La recherche a révélé de nouvelles informations importantes sur l’évolution de l’oxygène, du carbone et d’autres éléments vitaux tout au long de l’histoire de la Terre et pourrait aider à évaluer quelles autres planètes peuvent développer la vie, allant des plantes aux animaux en passant par les humains.
L’étude, publiée aujourd’hui dans Géosciences naturelles et dirigé par un chercheur de l’Université de Bristol, révèle pour la première fois comment l’accumulation de roches riches en carbone a accéléré la production d’oxygène et sa libération dans l’atmosphère. Jusqu’à présent, la nature exacte de la manière dont l’atmosphère est devenue riche en oxygène a longtemps échappé aux scientifiques et a donné lieu à des explications contradictoires.
Comme le dioxyde de carbone est régulièrement émis par les volcans, il finit par pénétrer dans l’océan et former des roches comme le calcaire. À mesure que les stocks mondiaux de ces roches s’accumulent, elles peuvent ensuite libérer leur carbone lors de processus tectoniques, notamment la formation de montagnes et le métamorphisme.
En utilisant ces connaissances, les scientifiques ont construit un modèle informatique sophistiqué unique pour tracer avec plus de précision les changements clés dans les cycles du carbone, des nutriments et de l’oxygène au plus profond de l’histoire de la Terre, sur 4 milliards d’années de la vie de la planète.
L’auteur principal et biogéochimiste, le Dr Lewis Alcott, maître de conférences en sciences de la Terre à l’Université de Bristol, a déclaré : « Cette percée est importante et passionnante car elle peut nous aider à comprendre comment les planètes, autres que la Terre, ont le potentiel de supporter des systèmes intelligents d’oxygénation. respirer la vie.
« Auparavant, nous n’avions pas une idée claire de la raison pour laquelle l’oxygène passait de très faibles concentrations aux concentrations actuelles, car les modèles informatiques n’étaient pas capables de simuler avec précision toutes les rétroactions possibles ensemble. Cela a intrigué les scientifiques pendant des décennies et a créé différentes théories. »
La découverte indique que les planètes plus anciennes, apparues il y a des milliards d’années comme la Terre, pourraient avoir de meilleures chances d’accumuler suffisamment de dépôts riches en carbone dans leur croûte, ce qui pourrait faciliter le recyclage rapide du carbone et des nutriments nécessaires à la vie.
Les résultats ont montré que cet enrichissement progressif en carbone de la croûte entraîne des taux de recyclage toujours croissants du carbone et de divers minéraux, y compris les nutriments nécessaires à la photosynthèse, le processus par lequel les plantes vertes utilisent la lumière du soleil pour absorber les nutriments du dioxyde de carbone et de l’eau. Ce cycle accélère donc régulièrement la production d’oxygène au cours de l’histoire de la Terre.
La recherche, qui a débuté alors que le Dr Alcott était chercheur postdoctoral Hutchinson à l’Université de Yale aux États-Unis, ouvre la voie à de futurs travaux visant à mieux comprendre les interrelations complexes entre la température planétaire, l’oxygène et les nutriments.
Le co-auteur, le professeur Benjamin Mills, professeur d’évolution du système terrestre à l’université de Leeds, a déclaré : « Nous disposons de nombreuses informations sur les étoiles lointaines et la taille des planètes qui gravitent autour d’elles. Bientôt, cela pourrait être utilisé pour faire une prédiction de l’évolution du système terrestre. la chimie potentielle de la planète et les nouvelles avancées dans la technologie des télescopes devraient nous permettre de savoir si nous avons raison. »
Plus d’information:
L’accumulation de carbonate crustal comme moteur de l’oxygénation de la Terre, Géosciences naturelles (2024).