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Science. L'ancienne biosphère

Le présent texte est une adaptation rapide en français d'un article de Spacedaily.com 1)

Trois mesures d'un isotope de l'oxygène prélevé dans des sulfates sédimentaires du bassin Sibley de l'Ontario âgés d'environ 1,4 milliards d'années, ont fourni des renseignements précieux sur ce qu'était l'atmosphère et la biosphère à une époque précédant d'environ 800 millions d'années l'apparition de la vie multicellulaire.On en trouve les résultats dans un article qui vient d'être publié dans le journal Nature. Voir référence ci-dessous. 

Il s'agit de la plus récente mesure de l'oxygène atmosphérique et de ses isotopes (dioxygène) à cette époque O2. L'atmosphère primitive de la terre s'est formée par dégazage de sa surface en fusion peu de temps après sa formation. Elle était alors totalement dépourvue de dioxygène et très riche en dioxyde de carbone ou gaz carbonique (CO2) https://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyde_de_carbone

Jusqu'à -2,3 milliards d'années, les sédiments déposés par les fleuves contiennent de l'uraninite sous forme de particules solides. Ce minerai d'uranium est soluble dans les eaux riches en dioxygène, sa présence confirme l'existence d'une atmosphère dépourvue de dioxygène.

On estime généralement que c'est la prolifération de bactéries océaniques, algues et cyanobactéries, capables de transformer le carbone en oxygène qui a été la première responsable de ce phénomène. Mais le cycle a du être amorcé par l'existence d'une vie anaérobie, autrement dit capable de se passer d'oxygène https://fr.wikipedia.org/wiki/Ana%C3%A9robie.

Certaines bactéries anaérobies auraient pu muter pour se rendre consommatrices d'oxygène. Un avantage sélectif en aurait découlé pour elles, compte tenu des performances permises par la consommation d'oxygène. Elles auraient rapidement envahi tout le milieu en utilisant le carbone pour produire de l'oxygène. D'importantes quantités de l'oxygène ainsi produit auraient été rejetées dans l'océan d'abord, dans l'atmosphère ensuite, permettant le développement de nouvelles bactéries aérobies qui ont enclenché un cycle de grande ampleur.

Les recherches actuelles confirment l'hypothèse selon laquelle l'oxygène dans l'atmosphère était en bien moins grande quantité qu'aujourd'hui, du fait d'une biosphère bactérienne considérablement moins productive. De ce fait, l'apparition éventuelle d'une vie multicellulaire complexe, et surtout son développement, n'étaient pas possibles.

Ceci explique pourquoi pendant l'histoire de la Terre dite « the boring billion », le « milliard ennuyeux », aucun changement biologique, ni les transformations de l'environnement en résultant, n'avait été jusqu'ici observés.

On estime aujourd'hui que la vie microbienne exclusivement présente sur la planète pendant plusieurs milliards d'années, survivrait à la disparition probable de la vie complexe, y compris des humains, susceptible de se produire d'ici quelques dizaines de siècles, sinon bien avant, en cas de catastrophe d'origine humaine.

Ce serait exclusivement cette vie bactérienne que rencontreraient d'éventuelles explorations d'origine extraterrestre. C'est également elle que devront rechercher en priorité les recherches de vie sur d'autres planètes (exobiologie)

Référence

Triple oxygene isotope evidence for limited mid-Proterozoic primary productivity

Nature  https://www.nature.com/articles/s41586-018-0349-y

Abstract

The global biosphere is commonly assumed to have been less productive before the rise of complex eukaryotic ecosystems than it is today1. However, direct evidence for this assertion is lacking. Here we present triple oxygen isotope measurements (∆17O) from sedimentary sulfates from the Sibley basin (Ontario, Canada) dated to about 1.4 billion years ago, which provide evidence for a less productive biosphere in the middle of the Proterozoic eon. We report what are, to our knowledge, the most-negative ∆17O values (down to −0.88‰) observed in sulfates, except for those from the terminal Cryogenian period2. This observation demonstrates that the mid-Proterozoic atmosphere was distinct from what persisted over approximately the past 0.5 billion years, directly reflecting a unique interplay among the atmospheric partial pressures of CO2 and O2 and the photosynthetic O2flux at this time3. Oxygenic gross primary productivity is stoichiometrically related to the photosynthetic O2 flux to the atmosphere. Under current estimates of mid-Proterozoic atmospheric partial pressure of CO2 (2–30 times that of pre-anthropogenic levels), our modelling indicates that gross primary productivity was between about 6% and 41% of pre-anthropogenic levels if atmospheric O2 was between 0.1–1% or 1–10% of pre-anthropogenic levels, respectively. When compared to estimates of Archaean4,5,6 and Phanerozoic primary production7, these model solutions show that an increasingly more productive biosphere accompanied the broad secular pattern of increasing atmospheric O2 over geologic time8.

 

1) http://www.spacedaily.com/reports/Billion_year_old_lake_deposit_yields_clues_to_Earths_ancient_biosphere_999.html

24/07/2018
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