Les volcans pourraient être responsables des premières bouffées d’oxygène sur Terre
La plupart des organismes vivants ont besoin d’oxygène pour se développer, et la science montre que l’O2 a commencé à apparaître dans l’atmosphère terrestre en quantités importantes il y a environ 2,4 milliards d’années.
Cependant, il y a eu une petite injection d’oxygène environ 100 millions d’années plus tôt – et l’origine de ce premier souffle est jusqu’à présent un mystère.
Une nouvelle étude indique que les volcans sont probablement à l’origine de cette oxygénation de courte durée qui a précédé le grand événement. Grâce à une analyse des archives rocheuses, les chercheurs ont repéré une augmentation correspondante des niveaux de mercure qui indique une activité volcanique.
Cette activité aurait donné naissance à des champs de lave et de cendres volcaniques riches en nutriments, suggèrent les chercheurs, qui ont ensuite libéré ces nutriments dans les rivières et les zones côtières par altération. Cela aurait permis aux cyanobactéries et à d’autres organismes unicellulaires de se développer et de commencer à pomper de l’oxygène.
“Notre étude suggère que pour ces bouffées d’oxygène transitoires, le déclencheur immédiat était une augmentation de la production d’oxygène, plutôt qu’une diminution de la consommation d’oxygène par les roches ou d’autres processus non vivants”, explique le géologue Roger Buick, de l’université de Washington.
“C’est important car la présence d’oxygène dans l’atmosphère est fondamentale – c’est le plus grand moteur de l’évolution d’une vie large et complexe.”
Buick et ses collègues ont examiné des carottes de forage prélevées dans la formation des schistes du Mont McRae, en Australie occidentale, contenant des chronologies géologiques remontant à 2,5 milliards d’années, avant le début du grand événement d’oxygénation.
Les signes d’enrichissement en mercure et d’altération par oxydation ont convaincu les chercheurs que les éruptions volcaniques et l’introduction subséquente de phosphore – un nutriment essentiel pour moduler l’activité biologique sur de longues échelles de temps – avaient joué un rôle majeur dans le pic d’oxygène précoce.
Et bien que l’on ne sache pas exactement où cette activité volcanique a pu avoir lieu sur Terre, les archives géologiques de l’Inde et du Canada actuels, entre autres, confirment l’hypothèse d’un volcanisme et de coulées de lave à cette époque.
Carottes de forage des roches utilisées pour l’analyse. (Roger Buick/Université de Washington)
“Au cours de l’altération sous l’atmosphère de l’Archéen, la roche basaltique fraîche se serait lentement dissoute, libérant le macronutriment essentiel qu’est le phosphore dans les rivières”, explique l’astrobiologiste Jana Meixnerová de l’Université de Washington.
“Cela aurait nourri les microbes qui vivaient dans les zones côtières peu profondes et déclenché une productivité biologique accrue qui aurait créé, comme sous-produit, un pic d’oxygène.”
Il se pourrait bien qu’il y ait eu d’autres pics d’oxygène avant que l’atmosphère terrestre ne commence à se transformer pour de bon, mais même si cette étude n’explique que l’un d’entre eux, elle reste une banque de preuves utile pour jeter un coup d’œil en arrière sur les premiers moments de la vie sur notre planète.
Et comme pour toute étude de ce type, il y a des implications pour la recherche sur le changement climatique (nous montrant comment la vie s’adapte à moins d’oxygène) et la recherche de la vie dans l’espace (nous montrant le type de conditions atmosphériques dans lesquelles les micro-organismes peuvent exister).
Des questions subsistent quant à la façon dont la vie sur Terre a démarré dans sa forme la plus élémentaire, un milliard d’années avant le Grand événement d’oxygénation, et les réponses à ces questions nécessiteront une meilleure compréhension de la géologie de la planète au fil du temps.
“La réponse à ces questions nécessitera une meilleure compréhension de la géologie de la planète au fil du temps. “Ce qui est devenu évident au cours des dernières décennies, c’est qu’il existe en fait un certain nombre de liens entre la Terre solide et non vivante et l’évolution de la vie”, explique Mme Meixnerová.
Les travaux de recherche ont été publiés dans PNAS.
Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
