Une nouvelle étude offre une image plus claire de l'histoire de l'oxygène dans l'atmosphère terrestre au cours des 3,5 milliards d'années passées, indiquant que l'augmentation progressive de ce gaz était principalement liée à l'expansion de la vie sur la planète. En revanche, les processus géologiques associés au mouvement des plaques tectoniques ont joué un rôle dans la création de fluctuations périodiques de ces niveaux au cours du long temps géologique.
Les plaques tectoniques sont de grandes sections de la croûte terrestre qui se déplacent très lentement sur le manteau terrestre, entraînant au fil des millions d'années le déplacement des continents et leur fusion parfois en un supercontinent, puis leur séparation à nouveau.
Détails de l'étude
L'étude, publiée le 16 mars dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a combiné des techniques d'apprentissage automatique avec l'analyse de la composition chimique d'un minéral ancien conservé dans des roches sédimentaires. Cette combinaison a permis aux chercheurs de reconstruire l'histoire de l'oxygène dans l'atmosphère avec une précision temporelle supérieure à celle des études précédentes.
L'oxygène est l'un des éléments les plus importants qui ont façonné l'histoire de la vie sur Terre. Avant son accumulation en grandes quantités dans l'atmosphère, la vie était principalement limitée à des organismes unicellulaires simples capables de vivre dans des environnements presque dépourvus d'oxygène. Avec l'augmentation des niveaux de ce gaz, un changement majeur dans la chimie de la planète s'est produit, ouvrant la voie à la prolifération d'organismes multicellulaires.
Contexte et antécédents
Malgré l'importance de cette étape dans l'histoire de la Terre, les scientifiques ont rencontré des difficultés pour déterminer comment et quand les niveaux d'oxygène ont augmenté au cours de l'histoire géologique. Cela est dû au fait que les archives géochimiques anciennes qui conservent des traces de ces changements sont limitées et dispersées dans les roches anciennes, comme l'a expliqué le principal auteur de l'étude, Jin Ji Gang, professeur associé de sciences de la Terre à l'Université Chinoise des Sciences de la Terre.
Pour surmonter ce problème, les chercheurs se sont concentrés sur un minéral appelé pyrite sédimentaire, qui se forme dans des environnements marins anciens. Reconnaissable par sa couleur dorée brillante, il conserve de petites quantités d'éléments chimiques connus sous le nom d'éléments rares, qui contiennent des informations importantes sur les conditions chimiques des océans et de l'atmosphère à l'époque où le minéral s'est formé.
Conséquences et impact
Les résultats de l'étude montrent que le niveau d'oxygène dans l'atmosphère a progressivement augmenté au cours du long temps géologique, un phénomène connu sous le nom d'oxygénation progressive de la Terre. Les chercheurs relient cette tendance à l'expansion de la biomasse sur la planète, en particulier avec la prolifération d'organismes capables de réaliser la photosynthèse.
Au cours de ce processus, certains microorganismes tels que les cyanobactéries utilisent la lumière du soleil pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en matière organique, tout en libérant de l'oxygène comme produit secondaire. Avec l'augmentation de ces organismes, la production d'oxygène a progressivement augmenté et s'est accumulée dans l'atmosphère, entraînant d'importants changements environnementaux qui ont permis la prolifération de formes de vie plus complexes.
Impact sur la région arabe
Cette étude revêt une importance particulière pour la région arabe, où de nombreux pays sont confrontés à des défis environnementaux liés au changement climatique et aux ressources naturelles. Comprendre l'histoire de l'oxygène et ses variations peut aider à développer des stratégies efficaces pour s'adapter aux changements environnementaux actuels.
En conclusion, cette étude redéfinit notre compréhension de l'histoire de la planète Terre et met en lumière la relation complexe entre la vie et les processus géologiques dans la formation de l'atmosphère dans laquelle nous vivons aujourd'hui.