l’atmosphère de La terre est constitué d’un grand nombre d’azote (78%), un peu d’oxygène (21%), un peu d’argon (de 0,93 pour cent), une petite quantité de dioxyde de carbone (0.038%) et des traces d’autres gaz. Mais il n’a pas toujours été ainsi. La composition des gaz dans l’atmosphère peut changer (et change maintenant que nous brûlons des combustibles fossiles), et les archives fossiles révèlent comment quelque chose d’aussi simple que l’air peut influencer l’histoire de la vie.,

Si vous avez visité ce qui est maintenant L’Amérique du Nord il y a 300 millions d’années, près de la fin de la période carbonifère, vous auriez été accueilli par une scène très inconnue. Le paysage était dominé par de vastes marécages remplis d’énormes lycopodes (parents des mousses Massues qui ont atteint la taille d’arbres), de vertébrés amphibies atteignant près de 20 pieds de longueur et d’énormes arthropodes. Le Meganeura, un parent de la libellule qui avait une envergure de plus de deux pieds, bourdonnait dans les airs au-dessus du géant Arthropleura, un mille-pattes de neuf pieds de long., Jamais auparavant ni depuis, les invertébrés terrestres n’ont atteint des tailles aussi prodigieuses.

le déclencheur de ce gigantisme rampant était une caractéristique particulière et nouvellement évoluée des plantes qui conduisait les niveaux d’oxygène jusqu’à 35% de l’atmosphère au Carbonifère supérieur. Les forêts équatoriales luxuriantes produisaient une quantité considérable d’oxygène en tant que sous-produit de la photosynthèse, mais cela ne suffisait pas à conduire l’oxygène atmosphérique à des niveaux aussi élevés. La cause en était le composé chimique lignine, que les plantes utilisent pour se construire., Les bactéries de l’époque étaient si inefficaces à décomposer la lignine dans les plantes mortes qu’elles ont laissé derrière elles une énorme quantité de matériel végétal riche en carbone pour être séquestrées dans les marécages (et finalement pour se transformer en riches gisements de charbon qui ont donné son nom au Carbonifère). Les bactéries utilisent l’oxygène car elles décomposent les matériaux riches en carbone, mais la lignine a empêché ce processus jusqu’à ce que les bactéries aient développé la capacité de décomposer le composé. Cette bizarrerie biologique a fait monter en flèche les niveaux d’oxygène.,

le surplus d’oxygène a permis aux amphibiens, qui absorbent une partie du gaz à travers leur peau, de respirer plus efficacement et d’atteindre de plus grandes tailles. Les arthropodes respirent d’une manière différente: ils possèdent un réseau de tubes ramifiés appelés trachées qui relient de petites ouvertures dans l’exosquelette d’un invertébré à ses cellules, et l’oxygène s’infiltre à travers le corps via ce système. Dans une atmosphère riche en oxygène, plus d’oxygène pourrait être diffusé à travers ce réseau de ramification, ce qui a ouvert des voies évolutives qui ont permis aux arthropodes de croître à des proportions gargantuesques., Le fait que l’oxygène aurait également augmenté la pression atmosphérique signifiait que les grands insectes volants de l’époque auraient obtenu plus de portance pour chaque battement de leurs ailes, permettant aux arthropodes volants d’atteindre des tailles qui sont structurellement impossibles pour leurs parents actuels.

pendant que les arthropodes Géants rampaient et bourdonnaient, les premiers amniotes—des vertébrés ressemblant à des lézards qui avaient rompu leur lien avec l’eau grâce à leur capacité à se reproduire via des œufs décortiqués-se diversifiaient également., Au cours du prochain chapitre de l’histoire de la terre, le Permien (il y a environ 299 millions à 251 millions d’années), ces premiers parents des dinosaures et des mammifères ont donné naissance à une variété de nouvelles formes, avec les parents des premiers mammifères (collectivement connus sous le nom de synapsides), en particulier, la domination écologique. Pour la première fois, les écosystèmes terrestres soutenaient un réseau interconnecté de prédateurs et d’herbivores de différentes tailles, et il y a environ 250 millions d’années, il y avait environ 40 familles différentes de vertébrés terrestres habitant le globe., Mais à la fin de la période, presque toute cette diversité a été éteinte par la plus grande catastrophe naturelle que cette planète ait jamais connue.

Au début de la paléontologie, les naturalistes ont marqué les frontières de l’histoire géologique par la disparition brutale et massive de certaines espèces du registre fossile suivie de l’apparition d’une nouvelle faune différente. Ils ne s’en rendaient pas compte à l’époque, mais ce qu’ils faisaient marquait les extinctions massives, et celle qui a mis fin au Permien était peut-être la pire de l’histoire de la terre., Jusqu’à 95% de toutes les créatures marines connues ont été anéanties, tout comme 70% des animaux terrestres. Université de Bristol paléontologue Michael Benton a appelé cet événement  » quand la vie a failli mourir. »

identifier un événement d’extinction de masse n’est pas la même chose que l’expliquer, cependant, et la catastrophe à la fin du Permien est peut-être le mystère de meurtre le plus déroutant de tous les temps., Les scientifiques ont proposé une liste de déclencheurs d’extinction possibles, y compris le refroidissement mondial, le bombardement par les rayons cosmiques, le déplacement des continents et les impacts d’astéroïdes, mais le principal suspect de nombreux paléontologues est maintenant les éruptions intenses des pièges Sibériens, des volcans qui couvraient près de 800,000 miles carrés de ce qui est maintenant la Russie avec

La terre était beaucoup plus chaud à la fin du Permien qu’il ne l’est aujourd’hui. L’atmosphère était relativement riche en dioxyde de carbone, ce qui alimentait un monde de serres dans lequel il n’y avait presque pas de glaciers., L’éruption des pièges Sibériens aurait ajouté de grandes quantités de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, provoquant un réchauffement climatique supplémentaire, augmentant l’acidité des océans et abaissant les niveaux d’oxygène atmosphérique. Ces changements drastiques dans l’atmosphère et les effets environnementaux qui en résultent auraient causé l’asphyxie de nombreux organismes à cause du manque d’oxygène, tandis que d’autres seraient morts d’un excès de dioxyde de carbone dans le sang ou auraient péri autrement parce qu’ils étaient physiologiquement incapables de faire face à ces nouvelles conditions., Là où des communautés riches et diverses d’organismes prospéraient autrefois, l’extinction n’a laissé que des communautés « de crise” de quelques espèces qui proliféraient dans les habitats vacants.

bien que ces changements dans l’atmosphère aient considérablement élagué l’arbre évolutif il y a 251 millions d’années, ils n’ont pas rendu la planète définitivement inhospitalière. La vie a continué d’évoluer et les niveaux d’oxygène, de dioxyde de carbone et d’autres gaz ont continué de fluctuer, faisant passer le climat de « serre” à « glacière” à de nombreuses reprises.,

la terre Entre peut-être maintenant dans une nouvelle ère de serre chaude, mais ce qui est unique dans le présent, c’est que les humains jouent un rôle actif dans la formation de l’air. L’appétit pour les combustibles fossiles modifie l’atmosphère d’une manière qui changera le climat, ajoutant plus de dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre au mélange, et ces fluctuations pourraient avoir des implications majeures pour l’extinction et l’évolution.,

les conditions actuelles de la terre sont suffisamment différentes de celles du Permien tardif pour qu’une catastrophe similaire soit peu probable, mais plus nous en apprenons sur les climats anciens, Plus il est clair que les changements soudains dans l’atmosphère peuvent être mortels. Une étude récente menée par la biogéochimiste Natalia Shakhova, du Centre international de recherche arctique, suggère que nous approchons peut-être d’un point de basculement qui pourrait rapidement accélérer le réchauffement climatique qui modifie déjà les écosystèmes du monde entier., Une immense réserve de méthane, l’un des gaz à effet de serre les plus puissants, se trouve sous le pergélisol du plateau Arctique de Sibérie orientale. Le pergélisol agit comme un bouchon gelé sur le gaz, mais Shakhova a constaté que le bouchon a une fuite. Les scientifiques ne savent pas si la fuite de méthane est normale ou un produit récent du réchauffement climatique, mais si les projections actuelles sont correctes, à mesure que le climat mondial se réchauffe, le niveau de la mer augmentera et inondera le plateau Arctique de Sibérie orientale, ce qui fera fondre le pergélisol et libérera encore plus de gaz., À mesure que de plus en plus de gaz à effet de serre s’accumulent, la planète se rapproche de plus en plus de ce point et d’autres points de basculement possibles qui pourraient déclencher des changements rapides dans les habitats du monde entier.

peut-être que les conditions particulières qui ont permis aux arthropodes géants de voler dans un air composé de 35% d’oxygène ne se répéteront jamais, et nous pouvons espérer que la terre ne rejouera pas la catastrophe de la fin du Permien, mais en favorisant un climat de serre notre espèce change activement l’histoire de la vie sur terre., La façon dont ces changements nous affecteront, ainsi que le reste de la biodiversité mondiale, sera finalement enregistrée dans le registre fossile en constante expansion.