Les dinosaures sont apparus il y a environ 231 millions d’années, au cours de la période du trias des temps géologiques. Ils ont ensuite régné sur la Terre pendant près de 170 millions d’années.

Image d’entête : avec une coulée de lave au loin, un dinosaure théropode à plumes primitives emporte une victime mammifère pendant un hiver volcanique enneigé causé par des éruptions massives pendant l’extinction Trias-Jurassique. (Larry Felder/ Université Columbia)

Tout le monde connaît l’extinction massive provoquée par l’impact d’un astéroïde, il y a 66 millions d’années, qui a vu la fin du règne des « terribles lézards ». Mais qu’en est-il de la précédente extinction de masse, il y a 202 millions d’années, qui a consolidé la dynastie des dinosaures ?

De nouvelles recherches ont mis en lumière certains aspects de ce phénomène d’extinction plus mystérieux et moins discuté, répondant à des questions sur les causes de l’extinction et sur les raisons pour lesquelles les dinosaures ont survécu alors que d’autres animaux ont disparu.

Les dinosaures sont associés aux climats chauds et humides. Et ce, parce que les périodes où ils vivaient, le Trias, le Jurassique et le Crétacé, étaient généralement torrides.

Mais les dinosaures sont plus complexes que cela. Il est désormais bien établi qu’ils ont colonisé l’Arctique froid et glacé plus tard au cours de leur séjour sur Terre. Mais une étude publiée la semaine dernière (lien plus bas) suggère que l’adaptabilité des dinosaures aux climats plus froids a commencé bien plus tôt et pourrait avoir été déterminante dans leur succès initial sur les autres créatures.

Les résultats montrent pour la première fois que les dinosaures du Trias, des protagonistes de second plan à l’époque, largement relégués dans les régions polaires, enduraient régulièrement des températures glaciales.

L’étude s’appuie sur des fouilles récentes menées dans le désert reculé du nord-ouest de la Chine, le bassin de Junggar. Les chercheurs ont trouvé des empreintes de dinosaures ainsi que des fragments de roche bizarres qui n’auraient pu être déposés que par la glace.

Les chercheurs affirment que, pendant l’extinction qui a marqué la fin du Trias et le début du Jurassique, les vagues de froid déjà fréquentes dans les régions polaires commençaient à devenir plus fréquentes dans les latitudes plus basses et plus chaudes. Le froid aurait été mortel pour de nombreuses espèces de reptiles à sang froid qui avaient dominé les dinosaures, lesquels n’avaient pas encore évolué vers les géants que nous avons appris à connaître.

Les dinosaures, en revanche, étaient déjà adaptés au froid et ont pu se répandre dans les niches écologiques laissées par l’extinction.

Le supercontinent de la Pangée il y a 202 millions d’années, peu avant l’extinction du Trias-Jurassique. Des traces des premiers dinosaures ont été trouvées dans les zones indiquées ; la plupart des espèces étaient confinées aux hautes latitudes, et les quelques espèces plus proches des tropiques avaient tendance à être plus petites. La zone rouge en haut est le bassin de Junggar, aujourd’hui dans le nord-ouest de la Chine. (Olsen et col./ Science Advances)

Selon l’auteur principal, Paul Olsen, géologue à l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty de l’Université Columbia, aux États-Unis :

Les dinosaures étaient là pendant le Trias, sans que l’on s’en aperçoive. La clé de leur domination finale était très simple. C’étaient des animaux fondamentalement adaptés au froid. Quand il faisait froid partout, ils étaient prêts, et les autres animaux ne l’étaient pas.

Il y a environ 214 millions d’années, les dinosaures avaient atteint l’extrême nord du supercontinent Pangée. Les régions tropicales et subtropicales situées entre les pôles étaient dominées par des parents géants des crocodiles et autres reptiles.

Au Trias et au Jurassique, la concentration atmosphérique de CO2 était 5 fois supérieure à celle d’aujourd’hui, soit 2000 parties par million. L’effet de serre aurait donc entraîné une chaleur et une humidité intenses. En fait, rien ne prouve qu’il existait des calottes polaires à cette époque.

Cependant, les latitudes plus élevées recevaient peu de lumière solaire et étaient saisonnièrement froides. Jusqu’à présent, cependant, il n’y avait aucune preuve de gel, même à l’extrême nord de la Pangée.

L’extinction du Trias-Jurassique a peut-être duré un million d’années et a conduit à la disparition des trois quarts des espèces terrestres et marines de la Terre. Outre les dinosaures, les animaux qui ont survécu à l’extinction comprenaient de petits animaux fouisseurs comme les tortues et les premiers mammifères.

Si les causes de l’extinction ne sont pas tout à fait claires, les scientifiques pensent que d’importants bouleversements tectoniques ont fait éclater la Pangée et provoqué une activité volcanique accrue.

En plus de pomper encore plus de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et de rendre les océans acides, ces éruptions auraient envoyé d’énormes quantités d’aérosols de soufre dans l’air. Ces gaz auraient dévié la lumière du soleil, provoquant des « hivers volcaniques » qui auraient annulé l’effet de serre. Les hivers qui en ont résulté ont pu durer des années et tuer les reptiles les moins adaptés au froid, tandis que les dinosaures survécurent.

Sur le fond d’un ancien lac situé dans ce qui est aujourd’hui le nord-ouest de la Chine, les chercheurs ont trouvé des empreintes de dinosaures vieilles de 206 millions d’années. Les dinosaures auraient alors vécu au-dessus du cercle polaire arctique, à environ 71°N. Mais l’équipe a également trouvé des cailloux mesurant jusqu’à 1,5 centimètre de diamètre dans les sédiments du lit du lac.

Loin des rives du lac préhistorique, ces cailloux ne devraient pas être là. L’explication réaliste : il s’agit de débris de glace (IRD). Le transport par radeaux de glace entraine des roches ramassées par la glace formée contre une masse terrestre côtière qui dérive et fond, déposant les galets.

Selon le coauteur de l’étude, Dennis Kent, également géologue à Lamont-Doherty :

Cela montre que ces zones gelaient régulièrement et que les dinosaures s’en sortaient très bien.

On sait maintenant que de nombreuses espèces de dinosaures, sinon toutes, étaient dotées de plumes, y compris des espèces emblématiques comme le Tyrannosaurus rex. Certains dinosaures ont été les pionniers du vol, donnant naissance à leurs descendants les oiseaux. D’autres utilisaient leurs plumes pour l’accouplement et d’autres manifestations. Mais il semble que le principal objectif du duvet ait été la fonction isolante. La plupart des dinosaures avaient également le sang chaud. Ces deux caractéristiques auraient été des adaptations utiles dans les conditions hivernales créées par l’extinction du Trias et du Jurassique.

Toujours selon Kent :

Des épisodes hivernaux sévères au cours d’éruptions volcaniques ont pu amener des températures glaciales sous les tropiques, où semblent s’être produites de nombreuses extinctions de grands vertébrés nus et sans plumes. Alors que nos amis à fines plumes acclimatés à des températures plus froides dans des latitudes plus élevées s’en sont bien sortis.

Selon Stephen Brusatte, professeur de paléontologie et d’évolution à l’Université d’Édimbourg, en Écosse :

Il existe un stéréotype selon lequel les dinosaures ont toujours vécu dans des jungles tropicales luxuriantes, mais cette nouvelle recherche montre que les hautes latitudes auraient été glaciales et même couvertes de glace pendant certaines parties de l’année. Il se trouve que les dinosaures vivant à des latitudes élevées avaient déjà des manteaux d’hiver alors que beaucoup de leurs concurrents du Trias se sont éteints.

Randall Irmis, conservateur de paléontologie au Musée d’histoire naturelle de l’Utah, aux États-Unis, et spécialiste des premiers dinosaures, partage cet avis :

C’est la première preuve détaillée des paléolatitudes élevées, la première preuve pour les 10 derniers millions d’années de la période triasique, et la première preuve de conditions véritablement glaciales. Les gens ont l’habitude de penser à cette période comme étant une époque où le globe entier était chaud et humide, mais ce n’était tout simplement pas le cas.

Pour se faire une meilleure idée de cette période et comprendre comment les premiers dinosaures s’en sont sortis alors que d’autres animaux se sont éteints, les chercheurs affirment qu’il faut explorer davantage les sites situés dans des zones autrefois polaires, comme le bassin de Junggar.

Selon Olsen :

Le registre des fossiles est très mauvais, et personne ne prospecte. Ces roches sont grises et noires, et il est beaucoup plus difficile de prospecter [des fossiles] dans ces strates. La plupart des paléontologues sont attirés par la fin du Jurassique, où l’on sait qu’il y a beaucoup de gros squelettes à trouver. Le paléo-arctique est pratiquement ignoré.

L’étude publiée dans Science Advances : Arctic ice and the ecological rise of the dinosaurs et présentée sur le site de la Columbia Climate School de l’Université Columbia : Dinosaurs Took Over Amid Ice, Not Warmth, Says a New Study of Ancient Mass Extinction.

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