Selon des chercheurs de l’université de l’Alberta (Canada), notre Terre était plus riche en oxygène qu’on le pensait, il y a deux milliards d’années. © JohanSwanepoel, Adobe Stock
Planète

La Terre était riche en oxygène il y a deux milliards d'années

ActualitéClassé sous :Géologie , paléontologie , oxygène

À cette époque, les chercheurs pensaient que les niveaux d'oxygène sur Terre diminuaient. Mais des preuves trouvées dans une carotte de forage laissent croire le contraire. Il y a deux milliards d'années, notre Planète était riche en oxygène.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Kézako : la photosynthèse, ou comment les plantes produisent de l'oxygène  Les humains et les animaux auraient bien du mal à survivre sans l’oxygène généré par les plantes. Ce gaz est le fruit d’une réaction chimique nommée photosynthèse, qui a lieu au cœur de ces végétaux. Unisciel et l’université de Lille 1 nous expliquent, au cours de cet épisode de Kézako, comment se déroule cette réaction. 

Il y a deux milliards d'années, la Terre était beaucoup plus riche en oxygène que le pensaient les scientifiques. De quoi ouvrir la voie à l'évolution de formes de vie complexes. C'est la conclusion d'une étude menée par des chercheurs de l’université de l’Alberta (Canada) sur une carotte de forage russe.

Les chercheurs ont analysé la carotte contenant de la shungite, une roche sédimentaire riche en carbone déposée à une époque où les niveaux d'oxygène sur notre Planète diminuaient rapidement. Du moins selon les modèles de cycles du carbone et de l'oxygène établis. Après ce que les paléontologues appellent l'événement Lomagundi-Jatuli qui s'est produit entre il y a 2.220 et 2.060 millions d'années.

Cette shungite vieille de deux milliards d’années cache des preuves de conditions douces et riches en oxygène au début de l’histoire de la Terre. © K. Paiste, Université de l’Alberta

Des conditions favorables à la vie

« Ce que nous avons trouvé contredit l'opinion qui prévaut », commente Kaarel Mänd, doctorant, dans le communiqué. Le matériau qu'il a analysé présente en effet des niveaux sans égal -- avec d'autres de la Terre primitive -- de molybdène, d'uranium et de rhénium notamment. Or ces métaux ne sont considérés comme courants dans les océans et les sédiments que lorsque l'oxygène, lui-même, est abondant dans les océans de la Terre.

Cette découverte offre également un aperçu de l'évolution de formes de vie complexe sur notre Planète. Les eucaryotes, en effet -- considérés comme les précurseurs de toute vie complexe --, ont besoin d'un niveau élevé d'oxygène pour prospérer. Et cette étude renforce l'idée que des conditions favorables à leur évolution ont pu apparaître sur Terre beaucoup plus tôt que ne le pensaient les chercheurs.

Pour en savoir plus

Il y a deux milliards d'années, l'oxygène atmosphérique s'écroulait !

Non seulement il y a avait déjà de l'oxygène dans l'atmosphère de la Terre il y a 2,8 milliards d'années mais la teneur en O2 a fluctué de façon non négligeable avant l'explosion cambrienne. Ces résultats surprenants viennent d'une équipe de géochimistes ayant étudié des isotopes du chrome piégés dans des roches déposées dans les océans pendant l'archéen.

Article de Laurent Sacco paru le 11/09/2009

Un affleurement dans un gisement de fer rubané (banded iron formation). Crédit : Science

La réalité est toujours plus complexe que ne l'imaginent les faibles capacités du cerveau de l'Homo Sapiens. C'est une règle que l'histoire des sciences ne cesse de vérifier... On en a un nouvel exemple avec la publication dans Nature d'un article traitant des variations du taux de l'oxygène dans l'atmosphère de la planète pendant la période connue sous le nom d'archéen.

Jusqu'à maintenant, on pensait que ce taux d'oxygène n'avait commencé à croître que pendant une période s'étendant entre -2,45 et -2,2 milliards d'années environ. Ce n'est qu'à ce moment que des organismes photosynthétiques, comme ceux à l'origine des stromatolithes, seraient devenus suffisamment nombreux pour libérer de grandes quantités d'oxygène dans les océans. On en a des preuves avec les célèbres gisements de fer rubanés (en anglais, banded iron formation, abrégé en BIF) qui se sont déposés à cette période.

En effet, l'océan mondial contenait alors beaucoup de fer en solution et celui-ci a naturellement réagi avec l'oxygène massivement dégagé pour ensuite précipiter. A cette époque, les plages avaient donc la couleur de la rouille. Les spécialistes en géosciences ont désigné cet événement par le terme de Grande Oxydation, ou encore de crise de l'oxygène car pour beaucoup d'organismes vivants de l'époque, une telle quantité d'oxygène était toxique.

Comme le fer n'a rapidement plus été en mesure de capturer l'oxygène dégagé, celui-ci a commencé à dégazer dans l'atmosphère à partir de l'océan saturé. Le taux d'oxygène de l'atmosphère serait ensuite resté relativement constant jusqu'à un deuxième événement survenu il y a entre -800 et -542 millions d'années. L'atmosphère s'est alors brutalement enrichie en oxygène et, étrangement, c'est vers la fin de cette période que se produit la fameuse explosion cambrienne.

Avant la crise de l'oxygène, l'atmosphère recélait bien un peu d'O2 mais il provenait de réactions chimiques liées à la photodissociation des molécules d'eau atmosphérique sous l'action du rayonnement solaire. La quantité était infinitésimale et comme les stromatolithes n'étaient apparues que peu de temps avant la Grande Oxydation, il n'y avait pas de sources pour produire plus tôt de grandes quantités d'oxygène. C'est du moins ce que l'on croyait...

Des fluctuations étonnantes

Afin de suivre plus précisément l'évolution du taux d'oxygène dans l'atmosphère, une équipe internationale de géochimiste s'est concentrée sur les isotopes du chrome piégés dans les sédiments riches en fer. La quantité de ces isotopes dans l'eau de mer dépend du taux d'altération et d'érosion des roches continentales par les eaux de pluies, lequel à son tour est relié au taux d'oxygène dans l'atmosphère. L'étude des variations fines du taux d'isotopes piégés semble un bon indicateur des variations du taux de l'oxygène atmosphérique et, comme les chercheurs l'expliquent dans Nature, les résultats ont été de quoi étonner.

Première surprise, le taux d'O2 a commencé à augmenter plus tôt qu'on ne l'imaginait, il y -2,8 milliards d'années. Ensuite, après la crise de l'oxygène, le taux de ce gaz a chuté !

Selon Simon Poulton de l'université de Newcastle, l'un des auteurs de l'article de Nature, l'augmentation du taux de l'oxygène de l'atmosphère il y a -2,8 milliards d'années montre une situation très instable avec des fluctuations et de brefs épisodes d'apparition d'oxygène libre dans l'atmosphère avant cette chute. En revanche, les données soutiennent à nouveau fortement que l'explosion cambrienne est bien concomitante d'une brusque élévation du taux de l'oxygène dans l'atmosphère de la Terre.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !