Fiche 10 : Quels sont les grands changements qui sont arrivés au cours du temps ?

Construction d’un frise chronologique du vivant et des grands changements (appelés Extinctions) de la faune marine et terrestre.

Avant 550 millions d'années

Après 550 millions d'années

Avant 445 millions d'années

Après 445 millions d'années

Avant 280 millions d'années

Après 260 millions d'années

Avant 252 millions d'années

Après 252 millions d'années

Avant 200 millions d'années

Après 200 millions d'années

Avant 66 millions d'années

Après 66 millions d'années

Construction d’un frise chronologique du vivant
et des grands changements (appelés Extinctions) de la faune marine et terrestre.

Cas n°1
Il s'agirait de la toute première extinction de masse de l'histoire de la vie terrestre. Elle serait survenue il y a environ -550 millions d'années.
À cette époque, la vie était exclusivement marine et encore très primitive. La faune est alors composée d'organismes formés de plusieurs cellules (pluricellulaires) à corps mous, possédant des formes étranges, comme des disques, des plumes ou des sacs. Les scientifiques montrent en effet que de -575 à -550 millions d'années, on observe une augmentation de la biodiversité. L'analyse des fossiles révèle une grande variété de mode d'alimentation, des habitudes de vie et de la taille des organismes. Mais cette évolution et diversification s'arrêtent soudainement entre -550 et -539 millions d'années : près de 80 % des espèces semblent disparaître ! (Sur les 70 groupes observés durant les périodes précédents, seuls 14 sont encore présents à la fin de cette période).
Les chercheurs pensent que des changements environnementaux ont entraîné cette disparition d'animaux. Les archives géologiques montrent que les océans du monde ont perdu beaucoup d'oxygène pendant cette période, et les quelques espèces qui ont survécu avaient des corps adaptés aux environnements à faible teneur en oxygène.

Cas n°2
Cette extinction est survenue il y a de cela -445 millions d'années, c’est la seconde extinction de masse la plus importante de l’Histoire. À cette époque, 70% des espèces animales marines sont rayées de la carte des vivants...
Comme pour la plupart des extinctions massives un certain nombre de causes sont invoquées :
- une ou plusieurs glaciations. L'impact sur le monde vivant est considérable avec deux pics principaux d'extinction : un premier en début de glaciation, provoqué par la chute assez rapide du niveau marin (moins 100 m),  un second à la fin de la glaciation lorsque le niveau marin remonte et que les animaux marins doivent se réadapter à de nouveaux habitats.
- des éruptions volcaniques libérant dans l’atmosphère de grandes quantités de gaz toxiques (mercure, souffre, arsenic, plomb, fer ...) qui auraient été avalés par les micro-organismes marins provoquant la disparition de leurs prédateurs.
- une supernova (explosion gigantesque d’une étoile) qui aurait touchée l’atmosphère terrestre en provoquant un réchauffement très rapide de la surface de la Terre puis un refroidissement peu de temps après. De tels changements de la température auraient aggravé la survie des espèces marines.

Questions :
1) Prendre la feuille fournie (format A3) dans le sens de la grande longueur.
2) Construire, au milieu de la feuille, de gauche à droite,  une bande de 30 cm sur la grande longueur et de 2 cm de large.
3) Tracer, tous les 1,5 cm un barreau vertical tout le long de la bande construite précédemment.
4) Ecrire, au dessus ou en dessous de chaque barreau, la date en millions d’années : on commence à droite à -400 millions d’années, on passe au barreau suivant en ajoutant -10 millions d’années et on finit à gauche à -600 millions d’années.
5) On positionne, au bon endroit sur la frise l’extinction n°1 et l’extinction n°2 avec une flèche verticale
6) On résume en quelques lignes, en s’appliquant,  ce qu’il s’est passé lors de ces 2 extinctions
7) On découpe et on colle les illustrations proposées en indiquant si elles correspondent à une période avant ou après l’extinction.

Cas n°3
 Cette extinction est survenue entre -380 et -360 millions d’années, c’est la troisième extinction de masse la plus importante de l’Histoire de la planète. On estime la disparition d'environ 75 % des espèces animales. Là aussi, ce sont essentiellement les espèces marines qui sont touchées.
Plusieurs causes possibles ont pu expliquer cette crise de la biodiversité :
- Le développement et l'expansion des arbres profondément enracinées sur les continents qui ont absorbés beaucoup de dioxyde de carbone de l’atmosphère (ce qui provoque un refroidissement de l’atmosphère) et produit beaucoup de feuilles mortes qui s’accumulent au fond de l’eau (ce qui rend l’eau pauvre en oxygène et toxique pour les espèces qui y vivent).
- une période brève de glaciation au début
- des éruptions volcaniques importantes qui libèrent dans l’atmosphère des éléments toxiques et provoquant aussi un réchauffement de la température (des eaux à 30°C !)
- une diminution de la couche d’ozone qui protège normalement la surface de la Terre des Ultraviolets dangereux pour les êtres vivants

Cas n°4
L’extinction qui a eu lieu il y a -252 millions d’années est sans doute la plus grave extinction massive qu'ait connue la Terre : plus de 96 % des espèces marines et 75 % des espèces terrestres ont disparu. Pendant 20 millions d'années, la Terre aurait été quasiment stérile et toxique alors que les océans sont pratiquement dépourvus d'oxygène tout comme l'atmosphère. Il faudra attendre 30 millions d'années avant de retrouver une biodiversité comparable à celle d'avant la crise.
Plusieurs scénarios sont avancés pour expliquer l'extinction la plus massive de notre planète :
- La chute d'une comète suivie d'un volcanisme majeur
Une comète de 11 km de diamètre aurait percuté la Terre avec une vitesse d'environ 16 km/s. Le cratère d'impact pourrait être localisé en Antarctique ou encore dans l’océan. Le choc aurait alors déclenché un épisode de volcanisme majeur et intense aux antipodes de l'impact connu sous le nom des traps de Sibérie (-252,2 -250 Ma). En 2 millions d’années, les Trapps de Sibérie ont recouvert cinq à six millions de km² (l'équivalent de la moitié de la surface de l'Europe) d'une épaisseur moyenne de 1000 mètres de lave. Avec ces laves, de gigantesques quantités de dioxyde de carbone et de méthane (gaz à effet de serre), mais aussi de sulfures, chlorures, oxydes d’azotes et acide nitrique (entre autres) arrivèrent en surface et se répandirent dans l’atmosphère et les océans, créant un ensemble de conditions très défavorables à la vie : températures très élevées, pluies acides, réduction de la quantité de dioxygène, etc.
- la formation d’un seul continent
la réunion de tous les continents en un supercontinent, la Pangée, fait que les zones continentales sont devenues plus chaudes et arides (sèches) et que les zones côtières sont beaucoup moins nombreuses (or se sont dans ces zones que la vie marine est la plus riche !).

Questions :
1) Prendre la feuille fournie (format A3) dans le sens de la grande longueur.
2) Construire, au milieu de la feuille, de gauche à droite,  une bande de 30 cm sur la grande longueur et de 2 cm de large.
3) Tracer, tous les 1 cm un barreau vertical tout le long de la bande construite précédemment.
4) Ecrire, au dessus ou en dessous de chaque barreau, la date en millions d’années : on commence à droite à -250 millions d’années, on passe au barreau suivant  en ajoutant -5 millions d’années et on finit à gauche à -400 millions d’années.
5) On positionne, au bon endroit sur la frise l’extinction n°3 et l’extinction n°4 avec une flèche verticale
6) On résume en quelques lignes, en s’appliquant,  ce qu’il s’est passé lors de ces 2 extinctions
7) On découpe et on colle les illustrations proposées en indiquant si elles correspondent à une période avant ou après l’extinction.

Cas n°5
Cette 5ème extinction datée de -200 millions d’années tue 20 % des espèces marines et une part importante des grands vertébrés terrestres (disparition de 70 à 80% des espèces) . Toutefois, cette crise permet aux dinosaures de s'imposer sur Terre.
Les causes ne sont pas encore clairement identifiées et plusieurs hypothèses sont avancées :
- Avec la séparation des continents (qui s’étaient regroupés en un seul : la Pangée) des éruptions volcaniques massives, qui ont duré au moins 600 000 ans, ont eu lieu au milieu de l’océan Atlantique. Il se produit donc une augmentation des niveaux de dioxyde de carbone et une libération massive de méthane (moins 12 000 gigatonnes de carbone (sous forme de méthane) ont été libérées dans l’atmosphère pendant 20 000 à 40 000 ans). Ceci aurait conduit à un réchauffement planétaire. Mais aussi il y aurait eu une libération importante de gaz toxiques qui touchent les végétaux et les animaux terrestres.
- des changements rapides du niveau des océans (augmentations puis diminutions répétées du niveau des eaux)
- des impacts de plusieurs astéroïdes

Cas n°6
Il y a -66 millions d’années près de six à huit espèces sur dix disparurent, dont les grands Reptiles tels les célèbres dinosaures. Les insectes et les petits mammifères ont en revanche bien résisté. La quasi-totalité du plancton marin, maillon clef de la chaîne animale et alimentaire, disparut également. Il semble qu'aucun animal d'une masse supérieure à 20-25 kg n'ait survécu à l'exception des crocodiliens particulièrement résistants.
Aujourd'hui, deux scénarios (qui peuvent être complémentaires) sont privilégiés :
- Un astéroïde d’environ 15km de large aurait percuté la Terre au Mexique formant un cratère d’impact de 200 km de diamètre. Cet impact aurait éjecté des matériaux à grande vitesse dans l’atmosphère en provoquant ainsi un refroidissement général à la surface de la Terre, détruisant une grande partie des espèces en quelques jours. De plus La collision aurait produit une importante onde de choc (avec un tsunami gigantesque), des incendies (sur un rayon de plus de 1500 km) et l'émission massive de particules dans l'atmosphère, de quoi bloquer les rayons du Soleil. Or, sans énergie solaire, la photosynthèse ne peut fonctionner, ce qui signifie que les végétaux ne peuvent survivre, comme les herbivores qui s'en nourrissent et les carnivores.
- une activité volcanique intense en Inde durant 1,5 millions d’années, formant un empilement de coulées de lave sur 2400 m d’épaisseur avec des rejets exceptionnels de cendres et de gaz toxiques. Il se produit donc un refroidissement terrestre, des océans plus acides, un assombrissement de l’air et donc la disparition progressive des végétaux, des herbivores et des carnivores.

Questions :
1) Prendre la feuille fournie (format A3) dans le sens de la grande longueur.
2) Construire, au milieu de la feuille, de gauche à droite,  une bande de 30 cm sur la grande longueur et de 2 cm de large.
3) Tracer, tous les 1,5 cm un barreau vertical tout le long de la bande construite précédemment.
4) Ecrire, au dessus ou en dessous de chaque barreau, la date en millions d’années : on commence à droite à -50 millions d’années, on passe au barreau suivant en ajoutant -10 millions d’années et on finit à gauche à -250 millions d’années.
5) On positionne, au bon endroit sur la frise l’extinction n°1 et l’extinction n°2 avec une flèche verticale
6) On résume en quelques lignes, en s’appliquant,  ce qu’il s’est passé lors de ces 2 extinctions
7) On découpe et on colle les illustrations proposées en indiquant si elles correspondent à une période avant ou après l’extinction.