Puis, de minuscules billes de verre ont commencé à tomber comme des plombs du ciel. La pluie de verre était si forte qu’elle a pu mettre le feu à une grande partie de la végétation sur terre. Dans l’eau, les poissons luttaient pour respirer car les perles obstruaient leurs branchies.
La mer agitée s’est transformée en un mur d’eau de 30 pieds lorsqu’elle a atteint l’embouchure d’une rivière, projetant des centaines, voire des milliers, de poissons d’eau douce — esturgeon et poisson-spatule — sur une barre de sable et inversant temporairement le débit de la rivière. Échoués par la décrue, les poissons ont été bombardés de billes de verre d’un diamètre pouvant atteindre 5 millimètres, certaines s’enfonçant de plusieurs centimètres dans la boue. Le torrent de roches, comme du sable fin, et de petites perles de verre a continué pendant encore 10 à 20 minutes avant qu’une deuxième grande vague n’inonde la rive et ne recouvre les poissons de gravier, de sable et de sédiments fins, les isolant du monde pendant 66 millions d’années.
Ce cimetière unique et fossilisé — des poissons empilés les uns sur les autres et mélangés à des troncs d’arbres brûlés, des branches de conifères, des mammifères morts, des os de mosasaure, des insectes, la carcasse partielle d’un Triceratops, des micro-organismes marins appelés dinoflagellés et des céphalopodes marins ressemblant à des escargots, appelés ammonites – a été mis au jour par le paléontologue Robert DePalma au cours des six dernières années dans la formation de Hell Creek, non loin de Bowman, dans le Dakota du Nord. Les preuves confirment un soupçon qui a harcelé DePalma lors de sa première saison de fouilles au cours de l’été 2013, à savoir qu’il s’agissait d’un champ d’abattage mis en place peu après l’impact d’un astéroïde qui a finalement conduit à l’extinction de tous les dinosaures terrestres. L’impact à la fin de la période du Crétacé, la soi-disant frontière K-T, a exterminé 75 pour cent de la vie sur Terre.
« C’est le premier assemblage de mort massive de grands organismes que quelqu’un a trouvé associé à la frontière K-T », a déclaré DePalma, conservateur de paléontologie au Musée d’histoire naturelle de Palm Beach en Floride et étudiant en doctorat à l’Université du Kansas. « Dans aucune autre section de la limite K-T sur Terre, vous ne pouvez trouver une telle collection composée d’un grand nombre d’espèces représentant différents âges d’organismes et différents stades de vie, qui sont tous morts au même moment, le même jour. »
Dans un article à paraître la semaine prochaine dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, lui et ses collègues américains et européens, dont deux géologues de l’Université de Californie à Berkeley, décrivent le site, surnommé Tanis, et les preuves qui le relient à l’impact d’un astéroïde ou d’une comète au large de la péninsule du Yucatan au Mexique, il y a 66 millions d’années. Cet impact a créé un énorme cratère, appelé Chicxulub, au fond de l’océan et a envoyé des roches vaporisées et des kilomètres cubes de poussière d’astéroïde dans l’atmosphère. Le nuage a fini par envelopper la Terre, préparant le terrain pour la dernière extinction de masse de la Terre.
« C’est comme un musée de la fin du Crétacé dans une couche d’un mètre et demi d’épaisseur », a déclaré Mark Richards, un professeur émérite de l’UC Berkeley en sciences de la terre et des planètes qui est maintenant provost et professeur de sciences de la terre et de l’espace à l’Université de Washington.
Richards et Walter Alvarez, un professeur de l’École supérieure de l’UC Berkeley qui, il y a 40 ans, a émis la première hypothèse qu’une comète ou un impact d’astéroïde avait causé l’extinction de masse, ont été appelés par DePalma et le scientifique néerlandais Jan Smit pour être consultés sur la pluie de perles de verre et les vagues semblables à un tsunami qui ont enterré et préservé les poissons. Les perles, appelées tektites, se sont formées dans l’atmosphère à partir de roches fondues par l’impact.
Tsunami vs. seiche
Richards et Alvarez ont déterminé que les poissons n’auraient pas pu être échoués puis ensevelis par un tsunami typique, une vague unique qui aurait atteint ce bras jusqu’alors inconnu de la Voie maritime intérieure occidentale pas moins de 10 à 12 heures après l’impact à 3 000 kilomètres de là, si elle ne s’est pas tarie avant. Leur raisonnement : Les tektites auraient plu dans les 45 minutes à une heure suivant l’impact, incapables de créer des trous de boue si le fond marin n’avait pas déjà été exposé.
Au lieu de cela, ils affirment que des ondes sismiques sont probablement arrivées dans les 10 minutes suivant l’impact de ce qui aurait été l’équivalent d’un tremblement de terre de magnitude 10 ou 11, créant une seiche (prononcer sayh), une vague stationnaire, dans la mer intérieure qui est similaire à l’eau qui remue dans une baignoire pendant un tremblement de terre. Bien que les grands tremblements de terre génèrent souvent des seiches dans les masses d’eau fermées, elles sont rarement remarquées, selon M. Richards. Le tremblement de terre de Tohoku en 2011 au Japon, d’une magnitude de 9,0, a créé des seiches de six pieds de haut 30 minutes plus tard dans un fjord norvégien situé à 8000 kilomètres de là.
« Les ondes sismiques commencent à se produire dans les neuf à dix minutes suivant l’impact, donc ils ont eu une chance de faire remuer l’eau avant que toutes les sphérules (petites sphères) ne soient tombées du ciel », a déclaré Richards. « Ces sphérules ont créé des cratères à la surface, formant des entonnoirs – on peut voir les couches déformées dans ce qui était auparavant de la boue molle – puis les gravats ont recouvert les sphérules. Personne n’a jamais vu ces entonnoirs auparavant. »
Les tektites seraient arrivées sur une trajectoire balistique depuis l’espace, atteignant des vitesses terminales de 100 à 200 miles par heure, selon Alvarez, qui a estimé leur temps de voyage il y a des décennies.
« Vous pouvez vous imaginer debout là, en train d’être bombardé par ces sphérules de verre. Elles auraient pu vous tuer », a déclaré Richards. Beaucoup pensent que la pluie de débris était si intense que l’énergie a allumé des feux de forêt sur l’ensemble du continent américain, si ce n’est dans le monde entier.
« Les tsunamis de l’impact de Chicxulub sont certainement bien documentés, mais personne ne savait jusqu’où quelque chose comme cela pouvait aller dans une mer intérieure », a déclaré DePalma. « Lorsque Mark est arrivé à bord, il a découvert un artefact remarquable : les ondes sismiques provenant du site d’impact seraient arrivées à peu près en même temps que le temps de parcours atmosphérique des éjectas. C’était notre grande découverte. »
Au moins deux énormes seiches ont inondé la terre, peut-être à 20 minutes d’intervalle, laissant six pieds de dépôts recouvrant les fossiles. Par-dessus se trouve une couche d’argile riche en iridium, un métal rare sur Terre, mais commun dans les astéroïdes et les comètes. Cette couche est connue sous le nom de frontière K-T, ou K-Pg, marquant la fin de la période crétacée et le début de la période tertiaire, ou paléogène.
Iridium
En 1979, Alvarez et son père, le prix Nobel Luis Alvarez de l’UC Berkeley, ont été les premiers à reconnaître l’importance de l’iridium que l’on trouve dans des couches rocheuses vieilles de 66 millions d’années dans le monde entier. Ils ont proposé qu’une comète ou un impact d’astéroïde soit responsable à la fois de l’iridium à la limite K-T et de l’extinction de masse.
L’impact aurait fait fondre le substrat rocheux sous le plancher océanique et pulvérisé l’astéroïde, envoyant la poussière et la roche fondue dans la stratosphère, où les vents les auraient transportés autour de la planète et auraient occulté le soleil pendant des mois, voire des années. Les débris auraient plu du ciel : non seulement des tektites, mais aussi des débris de roche de la croûte continentale, notamment du quartz choqué, dont la structure cristalline a été déformée par l’impact.
La poussière riche en iridium du météore pulvérisé aurait été la dernière à tomber de l’atmosphère après l’impact, couronnant le Crétacé.
« Lorsque nous avons proposé l’hypothèse de l’impact pour expliquer la grande extinction, elle était basée uniquement sur la découverte d’une concentration anormale d’iridium — l’empreinte digitale d’un astéroïde ou d’une comète », a déclaré Alvarez. « Depuis lors, les preuves se sont progressivement accumulées. Mais il ne m’a jamais traversé l’esprit que nous trouverions un tel lit de mort. »
Une confirmation clé de l’hypothèse du météore a été la découverte d’un cratère d’impact enterré, Chicxulub, dans les Caraïbes et au large de la côte du Yucatan au Mexique, qui a été daté exactement à l’âge de l’extinction. Des sphérules de quartz et de verre choquées ont également été trouvées dans les couches K-Pg du monde entier. La nouvelle découverte à Tanis est la première fois que les débris produits lors de l’impact ont été trouvés avec des animaux tués dans le sillage immédiat de l’impact.
« Et maintenant, nous avons ce site magnifique et complètement inattendu que Robert DePalma fouille dans le Dakota du Nord, qui est si riche en informations détaillées sur ce qui s’est passé à la suite de l’impact », a déclaré Alvarez. « Pour moi, c’est très excitant et gratifiant ! »
Tektites
Jan Smit, professeur retraité de géologie sédimentaire à la Vrije Universiteit d’Amsterdam aux Pays-Bas, considéré comme l’expert mondial des tektites de l’impact, a rejoint DePalma pour analyser et dater les tektites du site de Tanis. Beaucoup d’entre elles ont été trouvées dans un état presque parfait, enchâssées dans de l’ambre, qui à l’époque était de la poix de pin pliable.
« Je me suis rendu sur le site en 2015 et, sous mes yeux, il (DePalma) a découvert une bûche carbonisée ou un tronc d’arbre d’environ quatre mètres de long qui était recouvert d’ambre, qui a agi comme une sorte d’aérogel et a attrapé les tectites lorsqu’elles descendaient », a déclaré Smit. « C’était une découverte majeure, car la résine, l’ambre, recouvrait complètement les tectites, et ce sont les tectites les plus inaltérées que j’ai vues jusqu’à présent, pas un pour cent d’altération. Nous les avons datées, et il s’est avéré qu’elles dataient exactement de la limite K-T. »
Les tektites dans les branchies des poissons sont également une première.
« Les spatules nagent dans l’eau avec la bouche ouverte, béante, et dans ce filet, elles attrapent de minuscules particules, des particules de nourriture, dans leurs fentes branchiales, puis elles les avalent, comme un requin-baleine ou une baleine à fanons », a déclaré Smit. « Ils ont également attrapé des tectites. C’est un fait étonnant en soi. Cela signifie que les premières victimes directes de l’impact sont ces accumulations de poissons. »
Smit a également noté que le corps enterré d’un Triceratops et d’un hadrosaure à bec de canard prouve sans aucun doute que les dinosaures étaient encore vivants au moment de l’impact.
« Nous avons un éventail incroyable de découvertes qui se révéleront à l’avenir encore plus précieuses », a déclaré Smit. « Nous avons des gisements fantastiques qui doivent être étudiés de tous les points de vue. Et je pense que nous pouvons démêler la séquence des éjectas entrants de l’impact de Chicxulub dans les moindres détails, ce que nous n’aurions jamais pu faire avec tous les autres gisements autour du golfe du Mexique. »
« Jusqu’à présent, nous avons passé 40 ans avant que quelque chose comme cela ne surgisse et qui pourrait très bien être unique », a déclaré Smit. « Donc, nous devons être très prudents avec cet endroit, comment nous le déterrons et en tirer des leçons. C’est un grand cadeau à la fin de ma carrière. Walter le voit de la même façon. »