Le soufre stratosphérique après l’impact de Chicxulub pourrait avoir prolongé le changement climatique, contribuant à l’extinction massive

Alors que le film populaire de Netflix « Don’t Look Up » a sensibilisé le public aux effets catastrophiques potentiels de l’impact d’un astéroïde sur la planète Terre, de nouvelles recherches mettent en lumière la façon dont l’impact de Chicxulub il y a 66 millions d’années a entraîné l’extinction de 75% des animaux sur Terre, y compris les dinosaures.

Un gros astéroïde d’environ 10 kilomètres de diamètre a frappé la péninsule du nord du Yucatán au Mexique, un impact qui a éjecté des matériaux à peu près équivalents à une zone de la taille du Connecticut et plus de deux fois plus haut que le mont Everest, les redistribuant sur le globe.

« L’explosion et les retombées de l’impact ont déclenché des incendies généralisés qui, avec la poussière de roche, la suie et les matières volatiles éjectées du cratère, ont masqué le soleil dans le monde entier lors d’un hiver d’impact qui a peut-être duré des années, entraînant l’extinction », explique Christopher Junium, un professeur agrégé de sciences de la Terre et de l’environnement qui dirige le groupe de recherche en géobiologie, astrobiologie, paléoclimat et paléoocéanographie au Collège des arts et des sciences de l’Université de Syracuse.

Les scientifiques ont longtemps impliqué les fines particules de sulfate dans la stratosphère comme le principal agent du changement climatique massif et de l’extinction massive qui en résulte, mais ils n’étaient pas certains du sort du soufre. « Il y a eu une incertitude quant à la quantité qui a atteint la stratosphère où ses effets sur le climat auraient été considérablement amplifiés », explique Junium.

Dans une étude publiée ce mois-ci dans Actes de l’Académie nationale des sciencesune équipe de l’Université de Syracuse, de l’Université de St Andrews en Écosse, de l’Université de Bristol en Angleterre et de l’Université A&M du Texas établit un lien entre les niveaux élevés de soufre stratosphérique et l’impact et son emplacement, qui était riche en gypse minéral sulfaté.

Alors que les impacts de comètes, d’astéroïdes et d’autres corps planétaires sont courants au cours de l’histoire de la Terre, les archives géologiques révèlent peu de choses sur la façon dont ces impacts ont changé le cours de la vie. L’impact de Chicxulub est unique dans le réarrangement de l’équilibre de la biosphère terrestre et dans les archives géologiques laissées derrière, une fine couche de sédiments appelée limite K-Pg, trouvée dans le monde entier dans les roches marines et terrestres.

Junium; Linda Ivany, collègue de Syracuse, professeure et présidente associée de paléoécologie évolutive et paléoclimat; James Witts de l’Université de Bristol et des étudiants diplômés de Syracuse ont mené des travaux sur le terrain le long de la rivière Brazos dans le centre du Texas pour collecter des échantillons de roche qui enregistrent les conséquences immédiates de l’impact de Chicxulub. Junium a reçu une bourse mondiale St. Andrews pour passer six semaines à St. Andrews, où Aubrey Zerkle, Mark Claire et ses collègues ont analysé les échantillons. De nouvelles techniques géochimiques ont permis aux chercheurs de retracer les transformations uniques subies par les aérosols soufrés lorsqu’ils s’élèvent au-dessus de la couche d’ozone terrestre et sont exposés aux rayons UV, créant des signatures diagnostiques dans les isotopes stables des gaz soufrés.

« Les empreintes digitales uniques que nous avons mesurées dans ces sédiments d’impact fournissent la première preuve directe de l’importance des aérosols de soufre dans le changement climatique et le refroidissement catastrophiques », déclare Zerkle, un expert des isotopes du soufre et du cycle du soufre.

Junium explique que la présence de ces signatures nécessite des quantités extraordinaires d’aérosols de soufre dans la stratosphère, qui sont lentement revenus sur Terre sous forme de pluies acides et emportés dans les mers marines peu profondes à la suite de l’impact. « Ces aérosols de soufre auraient prolongé la durée du changement climatique post-impact, emmenant une biosphère déjà assiégée au bord de l’effondrement », dit-il.