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Publié par Collectif des 12 Singes

La Terre, souvent enterrée, jamais décédée (contrairement à des millions de formes de vie qui l’ont peuplée plus ou moins longtemps depuis -3,8 milliards d'années)

La Terre, souvent enterrée, jamais décédée (contrairement à des millions de formes de vie qui l’ont peuplée plus ou moins longtemps depuis -3,8 milliards d'années)

 

Cet article est repris d’éléments apportés à nos synthèses sur l’évolution du vivant depuis la naissance des mammifères placentaires, informations qui montrent clairement qu’à chaque perturbation majeure l’évolution répond par une nouvelle "famille" animale.

Les données présentées ici seront bien sûr agrémentées de nouvelles chronologies au fur et à mesure de l’avancée de nos synthèses.

 

 

La Pangée (du grec ancien pân « tout » et gaîa « terre », littéralement « toutes les terres ») est un supercontinent rassemblant la quasi-totalité des terres émergées. Au début du Carbonifère (-359 à -299 millions d'années), le Protogondwana, qui a lui-même lentement dérivé vers le Nord, amorce sa collision avec le supercontinent Laurussia (à ne pas confondre avec la Laurasie), créant l'orogénèse hercynienne (ensemble des mécanismes de formation des montagnes) qui soulève les Appalaches et les Maurétanides : c'est l'assemblage de la Pangée, achevé au début du Permien (-290 Ma). Depuis l'Ordovicien il aura fallu plus de 200 millions d’années pour rassembler tous les morceaux de la Pangée.

À la fin du Permien, il y a 252 millions d’années, l'augmentation du volcanisme (notamment l'éruption d'un supervolcan en Sibérie, dont les trapps - plateaux de basaltes - de Sibérie sont la trace) et la soudaine libération d'hydrates de méthane à partir des océans (avec, comme conséquence, une baisse importante de la teneur en dioxygène) ont conduit à une chaleur extrême qui aurait pesé sur la Terre pendant 5 millions d'années. Dans les régions équatoriales, la température avoisinait entre 50°C et 60°C, tandis qu'à la surface des océans équatoriaux elle approchait 40°C. Cela a provoqué la plus grande extinction d'espèces vivantes dans l'histoire de l'évolution de la vie sur Terre, avec la disparition de 95 % des espèces marines et de 70 % des espèces vivant sur les continents.

 

Le Trias est une subdivision de l'ère Mésozoïque comprise entre -252 et -201 millions d'années. Depuis le Carbonifère supérieur et la fermeture sur sa partie Ouest d'un vaste océan Est-Ouest appelé Paléotéthys, la majeure partie des terres émergées est regroupée en un seul supercontinent appelé Pangée. Ainsi, au Trias inférieur (-252 Ma à -235 Ma), la disposition des continents ressemble à une sorte de "Pac-Man" avec la bouche ouverte vers l'Est. La "mâchoire" supérieure est appelée Laurasia, la partie inférieure Gondwana, et la Pangée est entourée d'un vaste océan appelé Panthalassa (« toute la mer »). La Paléotéthys (l'océan qui forme donc l'espace dans la bouche) continue de se refermer à l'Est pendant tout le Trias. Sa fermeture par subduction en direction du Nord crée une succession de petits océans (appelés bassins d'arrière-arc) dont on observe aujourd'hui les sédiments principalement en Europe de l'Est (bassins dit de Hallstatt, Meliata, Maliak et Küre). Au Permien, certaines terres se sont séparées de la marge Nord du Gondwana et ont commencé à dériver vers le Nord. Ce sont des parties de la Turquie, de l'Iran, de l'Afghanistan, du Tibet et de la Chine du Sud, chapelet de grandes îles qui est appelé « continents cimmériens ». Ces morceaux terrestres vont entrer en collision avec la Laurasia au Trias supérieur (-235 Ma à -201 Ma) engendrant l'orogénèse cimmérienne. Le Trias supérieur voit aussi se développer une importante province magmatique qui recouvre aujourd'hui le Maroc et la Nouvelle-Angleterre aux États-Unis. Ce volcanisme est précurseur de l'ouverture de l'Atlantique central qui va suivre.

 

Un climat chaud perdurera pendant toute la période. En effet, la taille importante du supercontinent Pangée devait modérer l'influence de l'océan sur son climat et il devait y avoir de grands déserts ainsi que d'importantes zones de climat continental.

Le Trias inférieur est marqué par une lente et difficile rediversification des espèces après l’extinction massive du Permien. Il est aussi probable que l'environnement encore instable ait provoqué plusieurs petites extinctions qui ont marqué des arrêts dans la rediversification. Le Trias moyen est une époque stable qui observe le retour de systèmes écologiques complets et complexes, notamment les récifs qui étaient absents du Trias inférieur. Le Trias supérieur est marqué par une succession de petites crises touchant à chaque fois différentes communautés (la faune pélagique/marine, la faune benthique du fond des eaux, la flore terrestre, les dinosaures), crises entrecoupant des périodes de stabilité et qui vont amener à la grande crise de la limite Trias/Jurassique. Trois types d'organismes marquent donc le Trias : des survivants de la limite Permien/Trias (P/T), des groupes qui vont exploser mais qui auront une durée de vie limitée et de nouveaux groupes qui domineront tout le Mésozoïque (de -252 Ma à -66 Ma).

 

 

Il y a eu trois grandes phases dans l'éclatement de la Pangée. La première phase a débuté à la fin du Trias (-201 Ma) lorsque la Pangée a commencé à se fracturer, approximativement là où elle s'était assemblé, par un rift séparant l'Amérique du Nord et l'Afrique. Ce rift devait être semblable à l'actuel rift de la vallée du Jourdain et de la Mer Morte, car situé aux mêmes latitudes tropicales désertiques. Ainsi, l'éloignement des terres de la Pangée centrale (Amérique du Nord, Amérique du Sud et Afrique) par rapport à la mer a conduit à une forte baisse des précipitations dans ces régions et, donc, l'expansion de gigantesques déserts.

 

L'extinction du Jurassique ou extinction T-J est une extinction massive qui s'est produite à la fin du Trias, il y a environ 201 millions d’années à peu près au moment où la Pangée s'est fracturée. Près de 20 % des espèces marines, les Crurotarsi les plus importants, une grande partie des Therapsida (anciennement appelés reptiles mammaliens, ils forment avec les "pélycosaures" et les mammifères la classe des synapsides. Ils font partie des premiers amniotes apparus au début du Permien et qui concurrencèrent les dinosaures jusqu’au Trias. Peu après leur apparition, ils évoluèrent en différentes lignées de carnivores et d'herbivores, une lignée ayant donné lieu à la différenciation des mammifères) et les gros amphibiens ont disparu. La diversité biologique a été diminuée de moitié. Cette extinction peut être due à la conjugaison d’une éruption volcanique (ouverture de la province magmatique centre atlantique) qui aurait entraîné un réchauffement climatique global graduel avec fluctuations du niveau de la mer. Cette extinction a permis l'explosion radiative des dinosaures en libérant des niches écologiques.

La partie Gondwana de l’ancienne Pangée a également commencé à se fracturer au début du Jurassique (environ -184 Ma), accompagné par des éruptions massives de lave basaltique, quand l'Est du Gondwana (comprenant l'Antarctique, Madagascar, l'Inde et l'Australie) a commencé à se séparer de l'Afrique. Le rifting qui a eu lieu entre l'Amérique du Nord et l'Afrique a produit de multiples rifts avortés, sauf une faille qui a donné lieu à un nouvel océan, l'océan Atlantique Nord. Ce rift a ouvert au début du Jurassique moyen (environ -175 Ma) l'océan Téthys et séparé la partie Nord de la partie Sud de la Pangée pour former deux nouveaux supercontinents : le Gondwana et la Laurasia.

Le Gondwana se morcelle ensuite durant le Jurassique supérieur, il y a 160 millions d'années, lorsqu'un rift sépare l'Afrique de l'Inde.

 

Les conditions climatiques arides du Trias déclinent régulièrement durant le Jurassique, plus spécialement aux latitudes élevées. Le climat chaud et humide permet le développement de jungles luxuriantes qui couvrent une grande partie des terres.

 

La deuxième étape majeure dans l'éclatement de la Pangée a commencé dans le Crétacé inférieur (150-140 Ma), lorsque le supercontinent du Gondwana mineur s’est séparé en plusieurs continents (Afrique, Amérique du Sud, Inde, Antarctique et Australie). À la même époque, le continent Atlantica (l’Amérique du Sud et l'Afrique d'aujourd'hui) s’est finalement séparé de l'Est du Gondwana (l’Antarctique, l'Inde et l'Australie), provoquant l'ouverture d'un "Océan Indien du Sud".

La tendance au refroidissement amorcée à la fin du Jurassique se poursuit. Les pôles ont peut-être connu à cette époque des glaciers permanents, ainsi que quelques montagnes élevées aux latitudes moyennes. Cette tendance est due à l’activité volcanique intense qui produit de larges quantités de dioxyde de carbone. Ce refroidissement n’est pas typique du Crétacé : à la fin du Berriasien (-145 Ma à -140 Ma) les températures remontent puis restent relativement stables pendant le reste de cette période. Le gradient de température équateur-pôle est bien moins élevé que de nos jours ; les vents sont donc plus faibles, et en conséquence les remontées d’eau des océans sont moins accentuées et les océans plus stagnants. Ces océans sont donc moins oxygénés. La température de surface et en profondeur des océans est nettement plus élevée que de nos jours.

À partir d'environ -130 Ma, l’Amérique du Sud a commencé à dériver lentement vers l'Ouest à partir de l'Afrique alors que l'Atlantique Sud s’ouvrait, résultant en des conditions maritimes ouvertes vers -110 Ma. L’Atlantique Sud ne s’est complètement ouvert qu’au Crétacé, lorsque la Laurasie a commencé à tourner dans le sens horaire et s’est déplacée vers le Nord de l'Amérique du Nord, et l'Eurasie au Sud. Le mouvement horaire de la Laurasie avait conduit à la fermeture de la Téthys. Du point de vue climatique, l'existence de plusieurs masses continentales favorise les courants océaniques tout comme les interactions entre le milieu marin et continental, apportant précipitations et adoucissant le climat global, multipliant ainsi les chances de voir apparaître de nouvelles espèces. L'ouverture de cet océan Atlantique connecte les océans tropicaux d’Ouest en Est et a ainsi ramené l'humidité dans les régions arides. Le climat global est donc chaud, avec des régions polaires dépourvues de glace permanente. Toutefois, il existait des glaciers qui ont pu atteindre, sur de courtes périodes, jusqu'à 60 % du volume actuel de l’Antarctique (le niveau de la mer chutant de 25 à 40 mètres, alors que la température de l’océan dans les zones tropicales avoisinait 37°C contre les 28°C actuels pour la zone Ouest tropicale de l'Atlantique).

 

Des fossiles de plantes adaptées à la chaleur ont été trouvés dans des régions aux latitudes élevées telles que l’Alaska ou le Groenland.

 

Durant cette période du Crétacé, l'Europe et l'Amérique du Nord formaient un seul continent euro-nord-américain, la Laurasie, séparé de l'Asie, de l'Afrique et de l'Amérique du Sud.

De -70 à -60 Ma, la Laurasie était recouverte de forêts, habitat peu lumineux, propice aux supraprimates qui y développèrent leur caractère de "visuels", à l'abri de compétiteurs dangereux. Ce supercontinent se divise à son tour en Eurasie et Amérique du Nord il y a environ 65 millions d'années, avec l'ouverture de l'Atlantique Nord.

 

 

La crise biologique qui est associée à l’extinction du Crétacé, il y a 65 millions d'années, pourrait être due au recoupement des effets d'un impact météoritique (caractérisé par un pic d'iridium dans les sédiments) et d'une activité volcanique intense (mise en place des trapps du Deccan indien). On peut ajouter à cela une régression du niveau marin (intense activité de la dorsale médio-atlantique due à l'ouverture de l'océan) associée à un refroidissement global. Les grands reptiles (dinosaures, ptérosauriens), les ammonites, bélemnites, foraminifères planctoniques et rudistes disparaissent de la surface de la Terre ; d'autres ordres se maintiennent, mais les populations diminuent. Malgré cette apparente hécatombe, des représentants des quatre ordres de reptiles (tortues, crocodiles, lézards et serpents) se maintiennent et évoluent. Les victimes de l'extinction sont les espèces de grande taille ayant évolué jusqu'à une spécialisation extrême, qui les vouait à une prochaine disparition. D'ailleurs plusieurs groupes se sont sans doute éteints quelques millions d'années avant la fin du Maastrichtien.

 

 

Le passage du Paléocène à l'Éocène, il y a 56 millions années, a été marqué par la plus rapide et importante perturbation climatique du Cénozoïque (ère ayant débuté il y a 66 millions d'années, après l'extinction du Crétacé). Un événement soudain a provoqué le réchauffement de la planète, conduisant au maximum thermique du Paléocène-Éocène (Paleocene-Eocene Thermal Maximum, ou PETM), associé à des changements dans les circulations océanique et atmosphérique, à l'extinction de nombreux foraminifères benthiques (protozoaires - « premier animaux », unicellulaires -apparus au Cambrien inférieur - -540 Ma - vivant sur et dans le sédiment), et à l'important renouvellement de la faune de mammifères terrestres qui coïncida avec l'émergence de bon nombre des principaux ordres de mammifères actuels.

L'événement a vu les températures mondiales augmenter d'environ 6°C sur seulement 20 000 ans, avec une hausse correspondante du niveau des mers en même temps que l'ensemble des océans se réchauffaient. Les concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) ont augmenté, entraînant une élévation de la lysocline (profondeur dans l'océan à partir de laquelle la solubilité du calcaire augmente fortement : équivalent de la limite de la neige en montagne). L'anoxie (diminution de l'oxygène dissous ou présent et biodisponible dans le milieu) de certaines eaux profondes peut avoir joué un rôle dans les extinctions marines. L'événement est lié à une diminution de l'isotope δ13C, qui se déroula sur deux périodes courtes (environ 1 000 ans). Celle-ci est sans doute la conséquence du dégazage des clathrates (dépôts de « glace de méthane »), qui a accentué une tendance préexistante au réchauffement. La libération de ces hydrates de méthane (composés d'origine organique naturellement présent dans les fonds marins, sur certains talus continentaux, ainsi que dans le pergélisol des régions polaires ; le dégel massif des hydrates de méthane océaniques a eu une importance considérable dans la gravité de l'extinction permienne qui vit disparaître 95 % des espèces marines et 70 % des espèces continentales, il y a 250 millions d'années), et, finalement, le PETM lui-même, peuvent avoir été déclenchés par une série de causes. La mise en place d'un grand groupe de cheminées de kimberlite vers -56 Ma dans la région du Lac de Gras (Nord du Canada), a pu fournir le carbone qui a déclenché le réchauffement : le transfert de l'eau de mer chaude de surface à des profondeurs intermédiaires aurait conduit à la dissociation thermique des hydrates de méthane des fonds marins qui auraient alors fourni le carbone isotopiquement appauvri nécessaire.

Le maximum thermique du passage Paléocène-Éocène dura environ 20 000 ans, et se surimposa au sein d'une période de 6 millions d'années de réchauffement graduel qui culmina plus tard dans l'optimum climatique de l'Éocène. Lors de ces évènements – dont le PETM était de loin le plus sévère – de 1 500 à 2 000 gigatonnes de carbone furent relâchées dans le système océan/atmosphère en 1000 ans. Ce taux de carbone additionnel équivaut à celui du relâchement actuel de carbone dans l'atmosphère du fait des activités humaines. Déjà chaude, la Terre se réchauffa en moyenne d'encore 5°C, puis mit plus de 100 000 ans pour absorber l'excès de carbone et se refroidir.

 

 

Au début de l’Éocène, les températures élevées et les océans chauds créent un environnement humide et doux, avec des forêts s’étendant d’un pôle à l’autre, dominantes sur les terres hormis dans quelques déserts arides. On trouve ainsi des fossiles subtropicaux, voire tropicaux, datant de l’Éocène au Groenland, en Alaska, en Europe (des fossiles de palmiers sont découverts en Alaska et en Europe du Nord). Bien que l’Atlantique Nord continue de s’ouvrir, une connexion entre l’Europe et l’Amérique du Nord existe encore, leur faune restant très similaire. Il est vraisemblable que l’intense réchauffement climatique global ait été un moteur important de la dispersion des premiers mammifères modernes, au moins entre l’Europe et l’Amérique du Nord.

 

Il y a environ 34 millions d'années, les conditions climatiques se sont rafraîchies et les forêts dans lesquelles vivaient les haplorrhiniens et les singes/simiiformes ont commencé à se raréfier et à laisser place à des savanes. On vient cependant de découvrir en Espagne les restes d'un minuscule primate apparenté aux Omomyidae qui auraient survécu pendant environ 2 millions d'années à l'extinction de leurs cousins, reflétant (comme après la disparition des dinosaures) les meilleures chances de survie des petits mammifères ! Tous les singes actuels sont donc issus d'autres groupes de primates fossiles.

Ainsi, si les prémices des placentaires sont apparus il y a 65 millions d'années suite à l’impact de la météorite qui a éradiqué les dinosaures, une deuxième salve de diversification a eu lieu il y a environ 34 millions d'années, époque à laquelle les micro-ordres des catarhiniens et des platyrhiniens se sont séparés. Cette constatation confirme la théorie "mèche-courte" de l'évolution des mammifères et de leur diversification, à savoir une origine explosive suivie d'un long décalage de temps avant que les diverses formes évoluent dans des niches distinctes.

 

 

La limite Éocène-Oligocène, il y a environ 34 millions d’années, est marquée sur les terres émergées par un remaniement faunique très important, qui lui a valu le nom de « Grande Coupure ». Aujourd'hui, on constate qu'il s'agit, pour les faunes mammaliennes en particulier, d'un bouleversement global : extinction à grande échelle de nombreuses espèces végétales et animales (bien que moindre en comparaison avec les principales extinctions de masse), la plupart des organismes concernés ayant été les animaux aquatiques.

La fin de l’Éocène est marqué par une extinction massive qui est liée à la chute de plusieurs météorites. Le cratère Popigaï est un cratère d'impact situé en Sibérie centrale. Avec un diamètre d'une centaine de kilomètres, il est le 4è plus grand cratère d'impact terrestre. Il résulte de la chute d'une grande météorite à l'Éocène supérieur (Priabonien), il y a 35,7 millions d'années, dont les débris se sont peut-être répandus jusque sur l'Europe. Le corps céleste à l'origine du cratère a été identifié comme un astéroïde, soit de 8 km de diamètre composé de chondrite, soit de 5 km de diamètre composé de roches. Les ondes de choc de l'impact ont transformé instantanément le graphite du sol en diamants dans un rayon de 13,6 km autour du point d'impact (il s’agit de diamants industriels - de toute petite taille - deux fois plus durs que les diamants habituels ; ces gisements pourraient s'avérer dix fois plus importants que la totalité des réserves mondiales). S’il existe une faible probabilité pour que le cratère d'impact Popigaï se soit formé en même temps que les cratères à 320 kilomètres au Sud-Ouest de la baie de Chesapeake (Virginie, côte Est des États-Unis : chute d’une météorite de 2 à 5 km de diamètre dont le cratère d'impact mesure 85 km de diamètre) et de Toms Canyon (site où un ou plusieurs météores ont frappé le plateau continental de l'Atlantique, à environ 160 kilomètres d’Atlantic City, New Jersey), qui remontent eux aussi à 35 millions d'années environ, cette succession d’impacts a certainement favorisé l’extinction massive constatée à cette époque.

La fin de l'Éocène est étroitement liée à la glaciation Oi-1 qui marque le début de la calotte glaciaire de l'Antarctique (première glaciation polaire et baisse importante du niveau des mers : au début de cette période l’Australie et l’Antarctique restaient connectés et les eaux chaudes des tropiques se mélangeaient à celle de l’Antarctique ; quand ces deux continents se séparent, il y a environ 44 millions d’années, les courants équatoriaux chauds sont défléchis et le transport de chaleur entre le pôle Sud et l’équateur diminue, l’Antarctique se refroidit et commence à se couvrir de glace).

La principale théorie scientifique actuelle pour expliquer le refroidissement globale est la diminution du dioxyde de carbone atmosphérique qui a décliné lentement du milieu à la fin de l'Éocène et a peut-être atteint son minimum il y a environ 34 millions d'années. La Grande Coupure est caractérisée par le tournant dramatique qui a affecté toute la faune des mammifères européens, un tournant comparable de la faune asiatique a depuis été appelé le « Remodelage Mongole » : la faune marine et terrestre est devenue plus moderne, en raison de l’extinction de formes plus anciennes plutôt que de l’apparition de nouvelles formes. 350 millénaires plus tard, on note le premier enregistrement en Europe de taxons d'immigrants asiatiques post-Grande Coupure.

 

La dérive des continents continue à les rapprocher de leurs positions actuelles. La plaque africaine a continué sa poussée vers le Nord isolant les restes de l’océan Téthys et formant la Méditerranée, les Alpes étant également le résultat de cette collision. En Amérique du Nord les montagnes présentes dans l’Ouest continuent leur formation. L’Amérique du Sud est apparemment isolée des autres continents et héberge une faune distincte durant cette époque.

Le début de l’Oligocène est marqué par un refroidissement général, une aridité croissante et le développement des habitats ouverts se rapprochant du type savane aux dépens des milieux forestiers. De nombreuses forêts tropicales et intertropicales ont été remplacées par des forêts tempérées d’arbres à feuilles caduques. Les graminées s’étendent depuis les berges des rivières et des lacs mais sans encore former des savanes, les légumineuses, joncs et fougères ont continué à se diversifier. Les plaines ouvertes et les déserts deviennent plus fréquents. Ces modifications de l’environnement affectent directement les faunes, particulièrement dans l’hémisphère Nord.

 

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