Les sédiments révèlent l’ancien océan lors d’un événement d’extinction massive

Il y a environ 183 millions d’années, l’activité volcanique de l’Afrique du Sud moderne a libéré environ 20 500 gigatonnes de dioxyde de carbone (CO₂) dans le système océan-atmosphère sur une période de 300 à 500 000 ans. Connu sous le nom d’événement anoxique océanique toarcien (T-OAE), le manque d’oxygène, ou anoxie, dans l’eau pendant cette période a provoqué une extinction massive d’espèces marines.

L’activité humaine depuis la révolution industrielle a déjà entraîné une accumulation de CO₂ émissions représentant 12% du total de CO₂ libéré pendant toute la durée du T-OAE, en moins de 0,1 % du temps. Le T-OAE préfigure ce qui pourrait arriver à nos océans si les émissions de gaz à effet de serre continuent d’augmenter.

“Vous pouvez voir de nombreux fossiles dans les sédiments océaniques avant le T-OAE, puis soudainement ils disparaissent”, explique François Tissot de Caltech, professeur de géochimie et chercheur à l’Heritage Medical Research Institute.

Tissot est co-auteur d’une nouvelle étude publiée le 24 juin dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesdécrivant l’étendue de l’anoxie océanique au cours du T-OAE.

Dirigée par des chercheurs de l’Université George Mason, l’équipe a collecté 30 échantillons de calcaire stratifié dans la région de Mercato San Severino, dans le sud de l’Italie, pour évaluer la gravité de la désoxygénation des océans au cours du T-OAE.

L’équipe a analysé les échantillons pour connaître leur teneur en uranium et leur composition isotopique. Les isotopes sont des versions jumelles d’un élément avec un nombre de neutrons différent, et donc des masses très légèrement différentes.

L’abondance relative des isotopes de l’uranium dans l’océan dépend du degré d’anoxie. Cela signifie qu’en mesurant la composition isotopique de l’uranium dans l’océan, les scientifiques peuvent déduire la quantité d’anoxie dans l’océan.

En l’absence d’échantillons réels d’eau de mer du passé, les scientifiques sont en mesure d’utiliser un substitut, tel que des roches carbonatées, qui enregistrent fidèlement la composition de l’eau de mer.

Lorsqu’il y a beaucoup d’oxygène dans l’océan, l’uranium aime rester sous sa forme soluble, dissoute dans l’eau de mer. Mais lorsque l’oxygène dans l’eau se raréfie, l’uranium commence à précipiter hors de l’eau de mer et se dépose dans les sédiments du fond océanique.

Ainsi, grâce à une modélisation minutieuse développée par Michael Kipp, ancien chercheur postdoctoral de Caltech, Tissot et ses collaborateurs, la quantité d’uranium dans les échantillons du fond marin peut indiquer le pourcentage d’oxygène dans l’océan au moment du T-OAE.

“En utilisant ce modèle, nous avons constaté que l’anoxie atteignait un pic 28 à 38 fois supérieur à celui de l’océan moderne”, explique Tissot. “Aujourd’hui, seulement environ 0,2 % du fond océanique est recouvert de sédiments anoxiques, similaires à ceux trouvés dans la mer Noire. À l’époque du T-OAE, il y a 183 millions d’années, cela représentait 6 à 8 % de l’océan. sol recouvert de sédiments anoxiques.

Les résultats indiquent que les événements OAE passés peuvent préfigurer les effets du CO anthropique.₂ émissions sur les écosystèmes marins.

“Si nous ne réduisons pas les émissions de carbone et continuons à augmenter nos émissions de CO₂ trajectoire, nous pouvons clairement voir qu’il y aura de graves impacts négatifs sur l’écosystème océanique”, déclare Tissot.

L’article est intitulé “Les isotopes carbonatés de l’uranium enregistrent l’expansion mondiale de l’anoxie marine pendant l’événement anoxique océanique toarcien”.