Impact d’astéroïde : le soufre émis moins létal lors de l’extinction des dinosaures
Des études antérieures affirmaient que l’extinction massive qui a éradiqué les dinosaures avait été causée par l’émission de grandes quantités de soufre provenant des roches du cratère d’impact de Chicxulub. Une nouvelle publication dans la revue Nature Communications remet en question ce scénario. Les auteurs, comprenant Cem Berk Senel et Özgür Karatekin de l’Observatoire royal de Belgique (ORB), ont utilisé des mesures empiriques révolutionnaires du soufre dans la couche limite du Crétacé-Paléogène (K-Pg). Grâce à ces mesures, l’équipe internationale a démontré que le rôle du soufre dans l’extinction avait été surestimé.
Reconstruction paléoartistique représentant l’impact de Chicxulub il y a 66 millions d’années et un paysage froid, stérile et nuageux après l’impact, illustrant la transition entre « l’âge des dinosaures » et « l’âge des mammifères ». Des mammifères terrestres survivants sont présents à côté des squelettes de Triceratops horridus et de Dakotaraptor steini, aujourd’hui disparus. Illustration d’Aleksei Rodushkin.
L’impact de Chicxulub et le rôle du soufre
Depuis longtemps, les scientifiques reconnaissent que l’impact météoritique de Chicxulub a déclenché un hiver global, entraînant la disparition des dinosaures et d’environ 75 % des espèces sur Terre, il y a 66 millions d’années. En 2023, une étude révolutionnaire menée par Cem Berk Senel de l’ORB a démontré le rôle majeur de la poussière générée par l’impact dans la disparition des dinosaures il y a 66 millions d’années. Avec Özgur Karatekin, Senel a participé à une nouvelle étude dirigée par Katerina Rodiouchkina (associée à l’université technologique de Luleå en Suède, ainsi qu’à l’UGent et à la VUB en Belgique) afin d’examiner le rôle du soufre libéré par le même impact.
La plupart des études précédentes considéraient le soufre comme le principal facteur de refroidissement et d’extinction après l’impact. Cependant, les estimations du volume d’aérosols sulfurés libérés par la vaporisation des roches impactées au Mexique variaient considérablement, allant jusqu’à un facteur 100 selon les études. Cette variabilité s’explique par des paramètres incertains, tels que la proportion de roches contenant du soufre sur le site d’impact, la taille, la vitesse et l’angle d’impact de l’astéroïde, ainsi que les pressions de choc exercées sur les minéraux contenant du soufre.
Carte contemporaine montrant le site d’impact de Chicxulub et les différents sites du Crétacé-Paléogène analysés dans cette étude (modifiée d’après Rodiouchkina et al., 2025).
Estimer la quantité de soufre libérée il y a 66 millions d’années
Dans cette nouvelle étude, Katerina Rodiouchkina et ses collègues ont utilisé des concentrations de soufre et des compositions isotopiques extraites de nouvelles carottes de forage prélevées dans la région du cratère, ainsi que des profils chimiques détaillés des sédiments de la limite K-Pg du monde entier. Cela a permis aux auteurs d’estimer empiriquement, pour la première fois, la quantité totale de soufre libérée dans l’atmosphère par l’impact de Chicxulub.
« Au lieu de nous concentrer sur l’événement d’impact lui-même, nous nous sommes concentrés sur ses conséquences », explique la chimiste Katerina Rodiouchkina. « Nous avons d’abord analysé l’empreinte sulfurée des roches dans la région du cratère, qui étaient à l’origine des aérosols sulfurés libérés dans l’atmosphère. Ces aérosols se sont dispersés à l’échelle mondiale avant de retomber sur la surface terrestre au cours des mois ou années qui ont suivi l’impact. Le soufre a été déposé autour de la couche limite K-Pg dans les profils sédimentaires du monde entier. Nous avons utilisé le changement correspondant dans la composition isotopique du soufre pour distinguer le soufre lié à l’impact de celui provenant de sources naturelles, et la quantité totale de soufre libérée a été calculée par bilan de masse. »
Comparaison des estimations de la quantité de soufre (S) (en milliards de tonnes ou gigatonnes ; Gt) vaporisée à la suite de l’impact de Chicxulub, déterminées dans la présente étude (empiriques, marqueurs triangulaires noirs) et des valeurs publiées précédemment (numériques, marqueurs carrés bleus). Les estimations empiriques de S sont basées sur les rapports isotopiques de S et les valeurs de concentration de S provenant de divers sites de la limite K-Pg (Crétacé-Paléogène). La région ombrée en violet montre la moyenne de ces 5 sites terrestres de la limite K-Pg (67 ± 39 Gt), à l’exclusion du site marin de la rivière Brazos en raison des grandes incertitudes correspondantes. Les estimations numériques publiées précédemment sont incluses. (Modifié d’après Rodiouchkina et al., 2025.)
Un hiver plus doux causé par le soufre
Les scientifiques ont révélé qu’un total de 67 ± 39 milliards de tonnes de soufre avait été libéré, soit environ cinq fois moins que ce qui avait été précédemment estimé dans les modèles numériques. Cela suggère un « hiver d’impact » plus modéré que ce qui était auparavant supposé, entraînant un refroidissement moins sévère et un rétablissement climatique plus rapide. Cela pourrait avoir contribué à la survie d’au moins 25 % des espèces sur Terre après l’événement. Bien que le soufre reste probablement le principal moteur du refroidissement global, il est important de noter qu’une étude récente de l’Observatoire royal de Belgique et de la VUB suggère qu’un énorme panache de fines particules de poussière aurait pu jouer un rôle crucial en créant une période de deux ans de quasi-obscurité, bloquant la photosynthèse et aggravant les impacts environnementaux.
L’étude a été réalisée en collaboration avec la Luleå University of Technology, l’Université de Gand (UGent), la Vrije Universiteit Brussel (VUB), l’Observatoire royal de Belgique (ORB), l’Université libre de Bruxelles (ULB), l’Institut Leibniz pour la recherche sur la mer Baltique Warnemünde (IOW), les Universités de Greifswald et de Rostock, Australian Laboratory Services (ALS) Scandinavia AB, Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven) et l’Institut royal des Sciences naturelles de Belgique (IRSNB). Cette recherche a été soutenue par le Fonds de la Recherche scientifique — Flandre (FWO) à travers le programme EOS-Excellence of Science (projet ET-HoME), par un financement Hercules pour l’acquisition d’un spectromètre de masse ICP à collecteurs multiples à l’UGent, le programme stratégique de recherche de la VUB, Chicxulub BRAIN-be (Belgian Research Action through Interdisciplinary Networks) et le projet FED-tWIN MicroPAST, tous deux financés par le Politique scientifique fédérale belge (BELSPO).
Référence
Katerina Rodiouchkina et al. Reduced contribution of sulfur to the mass extinction associated with the Chicxulub impact event. Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55145-6.