Une nouvelle étude a révélé comment le phosphore, un nutriment essentiel à la photosynthèse, a déferlé dans les océans anciens et a déclenché la première augmentation majeure de l'oxygène atmosphérique sur Terre il y a plus de 2 milliards d'années.
Le Dr Matthew Dodd, de l'École de la Terre et des Océans de l'UWA, est l'auteur principal de l'étude publiée dans Communications naturelles. « En alimentant la prolifération de microbes photosynthétiques, ces impulsions de phosphore ont stimulé l'enfouissement du carbone organique et permis à l'oxygène de s'accumuler dans l'air, un tournant qui a finalement rendu possible une vie complexe », a déclaré le Dr Dodd.
La recherche a combiné des archives mondiales d'anciennes roches carbonatées avec une modélisation pour simuler le système climatique de la Terre et montrer que le phosphore océanique et l'oxygène atmosphérique ont augmenté et diminué ensemble pendant le grand événement d'oxydation.
L’équipe a mesuré le phosphate associé au carbonate, un indicateur du phosphate d’eau de mer dissous, et a découvert qu’elle suivait les signaux isotopiques du carbone qui enregistrent la productivité biologique et l’enfouissement du carbone.
Des milliers d’expériences modèles ont ensuite démontré que les augmentations transitoires de l’apport de phosphore aux océans reproduisaient à la fois une oxygénation rapide et des empreintes isotopiques distinctives dans les enregistrements rocheux.
« L'oxygène est la monnaie forte d'une vie complexe et lorsque les niveaux de phosphore ont augmenté dans les premiers océans, la photosynthèse s'est accélérée », a déclaré le Dr Dodd. « Lorsque davantage de carbone organique a été enfoui, l'oxygène a pu s'accumuler librement dans l'atmosphère et c'est ainsi que la Terre a pris sa première grande inspiration. »
Les résultats éclairent la création de niveaux d’oxygène durables sur Terre et fournissent un guide aux astrobiologistes.
« Les astronomes considèrent de plus en plus les atmosphères riches en oxygène comme des cibles privilégiées dans la recherche de la vie au-delà de la Terre, mais l'oxygène peut, en principe, apparaître sans biologie », a déclaré le Dr Dodd. « En identifiant un régulateur de nutriments qui associe les océans, la biologie et l'atmosphère, nous proposons une voie biologique testable pour créer et maintenir l'oxygène sur les mondes vivants.
« Nous fournissons également un cadre pour interpréter les détections d'oxygène sur des planètes situées en dehors de notre système solaire. »
