L’oxygène présent dans l’atmosphère de la Terre est presque exclusivement produit par la photosynthèse. La transition entre un monde primitif sans oxygène vers un autre oxygéné est liée à l’apparition et à la prolifération des cyanobactéries photosynthétiques. Mais alors que la première trace notable d’oxygène atmosphérique persistant a été daté aux alentours de 2,4 milliards d’années, les premières traces de cyanobactéries remontent à 2,7 milliards d’années, si pas plus. Il y a donc un "trou" de 300 millions d’années entre l’apparition de la photosynthèse et une atmosphère riche en oxygène. Comment expliquer cela ?
Des hypothèses évoquaient la consommation de l’oxygène par les organismes détritivores ou par des "tampons" tels que la forme réduite du fer (Fe2+), mais cela ne suffisait pas pour expliquer ce qui était observé.
Dans une étude parue la semaine passée dans Nature, deux chercheurs soutiennent que ce laps de temps entre l’apparition de la photosynthèse et une atmosphère riche en oxygène est du à des réactions entre l’oxygène et des gaz volcaniques réducteurs qui ont maintenu le taux d’oxygène bas. Ces gaz sont l’hydrogène (H2) et le sulfite d’hydrogène (H2S) qui sont communément relâchés par les volcans sous-marins et qui consomment l’oxygène pour former respectivement de l’eau (H2O) et du sulfate (SO2-). La quantité d’oxygène consommée est très dépendante de la température de l’éruption volcanique, les basses températures du fond marin résultant en une plus grande quantité de gaz réducteurs produits.
Quand les continents se sont formés, les éruptions terrestres sont devenues plus communes que les marines. Les gaz oxydés comme le dioxyde de carbone (CO2) produits lors de ces éruptions à température plus élevée sont moins aptes à consommer l’oxygène atmosphérique. Le moment auquel l’augmentation d’oxygène apparaît est identifié avec précision par les ratios d’isotope de sulfures préservés dans des minéraux sédimentaires comme les pyrites (FeS2) et corrobore l'hypothèse de Kump & Barley.
Kump & Barley, 2007. Increased subaerial volcanism and the rise of atmospheric oxygen 2.5 billion years ago. Nature 448: 1033-1036
Accueil 
