L'objet qui s'est écrasé sur Terre il y a 66 millions d'années et a déclenché l'extinction qui a anéanti presque tous les dinosaures était un astéroïde qui s'est formé à l'origine au-delà de l'orbite de Jupiter, selon les preuves géochimiques du site d'impact à Chicxulub, au Mexique.

Le 15 août àScience 1Les résultats publiés suggèrent que l’extinction massive est le résultat d’une série d’événements qui ont commencé dès la naissance du système solaire. Les scientifiques soupçonnaient depuis longtemps que l'impacteur Chicxulub, comme on l'appelle, était un astéroïde provenant du système solaire externe, et ces observations confirment cette hypothèse.

L’extinction du Crétacé-Paléogène (K/Pg) était la cinquième d’une série d’extinctions massives survenues au cours des 540 millions d’années écoulées : la période pendant laquelle les animaux se sont répandus sur Terre. L’événement a anéanti plus de 60 % des espèces, y compris tous les dinosaures non aviaires.

Depuis 1980, les preuves se sont accumulées selon lesquelles l’extinction a été causée par un objet de la taille d’une ville frappant la Terre. Un tel impact aurait D'énormes quantités de soufre, de poussière et de suie ont été projetées dans l'air, ce qui a partiellement bloqué le soleil et entraîné une baisse de la température. Une couche d'iridium, un métal rare sur Terre mais plus répandu dans les astéroïdes, s'est déposée partout dans le monde au début de l'extinction. Dans les années 1990, les scientifiques ont décrit 2le site d'impact, un immense cratère caché près de Chicxulub, dans la péninsule du Yucatán au Mexique.

«Nous voulions identifier l'origine de cet impacteur», explique Mario Fischer-Gödde, géochimiste isotopique à l'Université de Cologne en Allemagne. Pour découvrir de quoi il s'agissait et d'où il venait, lui et ses collègues ont collecté des échantillons de roches K/Pg provenant de trois endroits et les ont comparés avec des roches provenant de huit autres sites d'impact au cours des 3,5 milliards d'années écoulées.

Signature ruthénium

L'équipe s'est concentrée sur les isotopes du ruthénium métallique. Le ruthénium est extrêmement rare dans les roches terrestres, explique Fischer-Gödde, de sorte que des échantillons provenant d'un site d'impact fournissent « la pure signature » de l'impacteur. Il existe sept isotopes stables du ruthénium, et les corps célestes en présentent des mélanges caractéristiques.

En particulier, l’examen des isotopes du ruthénium peut aider les chercheurs à faire la distinction entre les astéroïdes formés dans le système solaire externe – au-delà de l’orbite de Jupiter – et ceux ayant une origine dans le système solaire interne. Lorsque le système solaire s'est formé à partir d'un nuage moléculaire il y a environ 4,5 milliards d'années, les températures dans la région intérieure étaient trop élevées pour que des produits chimiques volatils comme l'eau se condensent. En conséquence, les astéroïdes qui s’y sont formés présentaient de faibles niveaux de volatilité et sont devenus riches en minéraux silicatés. Les astéroïdes qui se sont formés plus loin sont devenus « riches en charbon », contenant beaucoup de carbone et de produits chimiques volatils. Les isotopes du ruthénium étaient inégalement répartis dans le nuage, et cette hétérogénéité est préservée dans les astéroïdes.

L'équipe de Fischer-Gödde a découvert que les isotopes du ruthénium dans l'impacteur Chicxulub correspondaient bien à un astéroïde riche en carbone du système solaire externe et non à des astéroïdes riches en silicate du système solaire interne.

Des études antérieures ont également suggéré que l'impacteur était un astéroïde riche en carbone, explique Sean Gulick, géophysicien à l'Université du Texas à Austin. Mais les derniers travaux « constituent une manière très élégante d’accéder à certaines de ces réponses et d’obtenir plusieurs des mêmes réponses avec une seule méthodologie », ajoute-t-il.

Pas une comète

Les isotopes du ruthénium fournissent également des preuves contre une autre hypothèse : selon laquelle l'impacteur Chicxulub était une comète et non un astéroïde. "L'idée selon laquelle il s'agissait d'une comète remonte loin dans la littérature", explique William Bottke, planétologue au Southwest Research Institute de Boulder, Colorado. L’hypothèse a été testée dans une étude controversée de 2021 3ressuscité, qui a fait valoir que l'impacteur faisait partie d'une comète de longue période qui s'était brisée sous l'influence gravitationnelle du Soleil.

Mais Fischer-Gödde affirme que les données isotopiques du ruthénium ne correspondent pas à celles d'une comète. Gulick est d'accord. Il ajoute que les preuves géochimiques du site d'impact de Chicxulub n'ont jamais été cohérentes avec une comète, et la dernière étude "aide vraiment à clarifier cela".

Bottke ajoute que l’hypothèse de la comète « se heurte également à des difficultés » lorsqu’on considère la dynamique du système solaire. « Les gros astéroïdes riches en carbone sont plus susceptibles de frapper la Terre que les comètes », dit-il. Dans une étude de 2021, lui et ses collègues ont fait valoir que l’impacteur provenait probablement de la principale ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter.

Selon leurs isotopes du ruthénium, la plupart des autres impacteurs étudiés par l'équipe de Fischer-Gödde semblent provenir du système solaire interne. Les seules exceptions étaient les plus anciennes, datant d'il y a entre 3,2 et 3,5 milliards d'années, qui ressemblaient davantage à l'impacteur Chicxulub. Il se pourrait que "quelque chose d'intéressant se produise dans la ceinture d'astéroïdes à ce moment-là, comme un gros astéroïde se brisant à un bon endroit pour amener des objets sur Terre", explique Bottke.