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Les forêts de l’Antarctique // Antarctica’s forests

Quand on contemple aujourd’hui l’univers immaculé de l’Antarctique, il est difficile de se faire à l’idée que ce continent n’a pas toujours été recouvert par la glace. Il y a des millions d’années, alors qu’il faisait encore partie du Gondwana, les arbres poussaient en abondance près du pôle Sud.
Des chercheurs de l’Université du Wisconsin-Milwaukee ont découvert des fossiles de certains de ces arbres ; ils nous apprennent comment les plantes ont prospéré et à quoi pourraient bientôt ressembler nos forêts qui progressent vers le nord sous l’effet du réchauffement climatique. Les scientifiques indiquent que l’Antarctique préserve une histoire écologique des biomes polaires sur environ 400 millions d’années, ce qui représente fondamentalement l’intégralité de l’évolution des plantes.
Il y a environ 400 à 14 millions d’années, le continent austral était très différent de ce qu’il est aujourd’hui ; c’était un endroit beaucoup plus vert. Le climat était plus chaud, même si les plantes qui ont survécu dans les basses latitudes méridionales ont dû faire face, comme de nos jours, à des hivers pendant lesquels le soleil disparaît à l’horizon et des étés pendant lesquels il ne se couche jamais.
Les chercheurs de l’Université du Wisconsin-Milwaukee concentrent leur étude sur une période qui se situe autour de 252 millions d’années, ce qui correspond à l’extinction massive du Permien-Trias. Au cours de cet événement, 95% des espèces sur Terre ont disparu. L’extinction a pu être causée par des émissions colossales de gaz à effet de serre produites par des éruptions volcaniques, ce qui a fait grimper les températures de la planète à des niveaux extrêmes et provoqué l’acidification des océans. Il y a des points communs évidents avec le changement climatique actuel qui est certes moins extrême mais qui est également influencé par les gaz à effet de serre.
Avant la fin de l’extinction massique du Permien, les forêts polaires du Sud étaient dominées par un type d’arbre, celui du genre Glossopteris. C’étaient de grands arbres pouvant atteindre des hauteurs de 20 à 40 mètres, avec de larges feuilles plates. Avant l’extinction du Permien, le Glossopteris dominait le paysage austral entre le 35ème  parallèle et le pôle Sud.
L’an dernier, alors qu’ils cherchaient des fossiles en Antarctique, les scientifiques ont découvert la forêt la plus ancienne de la région du pôle sud. Elle s’est probablement développée il y a environ 280 millions d’années avant de disparaître rapidement sous la cendre volcanique qui a  préservé les végétaux jusqu’au niveau cellulaire.
De nouvelles fouilles devraient être effectuées très prochainement sur deux sites qui contiennent des fossiles d’une période allant d’avant à après l’extinction du Permien. Après l’extinction, les forêts n’ont pas disparu, mais elles ont changé. Le Glossopteris n’existait plus, mais de nouveaux d’arbres à feuilles persistantes et à feuilles caduques, y compris des espèces proches des gingkos d’aujourd’hui, ont fait leur apparition. Les chercheurs essaient de comprendre ce qui a causé cette évolution.
Les plantes sont si bien conservées dans la roche que certains des blocs d’acides aminés qui composent les protéines des arbres peuvent encore être extraits. L’étude de la composition chimique de ces blocs permettra peut-être de comprendre comment les arbres ont pu s’adapter aux conditions de  lumière très particulières dans les latitudes méridionales, ainsi que les facteurs qui ont permis à ces plantes de prospérer, tout en entraînant la mort du Glossopteris.
Source: Live Science.

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When looking at Antarctica’s immaculate universe today, it is hard to imagine that this continent was not always a land of ice. Millions of years ago, when it was still part of Gondwana, trees flourished near the South Pole.

Now, newfound fossils of some of these trees by researchers at the University of Wisconsin-Milwaukee are revealing how the plants thrived, and what forests might look like as they march northward in today’s warming world. The scientists tell us that Antarctica preserves an ecologic history of polar biomes that ranges for about 400 million years, which is basically the entirety of plant evolution.

Fom about 400 million to 14 million years ago, the southern continent was a very different from what it is today, and a much greener place. The climate was warmer, though the plants that survived at the low southern latitudes had to cope with winters of 24-hour-per-day darkness and summers during which the sun never set, just as today.

The University of Wisconsin-Milwaukee researchers are focused on an era centered around 252 million years ago, during the Permian-Triassic mass extinction. During this event, as many of 95 percent of Earth’s species died out. The extinction may have been driven by massive greenhouse gas emissions from volcanoes, which raised the planet’s temperatures to extreme levels and caused the oceans to acidify. There are obvious parallels to contemporary climate change, which is less extreme but similarly driven by greenhouse gases.

Prior to the end-Permian mass extinction, the southern polar forests were dominated by one type of tree, those in the Glossopteris genus. These were huge trees that grew from 20 to 40 metres tall, with broad, flat leaves. Before the Permian extinction, Glossopteris dominated the landscape below the 35th parallel south to the South Pole.

Last year, while looking for fossils in Antarctica, the researchers found the oldest polar forest on record from the southern polar region. It probably flourished about 280 million years ago before being rapidly buried in volcanic ash, which preserved it down to the cellular level.

More excavations are due to be performed very soon at two sites which contain fossils from a period spanning from before to after the Permian extinction. After the extinction, the forests did not disappear, but they changed. Glossopteris was out, but a new mix of evergreen and deciduous trees, including relatives of today’s gingkoes, moved in. The researchers are trying to understand what exactly caused those transitions to occur.

The plants are so well-preserved in rock that some of the amino acid building blocks that made up the trees’ proteins can still be extracted. Studying these chemical building blocks may help clarify how the trees handled the southern latitudes’ weird sunlight conditions, as well as the factors that allowed those plants to thrive but drove Glossopteris to its death.

Source : Live Science.

La photo montre une souche d’arbre datant de 280 millions d’années, encore attachée à ses racines en Antarctique. (Crédit photo: Université du Wisconsin-Milwaukee)

Les trapps de Sibérie responsables de l’extinction permienne? // Did the Siberian trapps cause the Great Dying?

drapeau francaisUne équipe de scientifiques américains du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a simulé la Grande Extinction qui a eu lieu il y a environ 252 millions d’années, avec la disparition d’une grande majorité des espèces.
Alors que  cette extinction massive a toujours été un sujet de débat scientifique, les chercheurs ont constaté que les émissions de soufre produites par de gigantesques éruptions volcaniques étaient largement suffisantes pour créer des pluies très acides qui pouvaient affecter la croissance des plantes.
Les scientifiques ont étudié attentivement la théorie qui prétend la Grande Extinction a été causée par des éruptions volcaniques dans les Trapps de Sibérie, avec une cascade d’événements environnementaux. Ils ont découvert que les émissions de soufre produites par ces éruptions étaient suffisamment importantes pour provoquer des pluies acides dans tout l’hémisphère nord, avec des niveaux de pH pouvant atteindre 2, ce qui est plus acide que du jus de citron pur. Cette acidité peut avoir été suffisante pour arrêter la croissance des plantes et contribué à leur extinction.
Les géologues qui ont étudié l’histoire des roches volcaniques en Sibérie ont trouvé la preuve d’une impressionnante suite d’éruptions qui se sont produites avec des épisodes courts à partir de la fin du Permien et ont continué pendant des millions d’années. Le volume de magma produit a été évalué à plusieurs millions de kilomètres cubes, ce qui est suffisant pour couvrir complètement les Etats-Unis. Ce magma a probablement libéré du dioxyde de carbone et d’autres gaz dans l’atmosphère, ce qui a conduit à un important réchauffement climatique. Les éruptions ont probablement généré de gigantesques nuages ​​de soufre qui est finalement retombé à la surface de la Terre sous forme de pluies acides.
Par ailleurs, les chercheurs ont inclus une vaste gamme de gaz dans leurs simulations, en se basant sur des estimations fournies par des analyses chimiques et des modélisations thermiques. Ils ont ensuite suivi le comportement de l’eau dans l’atmosphère, en même temps que les interactions entre les différents gaz et aérosols, afin de calculer l’acidité de la pluie à  cette époque. Les résultats ont montré que les émissions de dioxyde de soufre d’origine volcanique étaient susceptibles d’affecter considérablement l’acidité des pluies à la fin du Permien, ce qui aurait conduit à la Grande Extinction.
Une fois les éruptions terminées, les chercheurs pensent que le niveau de pH dans la pluie est redevenu quasi normal en moins d’un an.
Ils ont également modélisé la perte d’ozone résultant de l’activité volcanique. Leurs résultats suggèrent que d’un mélange de gaz libérés dans l’atmosphère peut avoir détruit entre cinq et 65 pour cent de la couche d’ozone, ce qui a augmenté sensiblement l’exposition des espèces au rayonnement ultraviolet.

Source : Presse scientifique américaine.

 

drapeau anglaisA team of U.S. scientists at the Massachusetts of Technology (MIT) have simulated the Great Dying, which occurred around 252 million years ago, when the vast majority of species became extinct.

While the massive extinction is a matter of scientific debate, the researchers found that sulphur emissions from massive volcanic eruptions were significant enough to create extremely acidic rain which could have affected plant growth.

The researchers investigated the theory that pretends the Great Dying was caused by volcanic eruptions in the Siberian Trapps which triggered a cascade of environmental events.

They discovered that sulphur emissions were significant enough to create widespread acid rain throughout the Northern Hemisphere, with pH levels reaching 2, as acidic as pure lemon juice. Such acidity may have been sufficient to stop plant growth, contributing to their ultimate extinction.

Geologists who have examined the rock record in Siberia have observed evidence of a huge chain of volcanic eruptions that came in short episodes beginning near the end of the Permian period and continued for another million years. The volume of magma produced was several million cubic kilometres, which is enough to completely cover the U.S.

This magma probably released carbon dioxide and other gases into the atmosphere, leading to powerful global warming. The eruptions may also have released large clouds of sulphur which ultimately returned to Earth’s surface as acid rain.

The researchers also included a wide range of gases in their simulations, based on estimates from chemical analyses and thermal modelling. They then tracked water in the atmosphere and the interactions among various gases and aerosols, to calculate the pH acidity of rain at the time. The results showed that both carbon dioxide and volcanic sulphur could have significantly affected the acidity of rain at the end of the Permian, which led to the Great Dying.

After the eruptions ended, the researchers believe pH levels in rain became lower within one year.

The researchers also modelled ozone depletion resulting from volcanic activity. Their results suggested that a mix of gases released into the atmosphere may have destroyed between five and 65 per cent of the ozone layer, substantially increasing species’ exposure to ultraviolet radiation.

Source: U.S. scientific press.