Un échantillon de dolomite de la formation cambrienne Muav a été observé au microscope. Plusieurs générations de croissance minérale peuvent être observées. Dans l’étude, nous avons utilisé un système d’ablation laser pour échantillonner des tissus minéraux spécifiques et mesurer leurs compositions en U et en Pb. Crédit : Uri Ryb
Une étude récente présente une utilisation innovante de la géochronologie U-Pb de la dolomite, offrant de nouvelles perspectives sur le développement des anciens écosystèmes marins. En identifiant les variations des rapports U-Pb des échantillons de dolomite, les chercheurs ont établi une méthode fiable pour estimer les niveaux d'oxygène dans les milieux marins anciens, des environnements cruciaux où les premiers animaux sont originaires et se sont développés.
Leurs découvertes révèlent une augmentation significative de l’oxygénation marine à la fin du Paléozoïque (il y a 400 millions d’années), des centaines de millions d’années après l’émergence de la vie animale. Ces découvertes suggèrent que les premiers animaux ont évolué dans des océans qui étaient pour la plupart pauvres en oxygène et approfondissent notre compréhension des interactions entre les écosystèmes et de l'évolution des formes de vie complexes. Comprendre ces relations fournit un contexte critique pour les futures observations de exoplanèteen utilisant la nouvelle génération de télescopes spatiaux à la recherche de vie extraterrestre.
Une nouvelle approche de l'oxygénation marine
Le Dr Uri Ryb et le Dr Michal Ben-Israel de l'Institut des sciences de la Terre de l'Université hébraïque, ainsi que leurs collaborateurs, ont fait une découverte importante dans le domaine des sciences de la Terre. Leur étude, publiée dans Communications naturellesintroduit une nouvelle approche pour reconstituer l'augmentation de l'oxygène dans les environnements marins anciens à l'aide de mesures d'U et de Pb dans des roches dolomite couvrant les 1,2 derniers milliards d'années.
Montrant la séquence de roches sédimentaires paléozoïques du Grand Canyon – à partir de laquelle des échantillons ont été collectés pour cette étude. Les falaises abruptes sont constituées de formations calcaires marines ou de dolomie. Crédit : Uri Ryb
Les scientifiques estimaient généralement les niveaux d'oxygène dans les océans anciens à partir de la composition des éléments « sensibles au rédox » préservés dans les anciennes roches sédimentaires. Mais ces compositions peuvent être facilement modifiées au cours de l’histoire géologique. L’équipe a surmonté ce défi en développant une nouvelle approche utilisant la datation U-Pb dolomite pour détecter les signaux d’oxygénation résistants à une telle altération, nous donnant ainsi une perspective impartiale sur la dynamique de l’oxygénation marine.
Aperçus sur l’oxygénation marine ancienne
Leurs enregistrements indiquent une augmentation spectaculaire de l’oxygénation des océans à la fin du Paléozoïque, des centaines de millions d’années après l’émergence des premiers animaux. Cela concorde avec d’autres preuves indiquant l’oxygénation de l’océan en même temps, conforte l’hypothèse selon laquelle les animaux ont évolué dans des océans qui étaient pour la plupart limités en oxygène et suggère que les changements dans l’oxygène des océans étaient motivés par l’évolution.
Selon le Dr Ryb, ces découvertes améliorent non seulement notre compréhension des anciens écosystèmes terrestres, mais ont également des implications pour la recherche de la vie extraterrestre. « Révéler la dynamique entre l’évolution et les niveaux d’oxygène dans les premiers environnements terrestres peut remettre en contexte les observations sur la composition atmosphérique des exoplanètes qui deviennent désormais disponibles grâce à la nouvelle génération de télescopes spatiaux. Plus précisément, cela suggère que de faibles niveaux d’oxygène sont suffisants pour que les formes de vie complexes prospèrent.
L’étude a été financée par la Fondation israélienne pour la science et l’Université Johns Hopkins.
