Anticosti révèle le secret de la première extinction massive

Les extraordinaires bancs fossilifères de l’île d’Anticosti ont permis d’élucider ce qui aurait provoqué la première extinction de masse survenue sur Terre, il y a 445 millions d’années. Les chercheurs croient que cette découverte fondamentale viendra étoffer le dossier de candidature d’Anticosti pour son accession à la Liste du patrimoine mondial de l’UNESCO.

« Anticosti est le meilleur laboratoire naturel du monde pour l’étude des fossiles et des couches sédimentaires de la période géologique allant de la fin de l’Ordovicien au début du Silurien, soit de 447 à 437 millions d’années, durant laquelle a eu lieu la première extinction de masse de la vie sur Terre », souligne le géologue, stratigraphe et paléontologue André Desrochers de l’Université d’Ottawa. Ce dernier est coauteur d’un article paru dans Nature Geoscience qui relate les résultats d’une étude cherchant à mettre en lumière la cause de cette première extinction.

Rappelons qu’au moment de cette extinction, la vie était surtout concentrée dans les mers peu profondes près des continents. Et Anticosti était alors une mer tropicale peu profonde, située un peu au sud de l’équateur. « Si on avait fait de la plongée en apnée dans une mer de l’Ordovicien, on aurait vu des groupes familiers comme des palourdes, des escargots, des éponges, des coraux, mais aussi de nombreux autres groupes dont la diversité est aujourd’hui très réduite, et même des groupes qui sont complètement éteints, comme les trilobites, les brachiopodes et les crinoïdes : donc beaucoup d’invertébrés, mais pas tout à fait les mêmes qu’aujourd’hui, et peu de vertébrés comme tels, donc très peu de poissons. Et sur les terres émergées, que des plantes très primitives », décrit M. Desrochers.

Cette extinction massive de la fin de l’Ordovicien — la première des cinq extinctions de masse qu’a connues la vie sur Terre — entraîna la disparition d’environ 85 % des espèces en l’espace de plusieurs centaines de milliers d’années, voire d’un million d’années. « Cette extinction fut plus longue que celle qui a provoqué la disparition soudaine des dinosaures à la fin du Crétacé, il y a 65,5 millions d’années, mais d’un point de vue géologique, elle est assez rapide », commente le géologue.

La piste du refroidissement

 

Selon une hypothèse avancée, ce serait une diminution de la concentration en oxygène dans l’eau de mer qui aurait engendré l’extinction survenue à la fin de l’Ordovicien. Une équipe multidisciplinaire de chercheurs français, américains, canadiens et chinois, parmi lesquels figure André Desrochers, s’est donc appliquée à vérifier cette hypothèse dans les roches sédimentaires qui affleurent sur l’île d’Anticosti.

Comme il était impossible de mesurer directement les quantités d’oxygène qui étaient présentes dans l’eau de mer à partir des roches d’aujourd’hui, on a fait appel à un indicateur géochimique indirect, appelé proxie, qui est le rapport entre la concentration d’iode et celle de calcium.  « Ce rapport qui est mesuré dans les roches calcaires varie en fonction de la quantité d’oxygène qui était présente dans l’eau de mer », précise le géologue.

À partir des données recueillies dans les roches, les chercheurs se sont aperçus que les mers peu profondes étaient bien oxygénées immédiatement avant l’extinction massive, et qu’elles le sont restées pendant et après celle-ci. « Ce fut une surprise pour nous, parce que selon l’interprétation traditionnelle, l’anoxie [c’est-à-dire la diminution d’oxygène] était la cause de la dégradation des écosystèmes », relate le chercheur.

L’étude a également révélé que tandis que les mers peu profondes étaient demeurées bien oxygénées pendant toute cette période, l’anoxie s’était quant à elle grandement accrue dans les parties profondes des océans.

Alexandre Pohl, un expert de la modélisation climatique dans les temps géologiques anciens, qui est le premier auteur de l’article, a ensuite procédé à une modélisation avec les données géochimiques obtenues, en y ajoutant des informations sur la paléogéographie des continents et des océans d’il y a 445 millions d’années et les caractéristiques du climat de l’époque qui traversait une intense période glaciaire.

« Cette modélisation est venue corroborer nos hypothèses élaborées à partir des proxies géochimiques. Donc, oui, à la fin de l’Ordovicien, on a vu se mettre en place un océan stratifié, dont la partie supérieure où vivaient la plupart des organismes était toujours oxygénée, alors que la partie inférieure était devenue anoxique. Et comme la vie était concentrée dans les parties peu profondes, l’anoxie n’a donc pas joué le rôle qu’on pensait dans l’extinction », résume M. Desrochers.

Les chercheurs pensent plutôt que c’est un grand refroidissement des parties peu profondes qui aurait entraîné l’effondrement de la biodiversité, car on sait qu’il y a eu de grandes glaciations à cette époque.

La modélisation a justement montré que le refroidissement du climat aurait probablement modifié la circulation océanique, qu’il aurait vraisemblablement interrompu le flux des eaux froides et riches en oxygène des mers peu profondes vers l’océan plus profond, d’où l’apparition de cette stratification des océans.

Pour s’assurer que le signal géochimique qu’ils avaient mesuré à Anticosti était le même à l’échelle de la planète, les chercheurs ont également mesuré les mêmes rapports géochimiques au Nevada. Ces derniers se sont avérés similaires à ceux d’Anticosti, alors que le Nevada était pourtant situé à plus de 1000 kilomètres d’Anticosti à cette époque et qu’il ne baignait pas dans le même océan. « Cela confirme donc que le signal est bien global et non pas simplement local », conclut le chercheur.

« Il y a peut-être d’autres facteurs qui se combinent à ce refroidissement global, mais ce sont les études des prochaines années qui nous permettront de les connaître », affirme le géologue tout en faisant valoir que le fait de comprendre les conditions environnementales qui ont mené à de telles extinctions de masse pourrait nous aider à prévoir et à prévenir qu’un événement similaire se produise à nouveau.

Candidature à l’UNESCO

Chose certaine, c’est sûrement à Anticosti que les chercheurs trouveront la réponse à ces énigmes. Étant donné l’immense valeur stratigraphique et paléontologique des roches sédimentaires de l’île, qui « renferment 10 millions d’années de l’histoire de la vie sur Terre », les chercheurs souhaitent vivement que ce site figure sur la Liste du patrimoine mondial afin qu’il soit protégé à perpétuité et que l’UNESCO accorde un financement pour que quelques professionnels assurent la protection, la conservation et l’interprétation du site.

La municipalité d’Anticosti et ses nombreux partenaires (parmi lesquels des ministères québécois et des représentants de la nation innue) doivent soumettre un dossier de candidature d’ici la fin de l’année à l’UNESCO dans l’espoir que 550 kilomètres de littoral et les affleurements des rivières Jupiter et Vauréal soient inscrits sur la Liste du patrimoine mondial.

« Anticosti est sans contredit le meilleur endroit au monde pour l’étude de la première extinction massive qu’a connue la vie sur Terre. Parmi la quarantaine de sites du même âge, il est le plus riche, le plus complet, le mieux conservé et où les strates sont très bien exposées », note M. Desrochers. Il relève que plus de 1450 espèces ont été décrites dans ses roches, alors qu’à peine une centaine ont été répertoriées sur le site le plus intéressant après Anticosti.

Les paléontologues renommés le reconnaissent sans équivoque : les sites fossilifères d’Anticosti « se démarquent des autres par leur abondance, leur niveau de préservation et la grande diversité des spécimens de fossiles qu’on y retrouve », poursuit le professeur. « La valeur paléontologique exceptionnelle de l’île est reconnue depuis plus d’un siècle, et elle continue aujourd’hui d’attirer des chercheurs du monde entier. L’étude que nous venons de publier renforcera sûrement le dossier de candidature », fait valoir M. Desrochers.

Des experts sont censés venir l’été prochain à Anticosti pour faire une évaluation sur le terrain, affirme celui qui, avec sa longue expérience de 30 ans de recherche à Anticosti, guidera ces évaluateurs vers les affleurements les plus représentatifs de l’île.