Comment l'atmosphère de la Terre s'est transformée de l'oxygène pauvre en riche en oxygène sur une période d'environ deux milliards d'années a été révélée par une équipe internationale de chercheurs.
Le Dr Matthew Dodd, de la School of Earth Sciences de l'Université d'Australie-Occidentale, a collaboré à l'étude, dirigée par l'Université de technologie de Chengdu et publiée dans Nature.
« Les scientifiques soupçonnaient que les niveaux d'oxygène ont augmenté sur Terre par étapes, mais le moment précis et les liens avec la chimie des océans et l'évolution biologique sont controversés », a déclaré le Dr Dodd.
« La montée de l'oxygène dans l'atmosphère de la Terre est fondamentale pour l'émergence de la vie complexe de respiration de l'oxygène, de l'habitabilité planétaire et de la création de ressources naturelles vitales. »
Les chercheurs ont analysé les enregistrements isotopiques à haute résolution de l'oxygène conservés dans les anciens minéraux de sulfate pour reconstruire la montée de l'oxygène atmosphérique et son interaction dynamique avec les océans.
« En échantillonnant systématiquement l'enregistrement des isotopes de l'oxygène sur des milliards d'années et en intégrant des données publiées précédemment, nous avons construit la reconstruction de l'évolution de l'oxygène la plus complète basée sur les isotopes en oxygène couvrant les trois milliards d'années », a déclaré le Dr Dodd.
Les résultats ont révélé trois principaux épisodes d'augmentation de l'oxygène atmosphérique – en avant le paléoprotérozoïque (2 500 à 1 600 millions d'années), le néoprotérozoïque (1 milliard à 538,8 millions d'années) et le paléozoïque (538,8 millions d'années il y a 252 millions d'années) il y a 410 ans.
Surtout, à la suite de l'élévation de l'oxygène néoprotérozoïque, les océans de la Terre, qui manquaient en grande partie d'oxygène, ont subi des impulsions d'oxydation périodiques.
Les événements ont entraîné des décalages d'isotopes de carbone, de soufre et d'oxygène synchronisés sur des centaines de millions d'années, ce qui suggère que l'augmentation de l'oxygène atmosphérique a déclenché à plusieurs reprises l'oxydation des océans transitoires.
« Les résultats fournissent un cadre environnemental pour comprendre l'origine et l'évolution de la vie sur Terre, ainsi que la formation de dépôts minéraux et de ressources pétrolières », a déclaré le Dr Dodd.
