D’après deux géochimistes de l’Université d’Edmonton au Canada, l’extinction survenue il y a 93,5 millions d’années parmi la faune et la flore marines aurait été causée par une importante activité volcanique dans les océans. Leurs eaux seraient devenues anoxiques.

En utilisant comme traceur géochimique de l’osmium, deux chercheurs en géosciences, Steven Turgeon et Robert A Creaser, pensent avoir déterminé la cause de l'événement anoxique océanique global numéro 2 ou en anglais oceanic anoxic event 2 (OAE 2), à la limite Cénomanien-Turonien (Crétacé supérieur). Comme ils l’expliquent dans Nature, l’osmium a été retrouvé en quantités importantes dans les fameux schistes noirs qui se sont déposés au Crétacé supérieur et que l’on trouve associés aux gisements pétroliers. Or, l'augmentation de la quantité d'osmium dans l'océan va de paire avec une augmentation de l'activité volcanique.

D’après eux, des fontaines de laves sous-marines colossales auraient surgi pendant cette période dans la région des Caraïbes, entraînant d’une part une modification de la géochimie des océans et d’autre part la libération de nutriments favorables au développement du plancton. Dans un premier temps, les eaux océaniques auraient subi, par effet direct de la géochimie, une diminution de leur taux d’oxygène. Les nutriments supplémentaires ayant rapidement conduit à augmenter la biomasse, la décomposition des animaux et des plantes, grande consommatrice d’oxygène au fond des océans, a secondairement poussé les eaux océaniques vers l'anoxie. La chute du taux d’oxygène provoquant à son tour la mort des êtres vivants en masse dans certaines régions, le processus se serait encore amplifié jusqu’à devenir global et affecter tous les océans de la planète.

Une crise passagère qui démontre des rétroactions complexes

A l’échelle des temps géologiques, tous ces événements se seraient produits en un clin d’œil. Paradoxalement, alors que le taux de gaz carbonique augmentait dans l’océan, celui dans l’atmosphère a diminué entraînant un refroidissement. En effet, le carbone s’est retrouvé piégé au fond des océans avec les animaux et les plantes en décomposition qui donneront ultérieurement des gisements de pétrole. Toutefois, 10.000 à 50.000 ans plus tard, le taux de CO₂ dans l’atmosphère est remonté à nouveau.

Le travail de ces chercheurs apporte donc des éléments de plus pour comprendre le système Terre qui se comporte comme une gigantesque usine chimique avec des boucles complexes de rétroactions, à différentes échelles de temps et d’espace. Voilà qui devrait nous aider à mieux comprendre le cycle du carbone, nous qui le modifions si rapidement, et à mieux prédire ses conséquences sur le réchauffement climatique.

Par 73° nord, une expédition norvégienne a découvert la plus septentrionale des sources hydrothermales et l'une des plus grandes. Cinq « cheminées noires », faites de sulfures, crachent une eau chargée de métaux et portée à 300°C.

Le 12 juillet 2008, au dix-septième jour de l'expédition menée par Rolf Pedersen, géologue au Centre de Géobiologie (université de Bergen, Norvège), le navire océanographique G.O. Sars se trouvait dans l'océan Atlantique, par 73° de latitude nord, quelque part entre le Groenland (à l'ouest), l'Islande (au sud) et le Spitzberg (au nord), et à la verticale de la dorsale médio-atlantique. Le ROV (Remote Operated Vehicle), un engin sous-marin piloté depuis la surface, explorait les fonds par 2.350 mètres de profondeur. Sur les images envoyées au navire apparurent soudain ce qui ressemblait à un tapis bactérien puis, juste à côté, à la surprise – et à la grande joie – des chercheurs, une fumée noire qui s'échappait de la roche.

Les émanations ressemblaient à des sulfures et il semblait donc que le ROV venait de dénicher une de ces sources hydrothermales ramenant un peu de matière des profondeurs de la Terre. Peu à peu, l'exploration du ROV découvrit un vaste système géologique comportant cinq cheminées sombres, d'où s'échappait un fluide porté à 300°C, qui ne laissait plus aucun doute.

Ces formations se créent sur les évents d'une source hydrothermale qui éjecte un flux chaud, riche en différents gaz et en métaux. Au contact de l'eau froide, ce fluide précipite en partie et forme une haute structure ressemblant à une cheminée. Lorsque la teneur en sulfures est élevée, la couleur est sombre et on parle de cheminées noires, ou fumeurs noirs.

Le dernier mètre d'une cheminée noire, haute d'une douzaine de mètres, photographié par le ROV, dont on voit une partie du bras portant l'instrument de prélèvement de liquide. Le profondimètre indique 2.352,18 mètres. © Centre for Geobiology/U. of Bergen

On trouve ces sources hydrothermales le long des dorsales océaniques, au niveau du rift (le fossé central), là où la remontée de magma profond forme deux plaques tectoniques dont les planchers s'éloignent l'un de l'autre, comme deux tapis roulants avançant en sens opposés. Plus l'activité de la dorsale est élevée et plus grand est le nombre de sources hydrothermales. Dans l'Atlantique, aux hautes latitudes, la dorsale est peu active et la présence de telles remontées semblait incertaine. Aussi la découverte est-elle d'importance, cette source se trouvant environ 200 kilomètres au nord de la plus septentrionale connue jusque-là et d'ailleurs découverte par le même Rolf Pedersen.

Baptisée Château de Loki, du nom d'une divinité nordique (mais on rencontre aussi un château de Loki dans un jeu vidéo...), cette formation recélait une autre surprise : sa dimension. Avec une base de 250 mètres, une hauteur de près de 20 mètres et un diamètre au sommet d'environ cent mètres, elle est l'une des sources chaudes sulfureuses les plus massives, d'après Marvin Lilley, océanographe de l'université de Washington et membre de l'expédition.

Les cheminées récentes, actives, sont noires tandis les plus anciennes virent au rouge, à cause de l'oxydation du fer, un des métaux présents dans le fluide hydrothermal. Tout autour, sur le fond, vivent de vastes colonies bactériennes, bien au-delà des évents. L'eau de mer, en effet, pénètre dans le sol, l'imbibe, se réchauffe, se gorge de minéraux et ressort en suintant sur de larges surfaces.

L'expédition continue et il s'agit maintenant, à l'aide de différents capteurs, d'étudier sur place l'activité chimique autour des évents et de s'intéresser également à la faune peuplant cet endroit.