Ordovicien, climat et explosion de la biodiversité

Selon une étude^[8] publiée en 2008, il y aurait une relation forte entre biodiversité marine et changement climatique, et l'explosion de la biomasse et de la biodiversité marine, dont la trace a été conservée par les fossiles datant d'il y a 460 millions d'années, a coïncidé avec un refroidissement global à la fin duquel le nombre de genres et de familles d'êtres vivants avait triplé ou quadruplé par rapport à l'époque précédente.

Cette corrélation a été établie via la mesure des variations du rapport de deux isotopes de l'oxygène dans certains minéraux conservés dans les éléments de conodontes de ces époques (le ratio entre les isotopes de l'oxygène étant indicateur de la température de l'eau de mer dans laquelle vivaient ces animaux). Il y a plus de 490 millions d'années, avant l'Ordovicien, l'atmosphère terrestre était plus riche en CO₂, ce qui la maintenait dans un état plus chaud (par effet de serre induit par ce gaz). La température des océans atteignait alors 45 °C, température peu favorable à un taux élevé d'oxygène dissous. La biodiversité a contribué, via la photosynthèse et la production de « puits de carbone » à pomper et fixer le CO₂ atmosphérique. Il y a environ 460 millions d'années, les mers se sont lentement refroidies, et ce refroidissement progressif a été contemporain d'une explosion de la biodiversité. Il semble que la biodiversité ait favorisé un refroidissement, et que ce refroidissement ait favorisé le développement de cette biodiversité. L'apparition des récifs coralliens a notamment joué un rôle important.

Timothy Lenton, de l'université d'Exeter (Royaume-Uni), complète ce scénario en ajoutant que l'altération des roches, engendrée par les végétaux colonisant les continents, induit elle-aussi une réaction chimique consommatrice de CO₂. La teneur en gaz carbonique aurait ainsi diminué de moitié, provoquant une baisse de température globale de 5 °C et donc une glaciation il y a 460 Ma, la glaciation de l'Ordovicien supérieur. Le développement des plantes terrestres aurait donc contribué à la disparition de nombreuses plantes marines.

Le délitement continu des roches amène des quantités importantes de phosphore et de fer dans les océans, ce qui favorise le développement du phytoplancton et crée ainsi un gros puits de carbone marin. Ceci induit une autre période de glaciation environ 15 Ma plus tard^[9].

Flore

Des spores fossiles attribuées à des plantes de type terrestre ont été trouvés dans les sédiments de l'Ordovicien supérieur. Avasculaires, elles étaient semblables aux hépatiques modernes, descendant probablement d'algues vertes du groupe des Streptophytes, communes au Cambrien supérieur. À cette époque, leur extension se limitait aux rives et aux lignes de côtes où elles formaient un tapis ras, comme les Bryophytes modernes.

Les premiers champignons terrestres datent de la même période. Des hyphes et des spores ont été datés de 460 Ma. Ils auraient pu jouer un rôle crucial dans la colonisation des terres par les plantes. Grâce à la symbiose mycorhizienne, ils auraient rendu les minéraux nutritifs disponibles pour les cellules végétales^[10].

Faune

Lumachelle extrait de la formation Liberty

« Cimetière » marin de l’Ordovicien, il y a environ 450 millions d’années. On reconnait des ophiures, des cystoïdes, des étoiles de mer et des trilobites fossiles retrouvés à Arfoud, au Maroc, et exposés au Musée cantonal de géologie de Lausanne, en Suisse.

Bien que moins connu que l’explosion cambrienne, l’ordovicien est aussi une période de radiation évolutive : le nombre de genres d'animaux marins quadruple, résultant en 12 % de la faune connue du Phanérozoïque^[11]. Les Trilobites, brachiopodes inarticulés et Éocrinoïdes du Cambrien laissent la place aux espèces qui vont dominer le reste du Paléozoïque tels que des Cephalopoda, des Crinoidea et des brachiopodes articulés ; en particulier les trilobites sont largement remplacés par d’autres espèces sur les plateaux continentaux, leur succès personnifiant la diversité accrue des organismes sécrétant des coquilles à base de carbonates de l’Ordovicien comparé au Cambrien^[12].

En Amérique du Nord et en Europe, l’Ordovicien est une époque de mer continentale peu profonde riche en vie. En particulier les trilobites et les brachiopodes sont variés et nombreux. Les premiers ectoproctas apparaissent ainsi que les récifs de coraux. Les coraux isolés sont plus anciens et datent au moins du Cambrien. Les mollusques, qui remontent eux aussi au Cambrien ou à l’Édiacarien, deviennent communs, plus spécialement les bivalves, Gastropoda et Nautiloidea. Il a été longtemps considéré que les premiers Vertébrés datent de cette époque mais des découvertes récentes en Chine ont montré leur présence probable au début du Cambrien. Les graptolites sont prolifiques dans les océans.

Bibliographie

• (en) F.M. Gradstein, J.G Ogg, M. Schmitz et G. Ogg, The Geologic Time Scale 2012, Elsevier, 2012, 1176 p. (ISBN 978-0-444-59448-8, lire en ligne)
• (en) Stig M. Bergström, Xu Chen, Juan Carlos Gutiérrez-Marco et Andrei Dronov, « The new chronostratigraphic classification of the Ordovician System and its relations to major regional series and stages and to δ13C chemostratigraphy », Lethaia, vol. 42, n^o 1,‎ 2009, p. 97-107 (DOI 10.1111/j.1502-3931.2008.00136.x)

Liens externes

• (en) The Earth Through Time, Paléogéographie de l’Ordovicien, Harold L. Levin
• (en) « Ordovician Chronostratigraphic Chart », sur International Commission on stratigraphy (consulté le 21 octobre 2012).
• (en) GeoWhen Database
• (fr) Classification ghK appliquée à la Chronostratigraphie

Articles connexes

• Échelle des temps géologiques
• Point stratotypique mondial (PSM)
• Formation des argiles de Fezouata
• Formation de Saint-Chinian

Frise chronologique des éons, ères, systèmes de l'Histoire de la Terre.

Frise chronologique des ères, systèmes, séries du Phanérozoïque