Le volcanisme permien en Sibérie et ses conséquences sur l’environnement planétaire

Publié le 14.02.2014

Des pluies acides ainsi qu’une forte destruction de la couche d’ozone seraient les conséquences de l’épisode volcanique qui est intervenu en Sibérie il y a 250 millions d’années, impactant fortement l’environnement et créant ainsi l’une des plus graves crises biologiques que la Terre ait connue.

Une équipe de chercheurs américains a estimé l’ampleur du dégazage qui se serait produit dans l’atmosphère il y a 250 millions d’années, à la fin du Permien, lors de l’épisode volcanique massif qui a donné naissance aux trapps de Sibérie [1].

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Extension géographique des trapps de Sibérie
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Certains droits réservés : Licence Creative Commons

Ces trapps [2] correspondent à un empilement régulier de coulées de laves horizontales, généralement basaltiques, qui se sont épanchées pendant environ 1 million d’années sur des surfaces pouvant atteindre plusieurs millions de km2 (2 millions de km2 observées actuellement mais 7 millions de km2 estimées à l’origine), avec une épaisseur totale de plusieurs milliers de mètres, le volume initial étant estimé entre 1 et 4 millions de km3.

Le dégazage de soufre sous la forme de dioxyde de soufre (SO2) et de dioxyde de carbone (CO2) issus des trapps a été intégré pour la première fois dans un modèle climatique global à trois dimensions, censé représenter la chimie atmosphérique de l’époque. Les résultats obtenus mettent en évidence l’existence et l’extension de pluies acides à la fin du Permien ainsi qu’au début du Trias. Ces pluies acides auraient été particulièrement abondantes dans l’hémisphère nord mais l’hémisphère sud n’aurait pas été épargné. L’acidité estimée de ces pluies correspondrait à un pH compris entre 2 et 3, similaire aux dires des chercheurs à du jus de citron non dilué. La composition atmosphérique en ozone a aussi été évaluée : les émissions de chlorure d’hydrogène (HCl) et de chlorure de méthyle (CH3Cl) directement reliés au magmatisme sibérien auraient entraîné un taux de destruction de l’ozone ayant atteint 70 % dans la troposphère et la stratosphère des deux hémisphères. Le déficit de filtration par l’ozone du rayonnement ultraviolet d’origine solaire a pu conduire à l’altération de l’ADN [3] des êtres vivants, induisant des effets délétères dont des mutations. L’étude détaillée des trapps sibériens suggère de multiples éruptions explosives de plus de 100 km3 chacune, générant des pluies hautement acides, ce phénomène se reproduisant à intervalles réguliers durant une période d’un million d’années environ.

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Trapps de Sibérie (plateau Putorana)
Crédit photo : Wikimedia Commons
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Une augmentation des températures due à l’effet de serre provoqué par le dégazage est venu se surajouter aux deux phénomènes précédents, pluies acides et destruction de la couche d’ozone atmosphérique, ce qui expliquerait, du moins en partie, la crise biologique [4] ayant abouti à l’une des plus grandes extinctions de masse qui soit intervenue sur Terre. L’extinction fut particulièrement importante dans les océans, 10 % seulement des espèces marines ayant survécu au début du Trias. Les espèces animales et végétales terrestres ont elles aussi été fortement impactées lors de cette crise sans précédent, 30 % seulement ayant survécu. Le changement environnemental pourrait avoir été si important et si rapide que beaucoup d’espèces n’auraient pas eu le temps de s’adapter à de telles conditions particulièrement inhospitalières de la fin du Permien.

Ludovic Hamiaux, INIST-CNRS

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