O extincție în masă sau o extincție mare , numită și criză biologică sau criză ecologică , este un eveniment relativ scurt la scara timpurilor geologice (cel mult câteva milioane de ani) în care cel puțin 75% din speciile de animale și plante prezente pe sit . Pământul și oceanele sunt dispar . Aceste trei criterii (durata relativ scurtă, distribuția geografică globală și scăderea semnificativă a biodiversității ) sunt totuși supuse dezbaterii, deoarece înregistrările paleontologice sunt incomplete, în principal marine, supuse părtinirii eșantionării și unei estimări a duratei perioadei. Dispariția uneori imprecisă.
Aceste crize majore au fost adesea prilejul tranzițiilor între formele dominante de viață. În afară de puținele perioade de extincție în masă descrise mai jos, rata „normală” de dispariție a familiilor de animale marine pe milion de ani arată o scădere treptată pe scara de timp geologică, de la 5 familii pe milion. Ani în Cambrian , la începutul epoca fanerozoicului și epoca paleozoică există acum aproximativ 540 milioane de ani, două familii pe milion de ani în epoca cenozoică (terțiară), de la 66 milioane de ani astăzi (excluzând seriile prezente Holocenul ).
În mări, cele cinci extincții masive ale organismelor multicelulare se refereau în principal la animale ( eumetazoane ), doar unul a perturbat semnificativ evoluția plantelor.
Fazele de extincție și cele de reînnoire a faunei și florei de-a lungul timpului geologic au fost sugerate din secolul al XVIII- lea de două nume mari din domeniu: Georges-Louis Leclerc și Georges Cuvier . Cuvier a apărat teoria catastrofismului, în timp ce alții, precum Charles Lyell, erau uniformiști , adică credeau că lucrurile se făceau încet, fără probleme.
Ulterior, catastrofism a fost neglijată și a reluat XX - lea secol : fazele extinctia si atacurilor biologice prin catastrofism au fost considerați de către Newell în 1963 . Lucrarea lui Walter Alvarez , care a lucrat la granița dintre Cretacic și terțiar la începutul anilor 1980, a dat naștere teoriei impactului meteoritului.
Pentru a prioritiza crizele biologice sau bio-evenimente, se definesc, în funcție de rata de dispariție, crizele de masă (dispariția cel puțin a familiilor taxonomice ), crizele intermediare (dispariția speciilor , genurilor și a unor familii ) și crizele minore (dispariția specii și genuri care adesea coincide cu limitele etapelor sau subetapelor geologice). Această clasificare maschează continuumul care există între aceste trei tipuri de crize: numeroasele crize mici (care exterminează de la 0 la 5% din specii) au fost la originea a 40% din disparițiile tuturor speciilor (noțiunea de dispariție a fondului, „ extincția de fond ”), crizele mai importante („ spurcări de extincție ”care exterminează mai mult de 5% din specii) au intervenit în mai mult de 60% din dispariții, cu crize majore, dar rare, care au generat doar 4% din dispariții. Astfel, în timpul fanerozoicului (perioadă în care a apărut înregistrarea fosilelor), paleontologii au identificat aproximativ șaizeci de crize.
De când a apărut viața pe Pământ, aceste dispariții „normale” au fost punctate de cinci episoade de extincție în masă (definite în 1982 de Jack Sepkoski și David M. Raup ), a șasea, extincția holocenă , ar putea fi pregătită:
Mai multe episoade de dispariție sunt descrise în Cambrian , dar sunt slab cunoscute și nu se încadrează în grupul celor cinci mari , cele cinci mari dispariții din istoria Pământului.
„Criza de Capitanian “ ( etajul al Permian ) , care decimat brachiopode , mai ales la Spitsbergen , există aproximativ 262 Ma (acum milioane de ani), a fost considerat de David PG Bond et al. în 2015 ca o posibilă extincție în masă legată de puternice erupții vulcanice din sudul Chinei . Cu toate acestea, apropierea ei cronologică de cele mai mari dispariții cunoscute până în prezent, dispariția permian-triasică , nu permite acestor autori să decidă clar între o criză regională sau o criză globală.
În plus, cunoaștem și unele extincții mai puțin masive, cum ar fi cea din mijlocul triasicului de acum 225 Ma, care a eliminat o mare parte din reptilele mamifere dominante de atunci și a lăsat câmpul deschis pentru dinozauri .
Lista extincțiilor masive sau semnificative:
Perioadă | Extincţie | Datat | Cauze posibile |
---|---|---|---|
Cuaternar | Extincția Holocenului | 10.000 de ani - astăzi | Distrugerea și fragmentarea habitatelor, inclusiv schimbarea utilizării terenurilor (de exemplu, defrișările pentru agricultură), modificarea fluxurilor majore și a compartimentelor biogeochimice (de exemplu, emisiile de CO 2și alte gaze cu efect de seră (GES), deversări masive de nitrați în soluri și apă) cu poluarea mediului și modificarea ecosistemelor (de exemplu , agricultură intensivă , schimbări climatice legate de intensificarea emisiilor de GES), supraexploatarea resurselor naturale ( supra- vânătoare, supra-pescuit ), toate cauzele legate de progresul tehnologic și intensificarea activităților umane în timpul antropocenului . |
neogen | Pliocen - Pleistocen dispariția marină | 2 Mea | Supernova ? |
Extincția Miocenului Mijlociu | 14.5 Mea | ||
Paleogen | Extincția Eocen-Oligocen | 36-33.9 Mea | Craterul Popigai , Golful Chesapeake , Craterul Canionului Toms și, eventual, Craterul Mistastin |
Cretacic | Extincția Cretacic-Paleogen | 66 Mea | Craterul Chicxulub ; Trapps of the Deccan |
Extincția Cenomanian-Turonian ( fr ) | 94 Mea | Bazale ale „marii provincii magnei din Caraibe”. Posibilă legătură cu dispariția ihtiosaurilor . | |
Extincția Aptianului | 117 Mea | Platoul Kerguelen | |
Jurassic | Extincție din jurasic târziu (titonian) | 145 Mea | |
Extincția toarcianului | 183 Mea | Provinciile Karoo-Ferrar | |
Trias | Extincția triasic-jurasic | 201 Mea | Provincia magmatică din Atlanticul Central ; Crater |
Extincția carnianului | 230 Mea | Erupții de bazalt Wrangellia | |
permian | Extincția permian-triasică | 252 Mea | Siberian Trapps ; Wilkes Earth Crater |
Extincția căpitanului | 262 Mea | Dispariția multor forme de brahiopode . Extincția considerată de David PG Bond și colab. în 2015 ca important, legat de capcane Emeishan (în) . | |
Dispariția lui Olson | 270 Mea | Bachu, Marea provincie igneoasă ? | |
Carbonifer | Pădurea tropicală carboniferă se prăbușește | 305 Mea | Trecerea de la un climat umed la unul uscat. Legătură cu provinciile magmatice Skagerrak (în) ? |
Decalajul lui Romer | 360-345 Mea | Lacunele reprezintă perioade pentru care paleontologii nu au găsit încă fosile relevante. | |
Devonian | Extincția Devonianului | 375-360 Mea | Trapps din Viuly-Yakutsk |
Silurian | Sfârșitul dispariției siluriene | 416 Mea | |
Lau eveniment | 420 Mea | Modificări ale nivelului mării și ale compoziției lor chimice? | |
Mulde eveniment | 424 Mea | Scăderea nivelului mării? | |
Evenimentul Ireviken | 428 Mea | Asfixierea oceanelor; Parametrii Milanković ? | |
Ordovician | Extincția Ordovicianului-Silurian | 450-440 Mea | Răcirea globală și scăderea nivelului mării; Explozie de raze gamma ? Sechestrarea carbonului prin depunerea profundă a algelor moarte? |
Cambrian | Extincția cambrian-ordoviciană | 485 Mea | Variații mari de răcire globală și nivelul mării |
Extincția Dresbachianului | 502 Mea | ||
Sfârșitul dispariției botomiene | 517 Mea | ||
Precambrian | Sfârșitul dispariției Ediacaranului | 541 Mea | |
Marea oxidare | 2400 Mea | Creșterea nivelului de oxigen în atmosferă datorită dezvoltării fotosintezei |
Au fost propuse trei tipuri principale de cauze pentru a explica extincțiile de masă: 1) biologice (sărăcire genetică, presiune de prădare ), 2) terestre ( vulcanism , variații eustatice , schimbări climatice ) și 3) extraterestre (impact meteorit , creșterea razelor cosmice , ipoteză) nemesis , presupunerea Shiva ). Aceste cauze pot fi combinate, iar noile teorii sunt propuse în mod regulat, dând naștere la numeroase dezbateri.
Teoria vulcanică invocă perioade de vulcanism intens de-a lungul greșelilor continentale care includ erupții suficient de puternice pentru a trimite câteva miliarde de tone de rocă pe orbita joasă și a acidifica atmosfera și mările. Această teorie ar explica periodicitatea extincțiilor masive, precum și coincidența aparentă a unor astfel de evenimente cu vulcanism intens și urme ale impactului meteoritului .
Diferitele glaciații care au avut loc în timpul fanerozoicului au provocat, de asemenea, dispariții mai mult sau mai puțin semnificative în funcție de durata și intensitatea răcirii. Într-adevăr, la nivel continental, scăderea temperaturilor duce la apariția ghețarilor extinși, inlandsis , determinând dispariția ecosistemelor prezente și împiedicând dezvoltarea florei și, prin urmare, prezența unei faune diverse. În plus, viața marină este, de asemenea, puternic afectată de modificările nivelului mării în timpul glaciațiilor. Formarea gheții marine și a zonelor interioare prin sechestrarea unor cantități mari de apă, determină o scădere semnificativă a nivelului mării și modifică curenții oceanici, provocând perturbări severe ale ecosistemelor marine. La fel, la sfârșitul epocii glaciare, creșterea temperaturilor face ca gheața să se topească și, prin urmare, o creștere a nivelului mării, perturbând din nou aceste ecosisteme. Extincția în masă a Ordovician-Silurian ar fi în parte din cauza unei epoci intense de gheață. Alte glaciații care au avut loc în Carbonifer sau în Cuaternar au dus, de asemenea, la dispariția unor specii mai mult sau mai puțin importante.
O altă teorie implică o schimbare a chemoclinei în urma încălzirii globale a planetei, ea însăși indusă de eliberarea semnificativă de dioxid de carbon în timpul unei faze de vulcanism intens. Pe măsură ce chemoclina ajunge la suprafața oceanului , cantități mari de hidrogen sulfurat toxic sunt eliberate în atmosferă . Norii acestui gaz pot ucide plantele și animalele direct (sau indirect prin distrugerea stratului de ozon ). Acest proces ar putea explica disparițiile sfârșitului Permianului și sfârșitul Triasicului . Biomarcatorii găsiți în sedimentele din aceste timpuri atestă faptul că bacteriile care consumă hidrogen sulfurat au proliferat apoi în toate oceanele.
Modificări în albedo , chimia aerului și a apei ( acidifierea ) ar fi putut avea un impact major și combinate asupra stratului de ozon, viteza de ultraviolete și solare și stelare radiatii , capacitatea rezervoarelor de carbon , reglementarea și reziliența ecologică a ecosistemelor. Topirea bruscă a hidraților de metan ar putea provoca, de asemenea, în anumite momente, explozii în încălzirea globală și perturbarea curenților oceanici majori în perioade prea scurte pentru a permite răspunsurile adaptative ale speciilor și ecosistemelor .
Începând cu mijlocul anilor 1980, fizicienii au sugerat o cauză cosmică primară (datorită urmelor de bombardament ciclic asupra Pământului).
În 2008, oamenii de știință de la Universitatea Cardiff au estimat că Calea Lactee ar putea fi responsabilă pentru cele șase extincții majore din trecut. Conform acestei teorii, la fiecare 35 - 40 de milioane de ani, sistemul solar traversează planul galactic, caracterizat printr-o densitate mare de gaz și praf. Pe măsură ce trece prin el, forțele gravitaționale ale gazelor și norilor de praf din jur ar disloca cometele din calea lor. unii ar intra apoi în sistemul solar, uneori ciocnindu-se cu Pământul. (riscul de coliziune ar crește astfel cu un factor de zece). Această ipoteză este de acord, conform autorilor săi, cu observarea craterelor de pe Pământ, ceea ce sugerează un număr mai mare de coliziuni la fiecare 36 de milioane de ani aproximativ.
În 2014 , o altă ipoteză a fost înaintată de doi fizicieni teoretici : un „disc subțire” alcătuit dintr-o formă de materie întunecată ar putea traversa periodic (la fiecare 35 de milioane de ani) Galaxia și induce o ploaie de meteoriți catastrofali. Soarele, în timp ce urmărește mișcarea rotitoare a brațului galaxiei care îl adăpostește, adică în timp ce se rotește în jurul centrului galactic, se va deplasa, de asemenea, sinusoidal în sus și în jos, prin urmare traversând periodic planul care taie galaxia în partea sa superioară și partea inferioară. Acest strat central ar conține o cantitate mai densă de materie întunecată, capabilă să inducă o împingere gravitațională și să perturbe cometele norului Oort . Există un consens că materia întunecată interacționează foarte puțin cu materia, dar autorii sugerează că o mică parte a materiei întunecate s-ar putea comporta foarte diferit. În 2014, autorii au publicat în prealabil o „Teorie disipativă a materiei întunecate” pentru a încerca să explice semnale care evocă materia întunecată în centrul galaxiei, observată de telescopul spațial cu raze gamma Fermi . Modelul lor este cel al unui „disc întunecat” de aproximativ 35 de ani lumină (10 parsec ) grosime), cu o densitate echivalentă cu aproximativ 1 masă solară pe an lumină pătrat sau 10 mase solare pe parsec pătrat., Adică dens suficient pentru a declanșa ploi periodice de comete. Dacă acest „disc negru” există, acesta ar putea fi testat prin observații astronomice (de exemplu, datorită datelor așteptate de la misiunea Gaia a Agenției Spațiale Europene, care este de a mapa câmpul gravitațional al galaxiei). Între timp, această explicație rămâne speculativă.
Graficul de mai sus arată diferitele cicluri de istorie naturală, extincțiile în masă și principalele astrobleme . Extincțiile în masă au fost întotdeauna urmate de explozii radiative . Conform legilor selecției naturale din teoria evoluției , speciile care dispar eliberează nișe ecologice pentru alte specii, care probabil vor evolua. Această dezvoltare se numește speciație . Aceste cicluri, oricât de rapide ar fi, sunt de ordinul a câteva milioane de ani. În cazul unei extincții în masă actuale, specia umană nu va putea observa explozii radiative din cauza acestor durate.