y a 251 millions d'années entre le Permien et le Trias. Moins connue que les deux précédentes : la crise entre le Dévonien et le Carbonifère il y a 360 millions d'années, appelée "évènement Hangenberg" (du nom d'une localité du massif rhénan en Allemagne où on a découvert les traces du phénomène : une couche de roches noires (des shales) produites dans des conditions anoxiques). 45% des genres et 21% des familles d'animaux marins furent éliminés. Les causes de cette extinction sont discutées : on pense qu'il y a eu une brusque baisse du niveau des mers en relation avec une glaciation ou alors une eutrophisation des mers épicontinentales à cause d'une couverture végétale très importante des côtes produisant de nombreux déchets organiques qui ont fait proliférer algues et bactéries. Cela aurait provoqué une baisse du niveau d'O2 dans les mers et les océans.

Une équipe franco-chinoise a étudié les espèces formatrices de récifs calcaires en Chine sur 20 millions d'années de part et d'autre de l'évènement Hangenberg et ont publié leurs découvertes dans Nature Scientific Reports. Avant l'évènement ce sont les coraux et les éponges qui dominent. Après l'évènement, ce sont des constructions calcaires microbiennes de type stromatolithes qui prennent leur place. 

 
Stromatolithes fossiles découverts pour l'étude en Chine. Source : https://www.nature.com/articles/srep39694

Les stromatolithes sont des structures récifales laminées avec feuillets minéraux calcaires produits par des couches successives de colonies bactériennes photosynthétiques.

Source : http://www.saga-geol.asso.fr/Documents/Saga_300_stromatolites.pdf

Les colonies de bactéries et le mucus qu'elles produisent piègent des particules sédimentaires qui subissent ensuite une phase de cimentation ou lithification avec du carbonate de calcium (CaCO3) favorisée par le métabolisme des bactéries photosynthétiques.

Ce remplacement bioconstruction "squelettique" de coraux/éponges vers bioconstruction microbienne s'est ensuite retrouvé sur différents sites répartis sur différents continents (et qui étaient sur différents continents il y a 360 millions d'années) montrant le caractère généralisé du phénomène. Le remplacement est provisoire. Quelques millions d'années plus tard on retrouve des bioconstructions récifales avec coraux et éponges. 

Source : https://www.nature.com/articles/srep39694
On a déjà retrouvé ce type de remplacement pour la crise de la fin du Permien notamment, par contre on ne l'a pas retrouvé pour la crise Crétacé-Tertiaire. Cela amène à penser que ce remplacement a lieu dans des conditions précises qu'il s'agit maintenant d'élucider et qui à leur tour permettront de mieux comprendre les causes des grandes extinctions.


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