Extinction du Dévonien

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Intensité des extinctions marines à travers le temps
En haut du graphique, les périodes géologiques sont désignées par leur abbréviation. Des pics représentent les cinq plus grandes extinctions. Cambrien Ordovicien Silurien Dévonien Carbonifère Permien Trias Jurassique Crétacé Paléogène Néogène
Millions d'années
Fin D

Le graphique bleu indique le pourcentage apparent (pas en nombre absolu) de genres d'animaux marins ayant disparus au cours d'un intervalle de temps. Il ne représente pas toutes espèces marines, mais seulement les espèces marines fossiles. Les 5 plus grandes extinctions sont liées, voir les extinction massives pour plus de détails.

Source et information sur le graphique

L'extinction du Dévonien est l'une des cinq extinctions massives de la vie animale et végétale enregistrées au cours de l'histoire de la vie sur Terre. Elle se situe entre environ - 380 et - 360 millions d'années, avec trois épisodes principaux placés au sommet des trois étages géologiques du sommet du système Dévonien. Cette extinction aboutit à la disparition de 19 % des familles et de 35 à 50 % des genres d'animaux marins[1],[2] et une estimation de 75 % au niveau des espèces[3].

Des variations répétées et significatives du niveau de la mer et du climat, ainsi que l'apparition d'un couvert végétal important sur les continents, pourraient être à l'origine de phénomènes d'anoxie des océans et de crises biologiques majeures. Les causes de ces changements sont encore débattues.

Étapes de l'extinction dévonienne[modifier | modifier le code]

Trois étapes, dont deux majeures sont généralement distinguées. Par ordre chronologique :

  1. l'extinction de la fin de l'étage Givétien, il y a environ - 383 millions d'années, probablement la moins importante[4] ;
  2. l'extinction de la fin de l'étage Frasnien, abrégée souvent en « F/F » pour indiquer qu’elle se situe au passage des étages Frasnien/Fammenien, il y a environ - 372 millions d'années[4]. C'est le pic principal d'extinction du Dévonien, appelé aussi « événement de Kellwasser »[Note 1] ;
  3. l'extinction de la fin de l'étage Famennien, il y a environ - 359 millions d'années[4], avec un impact estimé à 70 % de celui de l'extinction du Frasnien, appelé aussi "événement de Hangeberg"[Note 2].

La période d'extinction dévonienne s'étendrait donc sur une durée allant d'une dizaine (pour les deux principaux événements), à plus d'une vingtaine de millions d'années si l'on prend en compte l'extinction du Givétien[5], ce qui d'ailleurs ne concorde plus avec la définition d'une extinction massive qui est censée être un événement relativement limité dans le temps (quelques millions d'années).

Causes[modifier | modifier le code]

Une grande variété de causes, parfois concomitantes et souvent inter-dépendantes, a été invoquée pour expliquer l'extinction dévonienne. Le multiphasage de cet événement complique encore plus la recherche des causes directes, des effets physiques induits et de leur répercussion sur la biodiversité.

Expansion des plantes vasculaires sur les continents[modifier | modifier le code]

Le développement et l'expansion des plantes vasculaires, dont des arbres, plus profondément enracinées sur les continents au cours du Dévonien, a accru les phénomènes d'altération des roches et de pédogénèse avec la création de sols plus épais. Lors d'épisodes érosifs, ces sols et leurs éléments organiques (débris végétaux, bactéries, champignons, etc.) vont atteindre les bassins ou dépressions de plateforme continentale et créer des environnements eutrophiques stimulant la prolifération d'algues toxiques. Ceci conduit à la formation de zones anoxiques quasi dépourvues de vie[5] et à la sédimention d'argiles noires riches en matière organique. Par aileurs, la plus forte altération des roches et, en particulier, des silicates, va permettre la fixation d'une grande proportion du dioxyde de carbone (CO2) par la réaction : silicates + CO2 + H2O → cations + bicarbonate + SiO2. La sédimentation des carbonates (calcaires, dolomies, ...) et la construction de récifs carbonatés piègent ainsi le carbone du CO2 (puits de carbone). La baisse des teneurs en CO2 de l'atmosphère va conduire à un refroidissement du climat[5]. Les argiles noires déposées en environnement anoxique se retrouvent au niveau des trois pics d'extinction du Dévonien.

Glaciations[modifier | modifier le code]

La présence sur le super-continent du Proto-Gondwana de sédiments déposés en milieu glaciaire prouve l'existence d'une phase brève mais intense de glaciation à la fin du Famennien[6]. Cet événement, peut-être généré par la baisse des teneurs en CO2 de l'atmosphère, concourt également à une baisse de la biodiversité. Les autres pics d'extinction du Dévonien ne paraissent pas corrélés à des phases de glaciation.

Impacts d’astéroïdes[modifier | modifier le code]

La découverte d’une anomalie en teneur d’irridium dans le Dévonien supérieur d’Australie avait suggéré l’impact d’un ou plusieurs astéroïdes comme responsables de la crise de la fin du Dévonien. Il a été démontré que cette anomalie était circonscrite à l’Australie et non confortée par l’observation de minéraux issus d’un impact. De plus ce niveau australien est postérieur d’un point de vue stratigraphique à l’extiction de la fin du Frasnien ("F/F")[7].

Conséquences biologiques[modifier | modifier le code]

L’extinction de la fin du Dévonien est sélective d’un point de vue écologique, elle frappe surtout les milieux récifaux et tropicaux et, d’une manière générale, les milieux marins peu profonds de plateforme continentale[8] très sensibles aux fluctuations fréquentes qui ont affecté le niveau de la mer au cours du Dévonien supérieur[9].

L'extinction du Dévonien aboutit à la disparition de 19 % des familles et de 35 à 50 % des genres d'animaux marins[1]. Parmi les groupes d'animaux marins impactés par cette phase d'extinction[10] :

  • les récifs coralliens à coraux tabulés et tétracoralliaires ainsi que les récifs à spongiaires du groupe des Stromatoporidés sont très durement touchés par cette crise dont ils ne se remettront pas vraiment,
  • les bryozoaires,
  • les brachiopodes,
  • les céphalopodes : ammonites et nautiles,
  • certains échinodermes,
  • les conodontes,
  • les ostracodes, etc.
  • les poissons, abondants au cours du Dévonien, subissent fortement cette extinction. Les poissons sans dents (agnathes) disparaissent, ainsi que de nombreux autres groupes de poissons appartenant aux placodermes, acanthodiens, chondrichthyens, ...
  • les tétrapodes aquatiques, apparus au début du Dévonien, semblent avoir enduré les crises du Dévonien supérieur de façon sélective. Les formes les plus primitves, encore proches des poissons dont elles dérivent, ont disparu laissant ainsi le champ libre à des espèces plus adaptées à la "sortie de l'eau" qui vont se développer environ 20 millions d'années plus tard, sur la terre ferme, au cours du Carbonifère inférieur[11]. Il se pourrait ainsi que l'extinction du Dévonien ait retardé la conquête des continents par les vertébrés[11],
  • les animaux et plantes terrestres ont également été touchés par les crises de la fin du Dévonien, d'un dégré difficile à évaluer car la fossilisation est bien plus fragmentaire en mileu continental qu'en milieu marin. Près de 50% des espèces de plantes pourraient avoir disparu[10].

Le taux de disparition de familles d'animaux marins lors de cette suite de crises biologiques du Dévonien supérieur, d'une durée d'environ 10 à 20 millions d'années, est de l'ordre de 8 à 10 familles par million d'années, soit le double du taux "normal" de disparition au Paléozoïque, hors périodes d'extinction, qui est de 4 à 5 familles par million d'années[12].

Reprise de la biodiversité[modifier | modifier le code]

Après les deux extinctions du sommet du Frasnien et du Famennien, la reconquête des nouveaux environnements marins est rapide à l’exception des faciès récifaux qui ont été décimés (principalement lors de l’extinction de la fin du Frasnien) et ne persistent tout d’abord que sous forme de stromatolites[13].

Notes[modifier | modifier le code]

  1. il doit son nom à l'affleurement-type du toit du Frasnien qui affleure dans la « Kellwasser-tal » à Oberharz dans le parc national du Harz en Allemagne
  2. il doit son nom aux argiles noires de la formation Hangeberg du Famennien, à la limite des systèmes Dévonien et Carbonifère qui affleurent dans le Massif schisteux rhénan en Allemagne

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en)J. John Sepkoski Jr., A factor analytical description of the Phanerozoic marine fossil record, Paleobiology, v. 7, 1981, p. 36–53
  2. (en)J. John Sepkoski Jr., A kinetic model of Phanerozoic taxonomic diversity, III. Post-Paleozoic families and mass extinctions, Paleobiology, 10, 1984, 246-267
  3. (en)Peter M. Sheehan (2010) The late Ordovician mass extinction, Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 2001, 29:331-364. http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.earth.29.1.331?journalCode=earth
  4. a, b et c http://www.stratigraphy.org/index.php/ics-chart-timescale. ChronostratChart2014-10[1]
  5. a, b et c (en)Algeo, T.J., S.E. Scheckler and J. B. Maynard, Effects of the Middle to Late Devonian spread of vascular land plants on weathering regimes, marine biota, and global climate pp. 213-236. In: P.G. Gensel and D. Edwards (eds.), 2001, Plants Invade the Land: Evolutionary and Environmental Approaches. Columbia Univ. Press: New York. http://www.researchgate.net/profile/Thomas_Algeo/publication/259005058_Effects_pf_early_vascular_land_plants_on_weathering_processes_and_global_chemical_fluxes_during_the_Middle_and_Late_Devonian/links/0deec52a1d143a1288000000.pdf&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=C7rHVPzqPMj2UMfhg-AE&ved=0CCEQFjAC&usg=AFQjCNGMoAHJRtwfeO1R3WhUGkq1Mqxw4Q
  6. (en)Streel M. and al., Late Frasnian–Famennian climates based on palynomorph analyses and the question of the Late Devonian glaciations, Earth-Science Reviews, Volume 52, Issues 1–3, November 2000, Pages 121–173, doi:10.1016/S0012-8252(00)00026-X. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001282520000026X
  7. (en)Mc Ghee G. R. (1986) - Late Devonian Kellwasser Event” mass-extinction horizon in Germany: No geochemical evidence for a large-body impact, GSA doi: 10.1130/0091-7613(1986)14<776: LDKEMH>2.0.CO;2 v. 14 no. 9 p. 776-779. http://geology.gsapubs.org/content/14/9/776.abstract
  8. (en)Murphy A. and al.(2000) - Geology; May 2000; v. 28; no. 5; p. 427–430; 2 figures. http://www.earth.northwestern.edu/research/sageman/PDF/00.Murphy.etal.2.pdf
  9. (en)David P.G. Bond, Paul B. Wignalla, « The role of sea-level change and marine anoxia in the Frasnian-Famennian (Late Devonian) mass extinction », Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, vol. In press, no 3–4,‎ , p. 107 (DOI 10.1016/j.palaeo.2008.02.015)
  10. a et b >(en)Goehring Sh. The late Devonian extinction event, GEOL 345, Paleontology, December 4, 2001
  11. a et b (en)McGhee G. R., Jr., (2013), When the invasion on land failed, The Legacy of the Devonian Extinctions, Columbia University Press, New York Chichester, West Sussex. ISBN 978-0-231-16056-8 (cloth : alk. paper).http://samples.sainsburysebooks.co.uk/9780231536363_sample_348452.pdf
  12. (en)Raup, D. M. and J. John Sepkoski Jr., Mass extinctions in the marine fossil record, Science, 215,1982), 1501-1503. http://www.johnboccio.com/courses/SOC002a/Bak-Sneppan/02_Raup.pdf
  13. (en)Wood R., Palaeogeography of a post-extinction reef : Fammennian (Late Devonian) of the Canning basin, NW Australia, Palaeontology, Vol. 47, Part 2, 2004, pp. 415–445, 1 pl. http://www.geos.ed.ac.uk/homes/rgroves/ronwilsonpub1.pdf

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]