Mercure aide à détailler l’événement d’extinction le plus massif de la Terre

Une équipe internationale de scientifiques, dont le professeur et chef de département Tracy Frank et le professeur Christopher Fielding, chercheurs du Département des sciences de la Terre de l’UConn, s’efforcent de comprendre la cause et le déroulement des événements du LPME en se concentrant sur le mercure des volcans sibériens qui se sont retrouvés dans les sédiments. en Australie et en Afrique du Sud. La recherche a été publiée dans Communication Nature.

Bien que le LPME se soit produit il y a plus de 250 millions d’années, il existe des similitudes avec les changements climatiques majeurs qui se produisent aujourd’hui, explique Frank :

“C’est pertinent pour comprendre ce qui pourrait arriver sur terre à l’avenir. La principale cause du changement climatique est liée à une injection massive de dioxyde de carbone dans l’atmosphère au moment de l’extinction, qui a conduit à un réchauffement rapide.”

Dans le cas du LPME, il est largement admis que le réchauffement rapide associé à l’événement est lié à un volcanisme massif se produisant dans un énorme gisement de lave appelé la grande province ignée des pièges sibériens (STLIP), dit Frank, mais des preuves directes étaient encore manquant.

Les volcans laissent des indices utiles dans les archives géologiques. Avec l’effusion de lave, il y avait aussi une énorme quantité de gaz libérés, comme le CO₂ et le méthane, ainsi que les particules et les métaux lourds qui ont été lancés dans l’atmosphère et déposés dans le monde entier.

“Cependant, il est difficile de lier directement quelque chose comme ça à l’événement d’extinction”, explique Frank. “En tant que géologues, nous recherchons une signature quelconque – un pistolet irréfutable – afin que nous puissions absolument en identifier la cause.”

Dans ce cas, la preuve irréfutable sur laquelle les chercheurs se sont concentrés était le mercure, l’un des métaux lourds associés aux éruptions volcaniques. L’astuce consiste à trouver des zones où cet enregistrement existe toujours.

Frank explique qu’il existe un enregistrement continu de l’histoire de la Terre contenue dans les sédiments dans les environnements marins qui agit presque comme un magnétophone car les dépôts sont rapidement enfouis et protégés. Ces sédiments fournissent une abondance de données sur l’extinction et comment elle s’est déroulée dans les océans. Sur terre, il est plus difficile de trouver des documents aussi bien conservés de cette période.

Pour illustrer cela, Frank utilise le Connecticut comme exemple : l’État est riche en roches métamorphiques vieilles de 400 à 500 millions d’années à la surface ou près de la surface, avec une couverture de dépôts glaciaires datant d’il y a environ 23 000 ans.

“Il y a une grande lacune dans les archives ici. Il faut avoir de la chance pour conserver les archives terrestres et c’est pourquoi elles ne sont pas aussi bien étudiées, car il y en a moins là-bas”, explique Frank.

Tous les terrains du monde ne présentent pas des lacunes aussi importantes dans les archives géologiques, et les études précédentes du LPME se sont principalement concentrées sur les sites trouvés dans l’hémisphère nord. Cependant, le bassin de Sydney en Australie orientale et le bassin du Karoo en Afrique du Sud sont deux zones de l’hémisphère sud qui ont un excellent bilan de l’événement, et sont des zones que Frank et Fielding ont étudiées précédemment. Un collègue et co-auteur, Jun Shen du State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources de l’Université des géosciences de Chine, a contacté et contacté Frank, Fielding et d’autres co-auteurs pour des échantillons, dans l’espoir de les analyser pour isotopes du mercure.

Shen a pu analyser les isotopes du mercure dans les échantillons et relier toutes les données ensemble, explique Frank.

“Il s’avère que les émissions volcaniques de mercure ont une composition isotopique très spécifique du mercure qui s’est accumulé à l’horizon d’extinction. Connaissant l’âge de ces dépôts, nous pouvons plus définitivement lier le moment de l’extinction à cette éruption massive en Sibérie. La différence avec cet article est que nous avons examiné non seulement le mercure, mais aussi la composition isotopique du mercure à partir d’échantillons dans les hautes latitudes méridionales, tous deux pour la première fois.”

Ce timing définitif est quelque chose que les scientifiques ont travaillé à affiner, mais comme le souligne Fielding, plus nous en apprenons, plus cela devient compliqué.

“Comme point de départ, les géologues ont identifié le moment de l’événement d’extinction majeur à 251,9 millions d’années avec un haut degré de précision à partir de méthodes de datation par isotopes radiogéniques. Les chercheurs savent que c’est à ce moment-là que l’événement d’extinction majeur s’est produit dans l’environnement marin et c’était juste supposé que l’événement d’extinction terrestre s’est produit au même moment.”

Dans les recherches précédentes de Frank et Fielding, ils ont découvert que l’événement d’extinction sur terre s’était produit 200 à 600 000 ans plus tôt.

“Cela suggère que l’événement lui-même n’était pas juste un gros coup dur qui s’est produit instantanément. Ce n’était pas juste un très mauvais jour sur Terre, pour ainsi dire, il a fallu un certain temps pour se construire et cela alimente bien les nouveaux résultats parce que cela suggère que le volcanisme en était la cause profonde », explique Fielding. “Ce n’est que le premier impact de la crise biotique qui s’est produite sur terre, et cela s’est produit tôt. Il a fallu du temps pour se transmettre dans les océans. L’événement d’il y a 251,9 millions d’années a été le principal point de basculement des conditions environnementales de l’océan qui s’était détérioré. pendant un certain temps.”

Retracer les événements repose sur les connaissances de nombreux géologues différents, tous spécialisés dans différentes méthodes, de la sédimentologie, de la géochimie, de la paléontologie et de la géochronologie, explique Frank,

“Ce type de travail demande beaucoup de collaboration. Tout a commencé par un travail de terrain quand un groupe d’entre nous est descendu en Australie, où nous avons étudié les coupes stratigraphiques qui préservaient l’intervalle de temps en question. Le point principal est que nous avons maintenant un signature sous la forme de signatures isotopiques du mercure, qui lie définitivement l’horizon d’extinction dans ces sections terrestres qui fournissent un enregistrement de ce qui se passait sur terre en raison du volcanisme des pièges sibériens.”