Une extinction massive, grande extinction ou extinction de masse, appelée aussi crise biologique ou crise écologique, est un évènement relativement bref à l’échelle des temps géologiques (quelques millions d’années au maximum) au cours duquel au moins 50 % des genres et 10 % des familles d'espèces animales et végétales présentes sur la terre et dans les océans disparaissent., de manière non sélective. Ces trois critères (durée relativement brève, répartition géographique mondiale et importante chute de la biodiversité) sont cependant sujets à débat car les enregistrements paléontologiques sont incomplets, essentiellement marins, soumis à des biais d'échantillonnage et à une estimation de la durée de l'extinction parfois imprécise.
Ces crises majeures ont souvent été l'occasion de transitions entre des formes de vie dominantes. Hormis les quelques périodes d'extinction massive décrites plus loin, le taux de disparition « normal » des familles d'animaux marins par million d'années montre un déclin progressif à l'échelle des temps géologiques, passant de 5 familles par million d'années au Cambrien, au début de l'éon Phanérozoïque et de l'ère Paléozoïque il y a environ , à deux familles par million d'années durant l'ère Cénozoïque (Tertiaire)., de à nos jours (en excluant la série actuelle de l'Holocène).
Dans les mers, les cinq extinctions massives d'organismes multicellulaires ont essentiellement concerné les animaux., une seule a perturbé significativement l'évolution des plantes.
Une étude de 2022 suggère qu'un premier épisode d'extinction massive a précédé l'explosion cambrienne, mettant un terme à la faune de l'Ediacara, ce qui porterait à 6 le nombre des grandes vagues d'extinction passées.
Pendant l'Archéen (), il a dû y avoir une vingtaine au moins d'impacts cosmiques plus violents que celui de l'extinction K-Pg, mais sans les mêmes effets catastrophiques à une époque où la vie était marine, unicellulaire et sans photosynthèse, voire avec des conséquences favorables à la vie. L'un de ces événements () est bien caractérisé...
Origine du concept Les phases d'extinctions et celles de renouvellement des faunes et des flores au cours des temps géologiques ont été suggérées à partir du par deux grands noms du domaine : Georges-Louis Leclerc de Buffon et Georges Cuvier. Cuvier défendait la théorie du catastrophisme, tandis que d'autres, comme Charles Lyell étaient uniformitaristes, c'est-à-dire qu'ils pensaient que les choses se faisaient lentement, sans à-coups.
Par la suite, le catastrophisme fut négligé, puis relancé au : des phases d'extinctions et crises biologiques par catastrophisme furent ainsi envisagées par Newell en 1963. Les travaux de Walter Alvarez, qui travailla sur la limite entre crétacé et le tertiaire au début des années 1980, firent apparaître la théorie de l'impact météoritique.
Afin de hiérarchiser les crises biologiques ou bioévènements, il est défini, selon le taux d'extinction, les crises de masse (disparition au minimum de familles taxonomiques), les crises intermédiaires (disparition d'espèces, de genres et de quelques familles) et les crises mineures (disparition d'espèces et de genres qui coïncide souvent avec les limites d'étages ou de sous-étages géologiques). Cette classification masque le continuum qui existe entre ces trois types de crises : les nombreuses petites crises (qui exterminent de 0 à 5 % des espèces) ont été à l'origine de 40 % des disparitions de toutes les espèces (notion d'extinction de fond, « »), les crises plus importantes (« poussées d'extinction » qui exterminent plus de 5 % des espèces) sont intervenues dans plus de 60 % des disparitions, avec les crises majeures mais rares qui n'ont engendré que 4 % des extinctions. C'est ainsi qu'au cours du Phanérozoïque (période qui voit l'apparition du registre fossile), les paléontologues ont identifié une soixantaine de crises.
Épisodes d'extinction massive
Depuis que la vie est apparue sur Terre, ces extinctions « normales » ont été ponctuées par cinq épisodes d'extinction massive (définis en 1982 par Jack Sepkoski et David M. Raup), une sixième, l'extinction de l'Holocène, pourrait être amorcée :
Il y a environ , à la limite entre l'Ordovicien et le Silurien, une extinction massive se produit, probablement à la suite d'une grande glaciation qui aurait entraîné des désordres climatiques et écologiques rendant difficile l'adaptation des espèces et écosystèmes au recul de la mer sur des centaines de kilomètres, puis à son retour en fin de phase glaciaire. Elle aboutit à la disparition de 27 % des familles et de 57 % des genres d'animaux marins, et une estimation de 85 % au niveau des espèces ; Il y a environ entre , l'extinction du Dévonien, qui regroupe plusieurs phases d'extinction, élimine 19 % des familles et de 35 à 50 % des genres d'animaux marins et une estimation de 75 % au niveau des espèces. Des variations répétées et significatives du niveau de la mer et du climat, ainsi que l'apparition d'un couvert végétal important sur les continents, pourraient être à l'origine de phénomènes d'anoxie des océans et de crises biologiques majeures. Les causes de ces changements sont encore débattues ; Il y a entre , l'extinction du Permien-Trias est la plus massive. Près de 81 % de la vie marine disparaît ainsi que 70 % des espèces terrestres (plantes, animaux). Cette extinction a été précédée de deux événements de moindre ampleur, l'extinction d'Olson () et celle du Capitanien (). ; Il y a , l'extinction Trias-Jurassique marque la disparition de 75 % des espèces marines, et de 35 % des familles d’animaux, dont la plupart des diapsides et les derniers des grands amphibiens ; Il y a , l'extinction Crétacé-Paléogène entraîne la disparition de 50 % des espèces, dinosaures non-aviens compris ; Depuis , l'extinction de l'Holocène est provoquée par la colonisation de la planète et la modification importante des écosystèmes (fragmentation écologique, transformation des habitats - dont impacts technologiques - extirpation d'espèces…) par les populations humaines. Elle est dénommée la « sixième extinction » par des scientifiques comme Paul R. Ehrlich, terme repris par la presse, bien que pour le moment le dégât en nombre d'espèces reste nettement inférieur aux cinq autres. Toutefois, la criticité de la situation réside dans la baisse très importante des populations de nombreuses espèces . Les espèces les plus touchées sont les espèces spécialistes, inféodées aux habitats en voie de destruction ou dégradés, peu fécondes, souvent de grande taille. Au-delà de la largeur de la niche écologique (espèces généralistes vs spécialistes) et de la disparition des habitats, tout dépend donc de la taille minimale que doit avoir une population pour échapper au risque de dégénérescence par excessive consanguinité, et de la fécondité des femelles.
Plusieurs épisodes d'extinction sont décrits au Cambrien, mais ils sont mal connus et ne rentrent pas dans le groupe des big five, les cinq grandes extinctions de l'histoire de la Terre.
La « crise du Capitanien » (étage du Permien) qui a décimé les brachiopodes, en particulier au Spitzberg, il y a environ (millions d'années), a été envisagée par David P.G. Bond et al. en 2015 comme une possible extinction massive liée à de puissantes éruptions volcaniques dans le sud de la Chine.. Cependant sa proximité chronologique avec la plus grande des extinctions connues à ce jour, l'extinction du Permien-Trias, ne permet pas à ces auteurs de trancher clairement entre une crise régionale ou mondiale.
Par ailleurs on connaît aussi quelques extinctions moins massives, comme celle du milieu du Trias il y a 225 Ma, qui élimina une forte proportion des reptiles mammaliens alors dominants, et laissa le champ libre aux dinosaures.
Liste des extinctions massives ou importantes Liste des extinctions massives ou importantesPartial list from :Image:Extinction Intensity.png :
Période Extinction Date Causes possibles Quaternaire Extinction de l'Holocène — aujourd'hui Destruction et fragmentation des habitats, dont changement d'usage des terres (ex : déforestation pour l'agriculture), modification des grands flux et compartiments biogéochimiques (ex : émissions de et autres gaz à effet de serre (GES), déversements massifs de nitrates dans les sols et eaux) avec pollution des milieux et modification des écosystèmes (ex : agriculture intensive, changement climatique lié à l'intensification des émissions de GES), surexploitation des ressources naturelles (surchasse, surpêche), toutes causes liées aux progrès des technologies et à l'intensification des activités humaines durant l'Anthropocène. Néogène Extinction marine du Pliocène–Pléistocène2 MaSupernova ? Extinction du milieu du Miocène 14,5 Ma Paléogène Extinction de l'Éocène-Oligocène 36-33.9 MaCratère Popigaï, baie de Chesapeake, cratère de Toms Canyon et peut-être cratère de MistastinCrétacéExtinction Crétacé-Paléogène66 MaCratère de Chicxulub ; trapps du DeccanExtinction du Cénomanien-Turonien94 MaBasaltes de la « Caribbean Large Igneous Province ». (AEE1)117 MaPlateau des KerguelenJurassique Extinction de la fin du Jurassique (Tithonien) 145 MaPlateau Chatsky ? Extinction du Toarcien 183 MaKaroo-Ferrar ProvincesTrias Extinction Trias-Jurassique201 MaProvince magmatique centre atlantique ; Cratère Extinction du Carnien 230 Ma Éruptions de basaltes de WrangelliaPermienExtinction Permien-Trias252 MaTrapps de Sibérie ; Cratère de la terre de WilkesExtinction du Capitanien 262 Ma Disparition de nombreuses formes de brachiopodes. Extinction considérée par David P.G. Bond et al. en 2015 comme importante, liée aux trapps d'Emeishan. Extinction d'Olson 270 Ma Bachu Large Igneous Province ?Carbonifère Effondrement de la forêt tropicale du Carbonifère 305 Ma Passage d'un climat humide à un climat sec. Lien avec les ? Lacune de Romer 360-345 MaLes lacunes représentent des périodes pour lesquelles les paléontologues n'ont pas encore trouvé de fossiles pertinents.DévonienExtinction du Dévonien375-360 MaTrapps de Viuly-Iakoutsk Silurien Extinction de la fin du Silurien416 Ma Lau event 420 MaChangements du niveau des mers et de leur composition chimique ? Baisse du niveau des mers ? 428 MaAsphyxie des océans ; Cycles de Milankovitch ?OrdovicienExtinction Ordovicien-Silurien450-440 MaRefroidissement global et baisse du niveau des mers ; Sursaut gamma ?Séquestration du carbone par dépôt profond d'algues mortes.. ?Cambrien Extinction du Cambrien-Ordovicien 485 MaGrand refroidissement global et des variations du niveau marin 502 Ma Extinction de la fin du Botomien 517 Ma Province ignée de KalkarindjiPrécambrien Extinction de la fin de l'Édiacarien541 MaAnoxie des océans Grande Oxydation 2400 MaMontée du taux d’oxygène dans l'atmosphère due au développement de la photosynthèse
Théories et débats
Trois grands types de causes ont été proposées pour expliquer les extinctions massives : 1) biologique (appauvrissement génétique, pression de prédation), 2) terrestre (volcanisme, variations eustatiques, changements climatiques) et 3) extraterrestre (impact de météorite, augmentation des rayons cosmiques, hypothèse Némésis, Hypothèse Shiva). Ces causes peuvent se conjuguer, et de nouvelles théories sont régulièrement proposées, suscitant de nombreux débats.
La théorie volcanique invoque des périodes de volcanisme intense le long des failles continentales qui incluent des éruptions assez puissantes pour envoyer plusieurs milliards de tonnes de roches en orbite basse et acidifier l'atmosphère et les mers. Cette théorie expliquerait la périodicité des extinctions massives ainsi que la coïncidence apparente de tels évènements avec un volcanisme intense et des traces d'impacts de météorites.
Les différentes glaciations ayant eu lieu au cours du phanérozoïque, ont provoqué aussi des extinctions plus ou moins importantes suivant la durée et l’intensité du refroidissement.