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Les dinosaures, des géants fauchés par le ciel

Il y a 65 millions d'années, un gigantesque astéroïde s'abattait sur Terre et entraînait l'éradication des dinosaures. La reconstitution des événements de cette époque a longtemps divisé les scientifiques. Retour sur une enquête "géologico-policière" de longue haleine.

La disparition des dinosauresOn trouve de nombreuses théories sur la disparition soudaine des dinosaures il y a 65 millions d'années.
© Raoul Martin

L'extinction des dinosaures est entourée de mystère. Comment, après avoir régné pendant 210 millions d'années sur notre planète, ces reptiles géants ont-ils pu disparaître aussi soudainement il y a 65 millions d'années, à la limite du Crétacé et du Tertiaire (appelée limite KT dans le langage scientifique) ? "Il est maintenant établi qu'un astéroïde de 10 kilomètres de diamètre a percuté la Terre à cette époque, entraînant l'élimination de 70 % des organismes vivants", répond Eric Robin, physicien au laboratoire des sciences du climat et de l'environnement du CNRS de Gif sur Yvette. Cette théorie remonte aux années cinquante, mais elle aura mis du temps à s'imposer. Au début des années 80, seules deux pistes restaient en lice, "à l'origine d'un débat houleux entre les partisans de la thèse cosmique et les avocats du phénomène volcanique".
Eric Robin se souvient bien de cette période pendant laquelle il arpentait le Groenland à la recherche de débris météoritiques pour sa thèse sur les flux de matière extraterrestre atterrissant à la surface de la planète.

Du Groenland au Mexique

Lorsqu'il rejoint le laboratoire de Gif sur Yvette en 1986, il s'intéresse de près à cette investigation qui anime aussi bien les paléontologistes, les géologues et les physiciens. "J'avais découvert dans les débris météoritiques des cristaux particuliers, des magnétites nickélifères encore appelées spinelles", raconte Eric Robin. Or, ces cristaux sont inconnus dans les roches terrestres. Pressentant l'intérêt de la trouvaille, "nous avons recherché, avec mon collègue Robert Rocchia, la présence de spinelles dans la couche argileuse de la limite K/T". Astéroïde à l'approche de la TerreUn astéroïde d’une dizaine de kilomètres de diamètre, venu percuter la Terre à la vitesse de 20 km/s, a déclenché une série de phénomènes qui ont provoqué la disparition des dinosaures.
© NASA
L'intuition est bonne. La répartition des spinelles coïncide précisément avec la limite K/T. Cette fameuse fine couche d'argile était déjà, depuis 1980, l'objet de toutes les attentions, après qu'elle eut révélé une grande quantité d'iridium, un élément chimique très rare dans les roches terrestres mais abondant dans les météorites.
La somme d'indices ne laissait plus vraiment de doute sur l'arrivée brutale d'une grande quantité de matière extraterrestre. En 1993, l'empreinte du coupable était enfin relevée à Chicxulub, village de la province du Yucatan au Mexique. Un cratère de 150 kilomètres de diamètre, enfoui sous 1000 mètres de sédiments, révélait l'impact d'un astéroïde de dix kilomètres de diamètre.
Arrivant à la vitesse estimée de vingt kilomètres par seconde, le bolide a engendré une formidable explosion, comparable à cinq milliards de fois Hiroshima. L'élévation de la température de l'atmosphère et les nuées de débris incandescents auraient allumé un brasier colossal : "On estime que la moitié de toute la biomasse terrestre a été carbonisée", précise Eric Robin. Les particules en suspension dans l'atmosphère auraient conjointement réduit la pénétration de la lumière. Une longue nuit qui aurait affecté la photosynthèse, détruisant ainsi les plantes et toutes les espèces animales de la chaîne alimentaire.

01.Des dizaines de théories

Le sujet est indémodable depuis plus d'un siècle, et passionne les scientifiques. Les dinosaures et leur disparition, il y a exactement 65 millions d'années, n'en finissent pas de ravir nos fantasmes d'un monde antédiluvien. Rien d'étonnant à ce que, depuis 1930, des dizaines de théories se soient emparées de l'affaire et aient tenté d'expliquer l'éradication des terribles lézards géants. Les derniers témoins de la fin du crétacé.Les derniers témoins de la fin du crétacé.
© Smithsonian Institute Museum of Natural History
Tout a été dit ou presque : épidémie, concurrence avec les mammifères, et même rapt par l'intervention d'une intelligence extraterrestre. Aujourd'hui, tous l'admettent : il y eut bien l'apocalypse sur Terre, un déluge de feu stigmatisant le passage de la période Crétacé à l'ère Tertiaire par l'extinction brutale de 70 % des organismes vivants. Depuis la découverte du cratère de Chicxulub, dans la province du Yucatan de l'actuel Mexique, on sait qu'un astéroïde de dix kilomètres de diamètre est venu percuter la Terre à la vitesse vertigineuse de vingt kilomètres par seconde. La théorie de l'impact météoritique est devenue un fait avéré. Il n'en fut pas toujours ainsi.

Dans les années 80, la controverse faisait rage entre les tenants de cette théorie et les partisans de la thèse volcanique. « Je me suis intéressé à la limite crétacé-tertiaire ( appelée limite K/T dans le langage scientifique), poussé par le désir de faire avancer le débat » se souvient Eric Robin, dans son bureau du laboratoire des sciences du climat et de l'environnement au CNRS de Gif sur Yvette. Il a montré avec son collègue Robert Rocchia que la couche de la limite K/T présentait une grande quantité de magnétites nickélifères, encore appelées spinelles, des cristaux formés uniquement lors de l'interaction à grande vitesse d'une météorite avec l'atmosphère terrestre. Une preuve irréfutable de la collision sur Terre d'un astéroïde de grande taille.

02.Une extinction progressive ou un événement soudain ?

Il faut dire que, pour avoir réalisé une thèse sur les quantités de matière extraterrestre échouées au Groenland, Eric Robin était déjà familier des spinelles lorsqu'il rejoint le laboratoire de Gif sur Yvette en 1986. « A ce moment-là en France, la crise biologique du Crétacé divisait les scientifiques : les gradualistes l'expliquaient par un phénomène volcanique de grande ampleur et de longue durée tandis que les catastrophistes y voyaient la conséquence d'un événement bref, l'impact d'un énorme astéroïde » résume le chercheur, volontiers volubile sur le sujet. Couches de sédimentsUne couche de sédiments, à droite ceux du crétacé, à gauche le tertiaire.
© Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement/CNRS
Pour comprendre la genèse du débat, il faut remonter à 1980. Cette année-là, en Italie, le physicien américain Luis Alvarez et son fils géologue Walter découvrent, dans les Apennins, une anomalie dans la concentration d'iridium de la couche d'argile noire caractérisant la limite K/T. L'iridium, de la même famille que le platine, est très rare dans les roches terrestres. Or, à la limite K/T, la teneur en cet élément est près de cent fois supérieure à celle relevée dans les sédiments voisins. Si on considère que cette quantité inhabituelle résulte de l'accumulation classique de poussières météoritiques, un calcul simple permet d'obtenir la durée de formation de la couche, soit 5 à 10 millions d'années. Impossible ! Car en étudiant des renversements du champ magnétique terrestre, il s'avère que le feuillet d'argile s'est élaboré en moins d'un millions d'années (un phénomène très bref en géologie !). L'explication devient limpide : l'iridium provient d'un gros objet extraterrestre échoué sur Terre à la fin du Crétacé.

Pour autant, le consensus n'a pas lieu dans la communauté scientifique. Trois ans plus tard, en effet, William Zoller, spécialiste américain des volcans, prouve que l'éruption du Kilauea, à Hawaï, a rejeté trois grammes d'iridium dans l'atmosphère. Ce n'est pas énorme, mais suffisant pour susciter un plaidoyer en faveur de la thèse volcanique. Car un phénomène volcanique d'une ampleur exceptionnelle a bien eu lieu sur la planète dinosaure. Dans le sud-ouest de l'Inde, le plateau du Deccan est formé d'immenses épanchements basaltiques, connus sous le nom de « trapps », contemporains de l'extinction des dinosaures. Quartz choquéUn "quartz choqué" (vu au microscope électronique) dont la structure lamellaire provient des contraintes subies lors du choc.
© Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement/CNRS
Vraisemblablement, l'épisode volcanique s'est accompagné d'un dégagement important de cendres, de dioxyde de carbone et de gaz soufrés susceptibles d'entraîner une modification durable du climat. Seulement, les données paléomagnétiques indiquent que l'événement s'est déroulé sur plus d'un million d'années, commençant quelque 400 000 ans avant la fin du Crétacé. Une durée incompatible avec la fulgurance de l'extinction des dinosaures : « 100 000 ans avant la limite K/T, on enregistre encore des traces de dinosaures » explicite Eric Robin.

03.Un indice intéressant : l'Iridium

Néanmoins, l'intervention d'un phénomène d'origine extraterrestre dans l'évolution de la vie laisse certains perplexes, d'autant qu'une ambiguïté persiste : de fortes teneurs en iridium se retrouvent de part et d'autre de la limite K/T, sur une épaisseur de sédiments représentant plusieurs dizaines de milliers d'années. Pour Robert Rocchia, physicien au même laboratoire que Eric Robin, cette répartition de l'iridium est justifiée. « De façon cyclique, le système solaire traverse un bras galactique de la Voie Lactée, une région très riche en matière extraterrestre. Il y a 65 millions d'années, c'est dans une telle configuration qu'évoluait notre système solaire » reprend Eric Robin. De quoi remettre sur les rails l'hypothèse de l'impact. Peut-être, mais de là à désigner l'astéroïde comme le coupable… C'est là qu'intervient Eric Robin : « Avec les spinelles, dont je connaissais l'origine cosmique, je pensais tenir une pièce à conviction majeure pour faire avancer l'enquête ». Encore fallait-il relever leur présence sur le lieu du crime, la fameuse limite K/T. Les deux collègues, Robin et Rocchia, se penchent alors sur la distribution stratigraphique des spinelles. Une bonne surprise attend les détectives scientifiques : « les spinelles se retrouvaient uniquement dans la fine couche d'argile de la limite Crétacé-Tertaire ».

Impact d'astéroïde dans le golfe du MexiqueL’endroit exact où s’est produit l’impact de l’astéroïde dans le golfe du Mexique.
© Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement/CNRS
Parallèlement, aux Etats-Unis, des études au microscope électronique montrent que les quartz de la limite K/T sont identiques aux quartz des cratères d'impact et méritent l'appellation « quartz choqués ». De tels quartz, à la structure lamellaire typique, ne se forment que sous les effets mécaniques d'un impact à grande vitesse. Non seulement ces derniers indices témoignent bien de la collision d'un astéroïde à la surface de notre planète, mais ils apportent une autre information précieuse. « Sachant que la croûte océanique ne contient pas de quartz, on pouvait en déduire que le cratère se situait sur un continent ». Et c'est autour du Golfe du Mexique que les quartz choqués sont particulièrement abondants. Il n'en fallait pas plus pour identifier en 1993 sur les côtes du Yucatan, au Mexique, l'endroit du drame. Conservé, enfoui sous 1000 mètres de sédiments, le cratère de Chicxulub fut repéré par des anomalies gravitationnelles et magnétiques engendrées par des roches de densité et de composition hétérogène. La datation des roches place le moment de la collision à 64,98 millions d'années, âge qui concorde précisément avec celui de la limite K/T. Les dimensions de la plaie renseignent sur l'agresseur : un astéroïde de 10 kilomètres de diamètre et de mille milliards de tonnes s'est abîmé dans la croûte terrestre après un plongeon à la vitesse de vingt kilomètres par seconde. Des chiffres qui donnent le vertige.

04.Après un tel choc…

Si on conçoit bien l'effet dramatique de l'événement, on ne peut en revanche que spéculer sur le scénario qui sonne le glas pour 70 % des espèces vivant sur Terre. « C'est maintenant au niveau des conséquences de l'impact que le débat se situe » poursuit Eric Robin. Un débat tout aussi passionnant que le précédent. Alors qu'a-t-il pu se passer ? D'abord une formidable explosion, équivalente, selon les références de chacun, à 100 000 milliards de tonnes de TNT ou cinq milliards de fois Hiroshima. Suffisant pour faucher toute trace de vie sur une superficie de la taille de la France. Impact d'astéroïdeL’impact de l’astéroïde : équivalent à l’explosion de 100 000 milliards de tonnes de TNT.
© NASA
Tombant en partie dans une mer peu profonde, le bolide engendre aussi une vague s'élevant à plusieurs centaines de mètres au-dessus de la surface qui vient lécher les côtes à plus de 2000 km/heure. Dans le même temps, l'énergie libérée par frottement de l'air et par l'explosion fait monter la température de plusieurs milliers de degrés. Un brasier géant sur le lieu de l'impact est vite suivi de gigantesques incendies sur toute la surface du globe par la retombée des débris de roche en fusion projetés au-delà des limites de l'atmosphère au moment de l'impact. Ces incendies auraient consommé la moitié de la biomasse terrestre, une hypothèse renforcée par l'abondance de suies dans la couche argileuse de la limite K/T.

Mais comment expliquer alors la survie de certains groupes, comme les oiseaux, les tortues, les crocodiles et les mammifères ? Pour Eric Buffetaut, paléontologiste, « ce scénario pose problème car un feu de cette ampleur aurait épargné moins d'organismes ». Pour lui, et il n'est pas le seul, les extinctions massives de la fin du Crétacé seraient dues aux particules soulevées par l'explosion. Enveloppant la Terre pendant une période de quelques mois, elles auraient plongé notre planète dans la nuit, réduisant la photosynthèse et brisant ainsi les chaînes alimentaires. « Il semble que des animaux, comme les crocodiles ou les tortues, vivant en eaux douces où la chaîne alimentaire démarre avec la matière organique en suspension, aient mieux survécu à la crise » argumente Eric Buffetaut. Quant aux petits mammifères insectivores, ils auraient pu survivre grâce aux insectes du sol qui dépendent de l'humus et non de la végétation aérienne. Et les oiseaux ? Rien n'explique comment ils ont échappé au massacre. « N'oublions pas la part de hasard » ajoute, philosophe, Eric Buffetaut. N'oublions pas non plus que demain, toute la théorie pourrait être revisitée au profit d'une nouvelle explication, née de nouveaux outils. Les dinosaures auront en tout cas colonisé la Terre pendant 200 millions d'années. Une longévité enviable rapportée aux six millions d'années d'existence de l'homme.

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