Supervolcans ? Sommes nous menacés?

 Les supervolcans ? Sommes nous menacés?

Les super-éruptions se produisent environ toutes les dizaines ou centaines de millénaires ….

La plus récente super-éruption répertoriée est celle du Toba à Sumatra il y a 75000 ans

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Supervolcans

Liste des supervolcans Cliquez sur l’image pour l’agrandirQuelques caractéristiques des supervolcans?

  • Les super-éruptions sont rares.
  • Les super-éruptions (vol>1000 km3)  sont paroxysmales
  • Morphologie: les caldeiras  sont gigantesques (Ø de dizaines de km)
  • Les hambres magmatiques  sont gigantesques (milliers de km3), les magmas sont acides
  • Les activités sismique, tectonique et géothermique sont intenses

Ils éjectent plus de 1000 km3 de matériaux volcaniques

Ils ont un indice d’explosivité volcanique de 8, ils correspondent à des volcans avec d’immenses caldeiras d’effondrement .
indice 8 : Ultra-Plinien supervolcan ,de type apocalyptique, volume de magma éjecté supérieur à 1000 km3
NB: L’indice d’explosivité volcanique ( échelle VEI de l’anglais Volcanic Explosivity Index ) fut inventé en 1982 par Chris Newhall ( USGS) et par Steve Self(Université d’Hawaii) pour établir une mesure relative de l’explosivité des éruptions volcaniques.
Les super-éruptions ?
Les super-éruptions, toutes préhistoriques, donc jamais observées, ne sont connues que par leur dépôts (Yellowstone, Toba, Taupo en Nouvelle-Zélande)…
La plus récente super-éruption répertoriée est celle du Toba à Sumatra il y a 75000 ans

Voir le dossier  volcanisme-paroxysmal-biosphere

Ci dessous vous pouvez écouter la conférence « Le volcanisme paroxysmal et ses interactions avec la biosphère « Droits réservés – © 2015 Pierre Thomas / Olivier Dequincey pour Planet-Terre – ENS Lyon Durée ~ 1h08min

Les éruptions explosives sont comparées ici en volume d’origine du magma (sphères oranges): voir le document sur USGS

Comment se produisent les super-éruptions ?

Des scientifiques français du CNRS ont reproduit les conditions de pression et de température régnant dans la chambre magmatique des supervolcans pour comprendre comment se déclenchent leurs explosions.

Comme il est impossible de percer un trou dans la chambre magmatique d’un supervolcan pour l’étudier directement, les scientifiques ont reproduit en laboratoire les conditions extrêmes de pression et de température au niveau du magma.

supervolcan

@ESRF/Nigel Hawtin Cette impression d’artiste décrit la chambre magmatique d’un supervolcan. La pression résultant des différences de densité entre la roche solide et le magma liquide est suffisante pour fissurer la croûte terrestre dans laquelle pénètre le magma

Ils ont établi que les éruptions des supervolcans peuvent se produire spontanément; une simple augmentation de la pression magmatique résultant des différences de densité entre la roche solide et le magma liquide est suffisante pour fissurer la croûte terrestre sur une distance de 10 km de la chambre magmatique, sans besoin de cause externe (voir le dossier du CNRS).

 

Sanchez-Valle de l’ETH Zurich conclut : « Notre recherche a montré que la pression est suffisante pour que la croûte terrestre se fissure et le magma pénètre dans la croûte, même en l’absence d’eau ou de bulles de dioxyde de carbone. En montant vers la surface, une expansion violente du magma connue pour être à l’origine des explosions volcaniques, peut se mettre en place.»

Les super-éruptions refroidissent l’atmosphère …. Plus de 10 degrés pendant 10 ans …

C’est une éruption de supervolcan, il y a 600 000 ans dans le Wyoming aux Etats-Unis, qui a créé le cratère gigantesque, appelé caldeira, au centre duquel se trouve aujourd’hui le Parc National de Yellowstone.Quand le volcan a explosé, il a éjecté plus de 1000 km3 de cendres et de lave dans l’atmosphère, 100 fois plus que l’éruption du Mt Pinatubo aux Philippines en 1992.

L’éruption du Mt Pinatubo a fait décroître la température du globe de 0,4 degrés pendant plusieurs mois. Pour un supervolcan, la chute de température pourrait être de 10 degrés pendant 10 ans.

Les super-éruptions, heureusement très rares, sont les catastrophes naturelles les plus dramatiques sur Terre, à l’exception des chutes de météorites géantes …

 Selon un rapport de la Société géologique de Londres, en 2005, « même la science-fiction ne peut imaginer un mécanisme crédible qui permettrait d’éviter l’éruption d’un supervolcan. Nous devons cependant essayer de comprendre les mécanismes impliqués dans les super-éruptions et prédire la catastrophe suffisamment à l’avance pour que la société en soit avertie. La préparation est le seul moyen de limiter les effets désastreux d’une super-éruption. »

Biodiversité, la sixième grande crise : 7% des espèces déjà disparues

Sixième grande crise de biodiversité  : 7% des espèces sont probablement déjà disparues

Ce ne serait pas 1,3% mais 7% de la biodiversité terrestre qui aurait disparu, soit environ 130 000 des espèces déjà connues….

« C’est le constat que fait une équipe pluridisciplinaire de chercheurs français, notamment de l’Institut de Systématique, Évolution et Biodiversité (Muséum national d’Histoire naturelle/CNRS/UPMC/EPHE), du Centre des sciences de la conservation (Muséum national d’Histoire naturelle/CNRS/UPMC) et de l’université d’Hawaï1, dans un article qui vient de paraitre dans les Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
En utilisant deux approches, l’une fondée sur les avis d’experts naturalistes et l’autre issue des mathématiques probabilistes, ces chercheurs ont travaillé sur un échantillon d’espèces d’invertébrés et ont extrapolé leurs résultats à l’ensemble de la biodiversité terrestre. Leur étude offre un nouveau regard sur la mesure de la crise de la biodiversité, jusqu’ici focalisée sur les vertébrés, et en particulier les mammifères et les oiseaux… » .voir le communiqué du CNRS en entier Télécharger le PDF:cp_museum_sixieme_extinction_pnas

Quelques rappels:

I/ Qu’est-ce que la biodiversité?

La biodiversité ou « Diversité biologique », ne représente pas la quantité des êtres vivants sur Terre ; elle correspond non seulement à la diversité des espèces, mais aussi à celle de leur répartition dans les milieux de vie.

-II/ Des disparitions d’espèces se sont produites de tout temps, prés de 99% des espèces ayant vécu sur notre planète sont aujourd’hui éteintes.

 L’évolution de la vie ne s’est pas faite de façon régulière au cours des temps géologiques.Il existe des périodes où les espèces se sont diversifiées de façon très importante, d’autres, au contraire, où leur nombre restait stable, d’autres, enfin, où nombreuses d’entre elles ont disparu de façon massive:

Au fil des périodes, progressivement, depuis plus de trois milliards d’années, des groupes d’organismes vivants sont apparus, se sont développés, ont régressé, et ont pu disparaître.

Une crise biologique est une période d’extinction massive d’un grand nombre d’espèces et de groupes à l’échelle de la planète ; elle est suivie d’une période de diversification biologique importante (apparition de nouveaux groupes et espèces).

Pour plus d’informations, vous pouvez consulter les articles sur l’évolution des êtres vivants et l’histoire de la Terre.

Cinq crises majeures ont eu lieu:

-Fin Ordovicien (-440 Ma, 57% d’extinction des genres dans la faune marine)

-Fin Dévonien (-365 Ma, 50% d’extinction)

-Fin Permien (-245 Ma, 83% d’extinction)

-Fin Trias (-205 Ma, 48% d’extinction)

-Fin Crétacé (-65 Ma, 50% d’extinction)

limite-cretace-tertiaire-fig01

Sur la photo ci dessus, les cinq grandes crises sont indiquées par de petits rectangles noirs.

Source :Planet-terre http://www.pourlascience.fr/Dossier La Valse des Espèces, Juillet 2000,

-III/ Biodiversité, la sixième grande crise.

Après ces cinq grandes phases d’extinction, la Terre connaît aujourd’hui une nouvelle crise, due aux activités humaines.

La présence humaine, l’emploi de polluants … influent, par l’intermédiaire de la reproduction, sur les équilibres entre espèces.

La déforestation privilégie l’extension des surfaces agricoles et des zones d’habitation ; elle entre en conflit avec la préservation des milieux naturels.

-Aujourd’hui, la biodiversité est en danger:

« Nous sommes une espèce parmi des millions d’autres ; dans cette addition : l’espèce qui a développé le cerveau le plus riche en neurones. Ce n’est pas forcément une situation définitive. Tout va dépendre en grande partie de nous, du sort que nous réservons aux autres espèces, et au bout du compte à la nôtre. Depuis un siècle les soustractions amputent dramatiquement cette richesse, la faisant décroître vite. Nous éliminons plus de mille fois plus d’espèces qu’avant l’époque industrielle. Cette extinction massive, la sixième dans l’histoire de la terre, l’humanité en est la cause. Elle pourrait en être la victime.» Hubert Reeves, Président de la Ligue ROC

« Cette crise est beaucoup plus rapide que les précédentes : le rythme des disparitions est mille fois plus rapide que dans la situation « naturelle 

D’un autre coté, la nature continue de créer de la biodiversité, mais lentement : on estime à plusieurs centaines de milliers d’années le délai nécessaire à l’apparition d’une nouvelle espèce

Plus le temps passe, plus les possibilités d’intervention sont restreintes…

Des politiques internationales rapides et très énergiques peuvent diminuer cette perte de biodiversité…Plus que jamais l’Homme tient dans ses mains l’avenir de sa Planète, la Terre.

Bon anniversaire Lucy, petite australopithèque …

Lucy devient l’une des stars de la nouvelle galerie de paléontologie et de préhistoire du musée national d’Éthiopie, galerie qui a ouvert ses portes à Addis Abeba le 3 décembre …

Lucy reste la plus connue, bien que d’autres squelettes aient été découverts depuis 1974 ….

Souvenons nous… Il y a quarante ans … Lucy venait d’être découverte

© National Museum of Ethiopia  Reconstitution de Lucy, squelette d'Australopithecus afarensis daté à 3,2 millions d'années. Cette reconstitution accueille le public à l'entrée de la nouvelle exposition.

© National Museum of Ethiopia Reconstitution de Lucy, squelette d’Australopithecus afarensis daté à 3,2 millions d’années. Cette reconstitution accueille le public à l’entrée de la nouvelle exposition.

Lucy, répertoriée sous le code AL 288-1, a été découverte (par Yves Coppens, Donald Johanson et Maurice Taïeb ) le 30 novembre 1974 à Hadar sur les bords de la rivière Awash en Ethiopie; elle appartient à l’espèce Australopithecus Afarensis qui a vécu entre -3,7 et -2,9 MA.

Pourquoi ce surnom ?

Les archéologues écoutaient la chanson des Beatles Lucy in the Sky with Diamonds le soir sous la tente, en répertoriant les ossements qu’ils avaient découverts.

Tout d’abord, quelques explications : plusieurs  espèces fossiles témoignent de l’évolution de la lignée humaine* . Elles sont réparties en deux genres principaux : Australopithecus et Homo.

-Les australopithèques ont acquis une bipédie permanente; ils ont été retrouvés en Afrique.

-Le genre Homo, très diversifié, est caractérisé par une augmentation progressive de la capacité crânienne et une régression de la face. .. les fossiles identifiés avec certitude sont tous africains. L’homme moderne, Homo sapiens, est la seule espèce actuelle du genre Homo: Il est apparu en Afrique ou au Proche-Orient et a colonisé tous les continents. Homo sapiens présente des caractères dérivés qui lui sont propres.

*La lignée humaine :

La découverte de restes fossiles présentant des caractères dérivés partagés avec l’espèce humaine actuelle permet de proposer une histoire évolutive de la lignée humaine.

La « lignée humaine » représente toute l’histoire évolutive des Homininés à partir du plus récent ancêtre commun  à l’Homme et au Chimpanzé. ( la lignée humaine est figurée en rouge sur le schéma ci-dessous):

NB: des données moléculaires témoignent d’une  parenté  étroite entre l’Homme, le Chimpanzé et le Bonobo  qui partagent 99,99 % de leur matériel génétique et par conséquent ont un ancêtre commun très récent.
Remarque : Cet ancêtre commun n’est ni un Chimpanzé, ni un bonobo, ni un homme !!!

lignée humaine

L’évolution de cette lignée n’est pas linéaire mais buissonnante car des espèces fossiles différentes ont coexisté alors que l’état d’évolution de leurs caractères était différent.

Une autre représentation montrant  la lignée humaine buissonnante :

lignée humaine

Voir ici une animation montrant la « lignée humaine » buissonnante

localisation de la découverte

Lucy: reconstitution de Win Munns

 

Source Ac-dijon A .Gallien

Aux côtés de Lucy sont aussi présents :

  • Ardi

couv_science

 

Ardi le plus ancien squelette d’hominidé connu à ce jour. Datant de 4,4 millions d’années, il a été découvert en Éthiopie.

Les résultats de son étude (publiés en 2009) ont apporté des informations fondamentales sur le dernier ancêtre commun aux humains et aux chimpanzés et sur les tendances évolutives des différentes lignées. 

 

 

Ardipithecus ramidus est un «mélange bizarre» de caractères archaïques et ceux qui sont propres à la lignée humaine.

Ardi_ramidus


« Avec ses 4,4 millions d’années, Ardi ne ressemblait pas à Lucy (plus jeune de 1 million d’années), mais pas non plus à un chimpanzé. Elle possédait un mélange bizarre de caractères très archaïques et de traits seulement observés dans notre propre lignée d’Homininés. Ainsi, tous les Homininés ultérieurs, dont Lucy, ont un gros orteil aligné sur les autres doigts de pied ( … ). Le gros orteil d’Ardi, lui, s’écarte sur le côté, comme ceux des grands singes (ce qui est plus pratique pour s’agripper aux branches). Mais le pied d’Ardi était aussi pourvu d’un petit os, le peroneum, qui rend la voûte du pied plus rigide ( … ) pour obtenir la force de levier nécessaire à la marche bipède. En outre, le bassin d’Ardi est celui d’un primate archaïque en train de devenir humain ( … ). Chez Lucy, voilà 3,2 millions d’années, les os des hanches étaient devenus à la fois plus larges et plus courts. Le bassin du chimpanzé, au contraire, est long et étroit, et fournit un appui plus ferme pour grimper. Le haut du bassin d’Ardi est court et large, et présente d’autres traits rarement constatés en dehors des Homininés. « 
D’après National Geographic France, juillet 2010

  • Selam

selam© National Museum d’Ethiopia, Addis Abeba

Selam est un autre fossile exceptionnel trouvé en 2000 dans la même région que Lucy. Le squelette quasi complet de ce bébé australopithèque âgé de 3,4 millions d’années a permis de mieux comprendre le mode de croissance de l’espèce Australopithecus afarensis ( il appartient à la même espèce que Lucy)

 

 

 

La galerie accueille également les plus anciens représentants de notre espèce, des Homo sapiens vieux de 160 000 ans, et les plus anciens outils au monde.

La nouvelle galerie présente également  l’impact des changements environnementaux drastiques des derniers millions d’années sur l’évolution du vivant.

L’objectif est de sensibiliser le public éthiopien et international à ce phénomène d’une urgente actualité.

Un article dans Pour la Science (2014) retrace les conséquences d’un changement climatique sur la lignée humaine

climats-hominines

 

arton5994Un petit clin d’œil à Lucy: la BD Lucy

« Adossé à un solide cadre scientifique, sous le contrôle bienveillant du célèbre professeur Yves Coppens, découvreur de la vraie Lucy, Patrick Norbert livre un récit à la fois sensible et humaniste, original, parfaitement crédible et d’un réalisme à couper le souffle ! »voir l’article en entier ici 

Source partielle de l’article  : communiqué du CNRS: Lucy

Les relictes sont-elles des « fossiles vivants » ? …

Le concept de  relicte ou « fossile vivant » est fascinant mais à manier avec précaution:

Des chercheurs français de l’Institut de Systématique, Evolution et Biodiversité – ISYEB (Muséum national d’Histoire naturelle/CNRS/UPMC/EPHE/IRD) et un chercheur néo-zélandais publient le 1er décembre 2014 dans la revue Trends in Ecology and Evolution, un article sur les problématiques d’analyses et les prudentes méthodologies d’étude à appliquer auprès des espèces relictes.

Les espèces relictes  ?

Les espèces relictes sont des espèces vivantes que l’on croyait éteintes et qui « sembleraient  » ne pas avoir évolué.

espèce relicte: le tuatara

Une espèce relicte: le tuatara  auteur Keresh

 

Nous les considérons souvent comme  des « fossiles vivants » (terme employé par Darwin), de véritables  espèces survivantes des temps anciens.

Plus précisément, les grands groupes d’organismes  auxquels elles appartenaient  étaient autrefois très répandus et ont aujourd’hui presque complètement disparus.

 

En 1859, dans l’Origine des espèces, Darwin écrivait à propos des fossiles vivants :

« Or, c’est dans l’eau douce que nous trouvons sept genres de poissons ganoïdes, restes d’un ordre autrefois prépondérant ; c’est également dans l’eau douce que nous trouvons quelques-unes des formes les plus anormales que l’on connaisse dans le monde, l’Ornithorynque et le Lépidosirène, par exemple, qui, comme certains animaux fossiles, constituent jusqu’à un certain point une transition entre des ordres aujourd’hui profondément séparés dans l’échelle de la nature. On pourrait appeler ces formes anormales de véritables fossiles vivants ; si elles se sont conservées jusqu’à notre époque, c’est qu’elles ont habité une région isolée, et qu’elles ont été exposées à une concurrence moins variée et, par conséquent, moins vive. (1859, Chapitre 4. Circonstances favorables à la production de nouvelles formes par la sélection naturelle.) « source Dinosauria

Quelques exemples d’espèces relictes : l’Ornithorynque, le Ginkgo, le Tuatara…

une espèce relicte : l'arbre aux mille écus,  ginko biloba

une espèce relicte : l’arbre aux quarante écus, le Ginkgo biloba . Auteur Tomasz Kuran aka Meteor2017 

De nombreux travaux présument souvent à tort que les relictes auraient gardé des caractères ancestraux ou qu’elles attesteraient de la permanence des peuplements dans leur localité de vie actuelle.

L’article publié aujourd’hui  par le CNRS montre que de telles hypothèses sont souvent démenties par des analyses statistiques prudentes basées sur les arbres de parenté moléculaires (phylogénies) et l’étude des fossiles (paléontologie).

Un article du muséum de Toulouse sur le cœlacanthe précise:

556px-Coelacanth1« Les espèces actuelles présentent de grandes ressemblances morphologiques avec les fossiles datant d’au moins 300 millions d’années. C’est ce qu’on a coutume d’appeler, selon une expression employée par Darwin, un « fossile vivant ». Aujourd’hui, cependant, beaucoup de biologistes rejettent ce terme car les créationnistes l’utilisent pour nier l’évolution. En effet, si l’aspect morphologique des cœlacanthes n’a pas beaucoup changé, il n’en est rien de leur génome, comme en atteste en particulier un article récent. Les auteurs suggèrent que l’absence de prédateurs et un environnement très calme pourraient rendre compte de cet apparent « immobilisme ». source Muséum de Toulouse « Moi le cœlacanthe, un fossile vivant ? Quelle hérésie ! »

Voir l’article: Evolution: le génome du cœlacanthe africain dévoilé….

Reconstituer le passé?

Ce travail est très délicat car nous possédons souvent que des bribes d’informations sur les processus évolutifs.

« Ces informations doivent être contrôlées par des échantillonnages et des analyses statistiques appropriés, comme si elles résultaient d’une expérience de laboratoire conduite avec un protocole construit a priori.L’origine récente ou ancienne de la relicte, ou la représentativité de sa localisation géographique, ne sont pas connues a priori et devraient être prudemment documentées. »source CNRS

Etudier en détail la relicte:

« Leur étude permet de documenter la pluralité des dynamiques de diversification ou d’extinction dans différents groupes d’organismes. Elles ont en outre une valeur « patrimoniale » exceptionnelle dans la conservation de la biodiversité puisqu’elles sont les uniques représentantes de vastes groupes d’organismes presque totalement disparus. » source CNRS

Télécharger le communiqué du CNRS: communique_de_presse_espece_relicte_ou_fossile_vivant_museum_national_d_histoire_naturelle(1)