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L’oxygène sous forme de molécule d’oxygène (O2), produit par les plantes et vital pour les animaux, est abondant dans l’atmosphère terrestre et les océans. Mais cela n’a pas toujours été le cas. Quand, et dans quels environnements, l’O2 a-t-il commencé à s’accumuler sur Terre? Une nouvelle étude qui a examiné les roches anciennes en Australie occidentale suggère que cela a commencé à se produire plus tôt que nous ne le pensions.
L’O2 sur Terre a été relativement rare pendant une grande partie des 4,6 milliards d’années d’existence de notre planète. Mais à un moment donné, la Terre a subi ce que les scientifiques appellent le Grand Événement d’Oxydation ou GOE pour faire court, car les microbes de l’océan ont évolué pour produire de l’O2 via la photosynthèse. L’O2 s’est accumulé pour la première fois dans l’atmosphère terrestre à cette époque et est présent depuis. On pense que cela s’est produit il y a entre 2,5 et 2,3 milliards d’années.
Grâce à de nombreuses études dans ce domaine de recherche, cependant, des preuves ont émergé qu’il y avait des quantités mineures d’O2 dans de petites zones des anciens océans peu profonds de la Terre avant le GOE. La nouvelle étude publiée le 25 février 2019 dans la revue à comité de lecture Nature Geoscience a fourni des preuves d’une oxygénation importante des océans avant le GOE, à une plus grande échelle et à des profondeurs plus importantes que celles précédemment reconnues.
Pour cette étude, l’équipe a ciblé un ensemble de roches marines âgées de 2,5 milliards d’années appelées stromatolites d’Australie occidentale connues sous le nom de Mt. Schistes de McRae. Les stromatolites sont des roches sédimentaires formées par la croissance de couches sur couches de cyanobactéries, un microbe unicellulaire qui reçoit de l’énergie par photosynthèse, libérant de l’oxygène comme sous-produit. Chadlin Ostrander, de l’École d’exploration de la Terre et de l’espace de l’Arizona State University, est l’auteur principal de l’étude. Il a déclaré dans un communiqué:
Ces roches étaient parfaites pour notre étude car il a été démontré précédemment qu’elles avaient été déposées lors d’un épisode d’oxygénation anormal avant le Grand événement d’oxydation.
Pour cette recherche, l’équipe a dissous des échantillons et séparé des éléments d’intérêt dans un laboratoire, puis mesuré des compositions isotopiques sur un spectromètre de masse. Leur analyse a déterminé que les roches ne pouvaient avoir que leurs signatures chimiques de la roche, ce qui signifiait que l’O2 devait être présent jusqu’au fond de la mer il y a 2,5 milliards d’années. En savoir plus sur la façon dont les scientifiques ont fait l’étude ici.
Les chercheurs suggèrent que l’accumulation d’O2 n’était probablement pas limitée à de petites portions de l’océan de surface de la planète avant le GOE. Il est plus probable, disent-ils, que l’accumulation d’O2 s’étende sur de vastes régions de l’océan et jusque dans les profondeurs de l’océan – dans certaines régions, même jusqu’au fond de la mer.
Ostrander il a dit:
Notre découverte nous oblige à repenser l’oxygénation initiale de la Terre. De nombreuses sources suggèrent que l’O2 a commencé à s’accumuler dans l’atmosphère terrestre il y a environ 2,5 milliards d’années au cours de l’ère GOE. Cependant, il est maintenant évident que l’oxygénation initiale de la Terre est une histoire enracinée dans l’océan. L’O2 s’est probablement accumulé dans les océans de la Terre — à des niveaux significatifs, selon nos données — bien avant de le faire dans l’atmosphère.
Conclusion: Une nouvelle étude portant sur des roches anciennes en Australie occidentale suggère que l’O2 dans l’atmosphère terrestre a commencé à s’accumuler plus tôt que prévu.