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Posté par Adrien le Jeudi 27/08/2015 à 00:00
Les métaux lourds impliqués dans les grandes extinctions du passé ?
Du plancton fossile malformé vieux de 415 millions d'années révèle une forme de pollution par métaux lourds qui pourrait avoir contribué à certains des plus grands évènements d'extinction dans l'histoire de la Terre. Ces travaux menés par le laboratoire Évolution, écologie, paléontologie (CNRS/Université de Lille), en collaboration avec des collègues américains et allemands, sont publiés dans la revue Nature Communications le 25 août 2015.


Spécimen malformé de chitinozoaire, un fossile de micro-zooplancton du Silurien du genre Margachitina.© Thijs Vandenbroucke
Plusieurs événements d'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve...) de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) du Paléozoïque ont façonné l'évolution de la vie (La vie est le nom donné :) sur notre planète. Bien que certaines de ces crises, dont les extinctions de l'Ordovicien et du Silurien (il y a environ 485 à 420 millions d'années), aient été responsables de l'éradication de 85% des espèces marines, les mécanismes responsables de ces crises restent mal compris.

Des paléontologues ont observé la présence élevée de phyto- et zooplanctons fossiles malformés, dits tératologiques, dans des couches sédimentaires datant de l'Ordovicien-Silurien et correspondant aux étapes initiales des événements d'extinction. Ces organismes anormaux se retrouvant dans de nombreux dépôts, aussi bien en Suède, qu'au Canada ou en Libye, les chercheurs se sont interrogés sur les origines de ces malformations.

Les effets tératologiques de la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et...) aux métaux lourds sur le plancton (Homère désignait les animaux errant à la surface des flots par plankton, du grec ancien πλαγκτός / planktós ou...) actuel sont bien établis: ces toxines provoquent des anomalies morphologiques chez les organismes aquatiques et la présence d'individus malformés sert habituellement d'outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action....) pour détecter une contamination. Les chercheurs ont donc mesuré les concentrations en métaux dans certains des spécimens fossiles ainsi que dans les roches qui les entourent, pour un des événements du Silurien. Leurs résultats montrent que ce plancton ancien contient des niveaux élevés de métaux lourds, tels que le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie...), le plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.) et l'arsenic (L’arsenic est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole As et de numéro atomique 33, présentant des propriétés...). Les abondances des différents éléments dans les fossiles et dans les roches, combinées avec la forte présence de formes tératologiques, suggèrent que les métaux ont été absorbés par les organismes lorsqu'ils étaient vivants et se sont en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) déposés dans les sédiments alentour. Un empoisonnement par métaux lourds semble donc être la cause des malformations observées dans le microplancton. Les corrélations récurrentes entre l'apparition de ces organismes malformés et les événements d'extinction durant les périodes de l'Ordovicien et du Silurien pourraient indiquer que la contamination par des métaux toxiques est un facteur, jusqu'ici insoupçonné, ayant contribué aux phénomènes d'extinction dans les océans anciens.

Des changements observés dans les rapports isotopiques pour le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), l'oxygène et le soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) suggèrent qu'aux mêmes périodes la concentration en oxygène diminue dans les couches profondes de l'océan. Le scenario pourrait donc être le suivant: l'anoxie des eaux favorisant la solubilité de certains éléments et entrainant des changements dans les cycles chimiques, les concentrations en métaux y augmentent. Ces eaux profondes pauvres en oxygène et riches en métaux remontent ensuite à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec...). Là, elles se mélangent aux eaux du plateau continental qui accueillent un écosystème très riche, entrainant l'extinction de nombreuses espèces et une pollution des sédiments. La toxicité due aux métaux semble ainsi constituer le "chaînon manquant" qui relie les extinctions en masse des organismes marins à l'anoxie généralisée de l'océan profond. L'existence des fossiles de plancton malformé, indicateurs de cette pollution métallique, pourrait donc fournir un nouvel outil pour identifier les phases précoces de ces crises catastrophiques dans les archives géologiques.

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Source: CNRS-INSU
 
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