À la fin des années 1970, l'exploration de certaines couches géologiques a révélé une couche d'argile de quelques centimètres d'épaisseur entre les strates du Crétacé et du Tertiaire. On parle d'elle sous le nom de limite Crétacé-Tertiaire, de limite CT ou de limite K-T. Cette limite géologique, bien visible en certains points du globe, présente un taux anormal d'iridium (30 fois et 130 fois plus élevé que la normale dans les deux sections étudiées à l'origine). L'iridium est extrêmement rare dans la croûte terrestre parce que c'est un élément sidérophile, ce qui signifie qu'il a migré avec le fer pendant la différentiation planétaire et se trouve donc principalement dans le noyau. Cet élément est donc rare sur Terre mais abondant dans certaines météorites. En 1980, un groupe de scientifiques composé du prix Nobel de physique Luis Alvarez, de son fils le géologue Walter Alvarez (en), et des chimistes Frank Asaro et Helen Michel a alors émis l'hypothèse de la chute d'une météorite à cette période[70],[71]. L'hypothèse d'un impact cosmique avait été publié auparavant, mais l'hypothèse ne s'appuyait pas sur des découvertes concrètes[72].
La conséquence d'un tel impact aurait été un nuage de poussière qui aurait bloqué la lumière du Soleil pour une année ou moins, et une augmentation des aérosols soufrés dans la stratosphère, menant à une réduction de 10-20% du rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre empêchant ainsi la photosynthèse. Cela aurait pris au moins dix ans pour que ces aérosols se dissipent, expliquant donc l'extinction des plantes, du phytoplancton, et des organismes dépendant de ces derniers (comprenant les prédateurs aussi bien que les herbivores). Les petites créatures ayant un régime alimentaire à base de détritus ont eu de meilleures chances de survie[58],[67]. Les conséquences de la ré-entrée des éjecta dans l'atmosphère terrestre aurait causé une brève (quelques heures) mais intense augmentation du rayonnement infrarouge, tuant les organismes y étant exposés[38]. Des tempêtes de feu globales ont pu résulter de l'augmentation de chaleur et de la chute sur Terre de fragments incendiaires provenant de l'explosion. Les niveaux élevés d'oxygène pendant le crétacé supérieur auraient maintenu une combustion intense. Le niveau de l'oxygène atmosphérique est descendu au début de la période tertiaire. Si des feux de grande ampleur se sont produits, ils ont augmenté la teneur en CO2 de l'atmosphère et ont causé un effet de serre temporaire une fois que le nuage de poussière s'était résorbé, et ceci aurait exterminé les organismes les plus vulnérables qui avaient survécu à la période juste après l'impact[73]
L'impact a pu également avoir produit des pluies acides, selon quel type de roche sur lequel l'astéroïde a frappé. Cependant, la recherche récente suggère que cet effet aurait été relativement mineur, ne durant qu'approximativement 12 ans[67]. L'acidité était neutralisée par l'environnement, et la survie des animaux vulnérables aux effets des pluies acides (comme les grenouilles) indiquent que cet effet n'a pas contribué de façon importante à l'extinction. Les théories d'un impact cosmique peuvent seulement expliquer des extinctions très rapides, puisque les nuages de poussière et les aérosols sulfurés potentiels seraient éliminés de l'atmosphère dans un temps assez court (moins de dix ans)[74]. Des recherches ultérieures ont identifié le cratère de Chicxulub enterré sous Chicxulub sur la côte du Yucatán, au Mexique comme cratère d'impact qui était concordant avec la datation de l'hypothèse d'Alvarez. Identifié en 1990 à la suite du travail de Glen Penfield effectué en 1978, ce cratère est ovale, avec un diamètre moyen d'environ 180 kilomètres (112 mi), soit une taille proche de celle calculée par l'équipe d'Alvarez[75]. La forme et la localisation du cratère indiquent d'autres causes de dévastation en plus du nuage de poussière. L'astéroïde a atterri dans l'océan ce qui aurait causé des tsunamis, dont les traces ont été trouvées dans plusieurs endroits dans les Caraïbes et à l'est des États-Unis – du sable marin en des endroits qui n'étaient alors pas côtiers, et des débris de végétation et des roches terrestres dans des sédiments marins datant de la période de l'impact. L'astéroïde a atterri dans un lit de gypse (sulfate de calcium), ce qui aurait produit un dégagement d'anhydride sulfureux sous forme d'aérosols. Cela aurait réduit encore plus l'intensité lumineuse du Soleil à la surface de la Terre puis aurait provoqué des pluies acides, tuant la végétation, le plancton et les organismes qui possèdent des coquilles de carbonate de calcium (les coccolithophoridés et les mollusques). En février 2008, une équipe de chercheurs a utilisé des images séismiques du cratère pour déterminer que le projectile a atteint l'eau plus profondément que ce que l'on avait supposé précédemment. Ceci aurait eu comme conséquence que les aérosols dans l'atmosphère auraient été plus riches en sulfates, augmentant la mortalité de l'impact par des changements de climat et des pluies acides[76]. La plupart des paléontologistes s'accordent maintenant pour dire qu'un astéroïde a frappé la terre il y a 65 mA, mais il n'y a pas de consensus sur le fait que l'impact soit ou non la cause unique des extinctions[24],[77]. On a montré qu'il y a un intervalle d'environ de 300 000 entre l'impact et l'extinction de masse[78]. En 1997, le paléontologue Sankar Chatterjee a attiré l'attention sur le cratère de Shiva (en) qui est beaucoup plus grand (600 kilomètres (372,8227152 mi)) et a émis l'hypothèse d'un scénario d'impacts multiples. En 2007, des chercheurs ont émis l'hypothèse que le projectile qui a tué les dinosaures il y a 65 mA appartenait à la famille d'astéroïdes de Baptistina[79]. Le lien entre les deux événements avait été mis en doute, en partie parce qu'on possède très peu d'observations de l'astéroïde ou de la famille[80]. En effet, on a récemment découvert que 298 Baptistina ne partagent pas la même signature chimique que la source de l'impact du K-T[81]. Bien que ceci rende le lien entre le famille de Baptistina et le projectile de K-T plus difficile à justifier, il n'en exclut pas la possibilité[81]. Des couches de lave gigantesques ont été retrouvées dans la région des Trapps du Deccan : il peut y avoir jusqu'à 2 400 mètres d'épaisseur de basalte, et la surface actuellement couverte dépasse les 500 000 km2 (à partir d'une surface originelle sans doute supérieure à 1 500 000 km2). Avant l'an 2000, l'argument qu'il y avait un lien avec l'extinction n'était évoqué que dans l'hypothèse d'une extinction progressive, car on pensait l'intense activité volcanique avait commencé autour de 68 mA et avait duré plus de 2 millions d'années. Plus récemment, on a déterminé que les énormes éruptions volcaniques se produisirent sur une période de 800 000 ans comprenant la limite K-T, et pourraient donc être responsables de l'extinction et du rétablissement biotique ralenti qui a suivi[82]. Les Trapps du Deccan pourraient avoir causé l'extinction par plusieurs mécanismes, y compris le dégagement de poussières, de cendres et d'aérosols soufrés dans l'air qui pourraient avoir bloqué la lumière du Soleil et réduit ainsi la photosynthèse pour les plantes. En outre, le volcanisme des Trapps du Deccan pourrait avoir eu comme conséquence des émissions de gaz carbonique qui auraient augmenté l'effet de serre déjà produit par les poussières et les aérosols présents dans l'atmosphère[83]. Dans les années où l'hypothèse des Trapps de Deccan était liée à une extinction progressive, Luis Alvarez (qui est mort en 1988) a répondu que les paléontologues se trompaient car les gisements fossiles ne constituent qu'un échantillon biaisé. Bien que cette affirmation n'ait au départ pas bien été reçue, les études intensives sur le terrain des gisements fossiles effectuées par la suite ont donné le poids à ses arguments. Ultérieurement, la plupart des paléontologues ont commencé à accepter l'idée que les extinctions de masse à la fin du crétacé aient été en grande partie ou au moins partiellement dues à un impact cosmique sur la terre. Cependant, même Walter Alvarez a reconnu que d'autres changements importants sur Terre avaient eu lieu avant l'impact, tel qu'une baisse du niveau de la mer et les éruptions volcaniques massives qui ont produit les Trapps du Deccan en Inde, et ceux-ci avaient pu avoir contribué aux extinctions[84]. Impacts cosmiques multiples Plusieurs autres cratères semblent s'être également formés au moment de la limite K-T. Ceci suggère la possibilité d'impacts multiples presque simultanés, peut-être provenant des fragments d'un objet cosmique, semblable à la collision de Comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter. En plus du cratère de Chicxulub (180 kilomètres (112 mi)), il y a le cratère de Boltysh en Ukraine (datation : (65.17 ± 0.64 MA) 24 kilomètres (15 mi)), le cratère de Silverpit (20 kilomètres (12 mi)), un cratère d'impact suspecté dans la Mer du Nord (datation : (60-65 MA)), et le cratère de Shiva (en) et ses 600 kilomètres (373 mi) controversés. Les autres cratères qui pourraient s'être formés dans l'océan Tethys et avoir été effacés par des événements tectoniques comme la dérive de l'Afrique et de l'Inde vers le nord.[85],[86],[87] Une régression sévère aurait considérablement réduit le plateau continental, qui est le secteur le plus riche en espèces marines, et pourrait donc avoir suffi pour causer une extinction de masse marine. Cependant les recherches concluent que ce changement aurait été insuffisant pour causer le niveau d'extinction observé chez les ammonites. La régression aurait également causé des changements climatiques, en partie en perturbant des vents et des courants océaniques et en partie en réduisant l'albedo de la Terre entrainant donc des températures globales croissantes[68].
La régression marine a également eu comme conséquence la perte des mers épicontinentales, telles que la voie maritime intérieure de l'Ouest de l'Amérique du Nord. La perte de ces mers a considérablement changé des habitats, détruisant la plaine côtière (en) qui avait accueilli dix millions d'années plus tôt les communautés diverses qu'on trouve dans les roches du Dinosaur Park Formation. Une autre conséquence était une expansion des environnements d'eau douce, puisque l'écoulement continental avait de plus longues distances à parcourir avant d'atteindre les océans. Tandis que ce changement était favorable aux vertébrés d'eau douce, ceux qui préfèrent les environnements maritimes, tels que les requins, ont souffert[56]. Autres théories [modifier] Ces théories (anciennes) sont aujourd'hui très minoritaires dans le monde scientifique, car : Autres extinctions de masse Article détaillé : Extinction massive. L'extinction de masse de la fin du Crétacé n'est pas la seule enregistrée. Les scientifiques estiment en avoir repéré au moins cinq autres comme celle du Dévonien où 50% des espèces disparurent et celle qui marque la fin du Permien où plus de 90% des espèces animales disparurent.
Trapps du Deccan
Article principal : Trapps du Deccan.
Régression marine
Des indications claires montrent que le niveau des mers s'est abaissé à la fin du crétacé plus qu'à n'importe quelle autre moment de l'ère mésozoïque. Dans certains étages stratigraphiques du Maastrichtien de diverses régions du monde, les plus récents sont terrestres ; on trouve ensuite des rivages et les étages les plus anciens correspondent à la mer. Ces couches ne montrent pas l'inclinaison et la déformation liées à la construction de montagne, donc, l'explication la plus probable est une "régression", c'est-à-dire, une baisse du niveau de la mer. On n'a pas de preuve directe de la cause de cette régression, mais l'explication qui est actuellement acceptée comme la plus probable est que les rides médio-océanique sont devenues moins actives et sont donc descendues sous leur propre poids[7],[88].
Causes multiples
Dans une revue, J. David Archibald et David E. Fastovsky ont proposé un scénario combinant les trois causes : volcanisme, régression marine, et impact cosmique. Dans ce scénario, les communautés terrestres et marines auraient été perturbées par les changements de leurs écosystèmes et par des pertes d'habitat. Les dinosaures, comme les plus grands vertébrés, auraient été les premiers à affectés par les changements environnementaux, et leur diversité aurait diminué. En même temps, les particules causées par le volcanisme auraient refroidi et asséché certains secteurs du globe. Puis, un impact cosmique se serait produit, causant l'effondrement des chaînes alimentaires fondées sur la photosynthèse, à la fois dans les chaînes alimentaires terrestres déjà soumises à perturbations et dans les chaînes alimentaires marines. La différence principale entre cette théorie et les théories mettant en avant une cause unique est que ses partisans pensent que les causes simples qui sont avancées soit n'avaient pas la force nécessaire pour causer les extinctions, soit n'étaient pas susceptibles de produire le profil taxonomique des extinctions[56]. La difficulté à trancher de façon définitive vient de l'impossibilité actuelle de définir un biotope sur
quelques milliers ou même millions d'années de façon très précise. Seule cette précision permettrait de dire si les groupes d'espèces ont disparu en quelques jours (ce qui confirmerait définitivement la thèse de la météorite comme cause dominante), ou en quelques centaines de milliers d'années (ce qui ferait plutôt pencher pour les Trapps du Deccan, ou pour un mixte Deccan — régression marine et météorite).
Fossile de Tarbosaurus
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