Biosphère, biodiversité et crises

Pour autant, les paléontologues distinguent cinq moments au cours desquels cette tendance s'est temporairement inversée. Ce sont des moments relativement courts à l'échelle des temps géologiques, mais qui peuvent durer de plusieurs centaines de milliers d'années à plusieurs dizaines de millions d'années. On appelle ces moments des "crises de biodiversité", pour indiquer que la dynamique est temporairement négative, ou des "extinctions massives", pour indiquer que la perte de biodiversité est temporairement forte au point de diminuer significativement le niveau de biodiversité.

Ces 5 extinctions massives, ou "Big Five", peuvent être caractérisées à l'aide de deux indicateurs :

• La magnitude informe sur la proportion de la biodiversité qui est perdue au cours de la crise. On estime généralement qu'une extinction massive se caractérise par une magnitude d'au moins 75%. 
• Le taux d'extinction mesure la vitesse à laquelle la biodiversité est perdue durant la crise, en rapportant la magnitude à un intervalle de temps déterminé. Il n'existe pas de valeur seuil, mais on constate que les taux d'extinction des crises sont généralement plus élevés qu'en dehors de crise, suffisamment pour expliquer que le bilan net entre apparition et extinction de taxons est négatif.

Taux d'extinction par rapport à l'ampleur de l'extinction

Source : Emily Lindsey et al. - Tous droits réservés

Les lignes verticales à droite illustrent la plage des taux d'extinction de masse (E/MSY) qui produiraient les magnitudes d'extinction des Big Five, telles qu'encadrées par les meilleures données disponibles provenant des archives géologiques. Les points de couleur correspondante indiquent quel aurait été le taux d'extinction si les extinctions s'étaient produites (hypothétiquement) sur seulement 500 ans. À gauche, des points reliés par des lignes indiquent le taux calculé pour les 500 dernières années pour les vertébrés : jaune clair, espèce déjà éteinte ; jaune foncé, extinction hypothétique d’espèces « en danger critique d’extinction » ; orange, extinction hypothétique de toutes les espèces « menacées ». TH : si toutes les espèces « menacées » disparaissaient en 100 ans, et que ce taux d’extinction restait constant, le temps nécessaire pour atteindre 75 % de perte d’espèces – c’est-à-dire la sixième extinction de masse – serait d’environ 240 à 540 ans pour les vertébrés montrés ici. qui ont été entièrement évalués (tous sauf les reptiles). CR : de même, si toutes les espèces « en danger critique d’extinction » disparaissaient dans 100 ans, le temps nécessaire pour atteindre 75 % de perte d’espèces serait d’environ 890 à 2 270 ans pour ces vertébrés terrestres entièrement évalués.

Il reste difficile d'expliquer rétrospectivement les raisons de ces cinq extinctions massives. Des phénomènes extraterrestres ont pu y contribuer.

• C'est le cas par exemple il y a 66 millions d'année avec la chute d'une météorite lors de la crise "Crétacé-Tertaire" aboutissant notoirement à la disparition des dinosaures non-aviens. 

Mais chaque fois, les crises impliquent des interactions entre la biosphère et les autres compartiments du système Terre.

• A l'Ordovicien, il y a 443 millions d'années, une érosion importante des roches (Lithosphère), l'essor des végétaux terrestres (Biosphère), la formation de glaciers (Cryosphère) sur le supercontinent Gondwana (Lithosphère) a pu entrainer une baisse de la concentration en dioxyde de carbone et un refroidissement fatal du climat (Atmosphère). 
• Au Permien, il y a 252 millions d'années, un climat chaud et sec sur le continent unique Pangée (Atmosphère), la chute des niveaux marins (Hydrosphère), de gigantesques éruptions volcaniques (Lithosphère) et leurs conséquences sur la composition chimique de l'air (Atmosphère) et des océans (Hydrosphère) ont pu entrainer la plus importante des extinctions massives.