Grande Oxydation

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Évolution de la concentration en dioxygène de l'atmosphère terrestre. Limites haute en rouge et basse en vert[1].

La Grande Oxydation, également appelée catastrophe de l'oxygène ou crise de l'oxygène, est une crise écologique qui a eu lieu il y a environ 2,4 milliards d'années, au Paléoprotérozoïque, dans les océans et l'atmosphère terrestre[2],[3].

Jusque là, le dioxygène produit par la photosynthèse des cyanobactéries réagissait avec les composés de l'océan, principalement avec le fer ferreux pour précipiter en hématite et magnétite, et ne s'accumulait pas dans l'atmosphère, ce qui limitait les possibilités de vie à la prolifération d’organismes anaérobies.

Ce n'est plus le cas vers -2,4 milliards d'années : après l'épuisement du fer ferreux marin, le dioxygène s'est alors répandu dans la mer et l'atmosphère, déclenchant une crise écologique, en raison de sa toxicité pour les organismes anaérobies de l'époque. La concentration en oxygène de l’air augmente rapidement, en deux cent millions d'années, pour atteindre un maximum vers -2,1 milliards d'années (taux de 4 %) qui voit l'émergence de la vie multicellulaire aérobie.

De plus, l'oxygène libre réagit avec le méthane atmosphérique (ce gaz étant à cette époque, avec le dioxyde de carbone, à l'origine de l'effet de serre), déclenchant ainsi la glaciation huronienne entre 2,4 milliards et 2,1 milliards d'années, probablement le plus long épisode boule de neige de la Terre. Après cette glaciation, la fonte des glaces provoque un lessivage des continents, ce qui apporte des éléments nutritifs dans les océans, favorisant le développement de cyanobactéries photosynthétiques à l'origine de l'augmentation de la concentration d’oxygène dans l'atmosphère terrestre.

Enfin, cet oxygène libre est à l'origine de la formation de la couche d'ozone qui a pour effet d'absorber la plus grande partie du rayonnement solaire ultraviolet, stimulant ainsi la biodiversité.

Ce modèle est corrigé en 2013 : le taux de concentration d’oxygène dans l'atmosphère terrestre montre des fluctuations et une dynamique « en yoyo » entre 2,3 et 1,8 milliards d’années pour chuter au cours du Mésoprotérozoïque (1,6-1,8 milliards d’années) à un taux de 0.5-1 % qui perdure pendant un milliard d'années, cette période voyant le développement uniquement de bactéries qui laissent peu de traces fossiles. Ce milliard est nommé par les scientifiques britanniques « le milliard ennuyeux » (the boring billion par l'absence de fossiles) et après cette période vers 600-700 millions d’années (glaciation Varanger à l'époque du Cryogénien), l'atmosphère terrestre connaît à nouveau une importante augmentation d'oxygène jusqu'à nos jours[4].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Soit :
    • phase 1 (3,85–2,45 Ga) : pas de production d'O2 ;
    • phase 2 (2,45–1,85 Ga) : la production d'O2 est absorbée par les océans et les fonds marins ;
    • phase 3 (1,85–0,85 Ga) : les océans dégagent de l'O2 mais il est absorbé par les terres et la constitution de la couche d'ozone ;
    • phase 4 et 5 (0,85–0,54 Ga) et (0,54 Ga–présent) : les puits d'O2 sont saturés et l'O2 s'accumule dans l'atmosphère.
  2. Yves Sciama, « Elles ont façonné la Terre », Hors-série Microbes, Science et Vie, no 261,‎ 7 décembre 2012, p. 21 (ISSN 0151-0282).
  3. Christian de Duve (trad. Anne Bucher, Jean-Mathieu Luccioni), Poussière de vie : Une histoire du vivant, Paris, Fayard,‎ 1996, 588 p. (ISBN 9782213595603).
  4. (en) Donald E. Canfielda, Lauriss Ngombi-Pembab, Emma U. Hammarlunda, Stefan Bengtsonc, Marc Chaussidond, François Gauthier-Lafayee, Alain Meunierb, Armelle Riboulleauf, Claire Rollion-Bardd, Olivier Rouxelg, Dan Asaelg, Anne-Catherine Pierson-Wickmannh et Abderrazak El Albani, « Oxygen dynamics in the aftermath of the Great Oxidation of the Earth’s atmosphere », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 110, no 42,‎ 30 septembre 2013, p. 16736-16741 (DOI 10.1073/pnas.1315570110)

Articles connexes[modifier | modifier le code]