De rouille et d'os....

La "Grande Oxydation" est un événement majeur dans l'histoire de la vie. On l'observe notamment dans les gisements de fer rubanés, qui tous datent de l'Archéen : il ne s'en est plus formé depuis.

L'explication traditionnelle relie la formation de ces gisements à la vie bactérienne de l'époque : les cyanobactéries constructrices des stromatolithes construisaient leur organisme à partir du CO2 : elles récupèrent le carbone et jette l'oxygène, un déchet mortel pour elles. Cet oxygène se combinait au fer ferreux alors disponible en quantité dans l'eau de mer, qui précipitait pour former le fer rubané.... jusqu'à l'épuisement du fer ferreux : plus de fer ferreux, plus de vie, du moins plus de vie anaérobie, et place à la vie que nous connaissons, qui utilise l'oxygène comme un précieux carburant.

C'est un tout autre scénario que décrit cet article du 18 janvier dernier : la grande oxydation coïncide exactement avec la mise en place de la tectonique des plaques. Jusqu'alors, point de dérive des continents, car ils n'existent pas encore. Il faut attendre un refroidissement suffisant pour qu'ils se forment, et que se mettent en place les mécanismes de remontée magmatique au niveau des dorsales. Et ces remontées s'accompagnent ...de larges quantités d'oxygène dissous.

Ce qui a tué beaucoup de bactéries, mais permis l'apparition des astronomes : on s'en est bien sortis, finalement...

Salut Pyrene,

 

Je n'ai pas lu l'article, je suis une buse en anglais. Par contre ton petit résumé me fait me poser de nombreuses questions (dont les réponses sont peut être dans l'article, tu me diras) :

 

- les bactéries anaréobies produisaient dans tous les cas de l'oxygène. Faut il en déduire que : 1/ il y avait bien moins d'activité de bactérie qu'on pensait ? 2/ Il y avait plus de fer dissous dans l'océan (donc aujourd'hui plus de gisements rubanés) qu'on pensait ? 3/ La grande oxydation a été un phénomène bien plus rapide qu'on pensait du fait de la simultanéité bactéries+tectonique ? Cependant la grande oxydation c'est quand il n'y avait plus de fer dans l'océan, les bactéries ont donc commencer à bosser bien avant. L'activité des bactéries n'est pas liable à la tectonique naissante, on serait donc sur une pure coïncidence si la tectonique se réveille pile au moment où les bactéries avaient plus ou moins finie de s'occuper du fer ?

 

- si la tectonique est une source majeure de l'oxygène dans l'atmosphère, comment expliquer la relative stabilité du taux d'oxygène dans l'atmosphère depuis le paléozoïque (le seul gros pic au carbonifère est facilement explicable) ? 1/ la Terre a relâché tout son oxygène (c'est quand même dur à croire, il faudrait que le tout le magma ai un jour fait un tour en surface pour relâcher l'oxygène dissous) ? 2/ la tectonique s'est fortement calmée depuis les 500 derniers millions d'années puisqu'avant la hausse du taux d'oxygène était assez constante (à priori ce n'est pas le cas car on aurait alors du retrouver quelques trapps monstrueux tels qu'il n'en a plus existé depuis, toute la surface de la Terre ne se fait renouveler en si peu de temps) ?

Bonjour Popov,

Pour ce qui est du 2/, assurément, il y avait à l'Archéen du fer ferreux en quantité, qui a permis la formation de gisements alors que ce n'est plus possible aujourd'hui. L'article porte sur une simulation expérimentale des conditions dans le manteau, et conclue à un excès en Fe3+, conduisant à un excès d'oxygène largement supérieur au taux atmosphérique (500 à 1000 fois plus...). Il y a donc là une source potentielle pour la Grande Oxydation, qui a effectivement été un phénomène brutal (environ 10 000 ans ... instantané à l'échelle géologique). Un apport brutal est donc susceptible de générer rapidement à la fois une oxydation massive et l'élimination des cyanobactéries anaérobies, et par la suite le développement de vie aérobie. Ce ne serait donc plus les cyanobactéries qui seraient responsables de leur propre disparition, ni la vie aérobie (autre hypothèse), mais la tectonique seule. Mais le papier prend soin de préciser que le sujet est "still hotly debated".

La stabilité du taux d'oxygène dépend ensuite non seulement des apports, mais aussi de la consommation par les organismes. Et les derniers 500 MA sont aussi ceux du développement explosif de la vie aérobie....

Coucou

 

Ce sujet me passionne (comme tant d autres ) , il ne faut pas oublier la terre boule de neige , avec la fonte des glaces l oxygène ,sous l effet du rayonnement solaire , prise dans la glace se transforme ce qui as pour but d amplifier l'oxygenation , les volcans ayant entrainaient cette fonte finissent par s éteindre ce qui laissa l oxygénation de la terre se faire plus rapidement , si on rajoute à çà le fais que l ozone se format empêchant le rayonnant solaire de transformer l oxygène se libérant encore de la glace , on obtient une fulgurante oxygénation de la terre qui se stabilise par elle même du fait de la formation d l ozone . Le mouvement des plaques permet de réguler le taux par la suite , sauf bien-sûr a certains moment , trapp de Sibérie par exemple qui mis un foutoir pas possible dzns les taux et la vie sur terre .

 

Dans l article je comprends pas une chose , on sais que le carbone entre autres ,avant la grande oxygénation , a ete absorber par le sol ce qui aurait conduis a une chute des températures et entraîner la terre boule de neige , si les strats suite au mouvement des plaques se faisaient de plus en plus profondément , on obtiendrait des fluctuations aux cours du temps selon la strats qui se melange et remonte en surfaces comme les strats se sont pas former en mêmes temps forcement on auraient différents relâchement dans l atmosphère ,un coup un air primaire forte présence de co2 etc pourquoi ne relèvent on pas de fluctuations évidentes

Modifié 24 janvier 2018 par snake59

Salut Snake !

Attention il y a quelques erreurs dans ce que tu écris :

 

- la glaciation huronienne (la "première" Terre "boule de neige") est consécutive à la grande oxydation, elle n'en est pas la cause. C'est vraisemblablement l'oxygène libéré dans l'atmosphère une fois épuisé le fer dissous dans l'océan qui s'est combiné au méthane (=carbone) pour faire du CO2 d'où baisse de l'effet de serre = refroidissement (le CO2 c'est beurk mais le méthane c'est bien pire encore...). Ce n'est donc pas la glaciation ou la fin de la glaciation qui a libéré l'oxygène dans l'atmosphère, il était là déjà avant. Qu'il soit sorti de l'océan par les bactéries et/ou sorti du magma par la tectonique (l'hypothèse évoquée dans l'article).

 

- Les trapps de Sibérie n'ont aucun rapport avec ces évènements autour de 2.4 milliards d'années, c'est arrivé beaucoup beaucoup plus tard. A l'extinction du permien on perd beaucoup de monde mais les plantes étaient déjà en net retrait depuis la fin du carbonifère. La remonté du taux d'oxygène au trias peut s'expliquer par d'autres choses que la lave libérée par les trapps de sibérie : le phénomène est probablement d'origine biologique (les plantes reprennent du poils de la bête) car il prend plusieurs dizaines de millions d'année alors que le volcanisme n'a été intense que un à deux millions d'années. De toutes manières ce genre d'équilibre avec des bactéries/plantes (dont phytoplancton, ne pas seulement penser à ceux sur terre) mangeuses de carbone et des bactéries/animaux aérobies n'existait pas à l'époque de la grande oxydation puisqu'avant il n'y avait pas d'oxygène disponible pour les seconds (capté par le fer dissous).

 

Ca ramène à la question que je me posais précédemment : si le volcanisme vers 2.5 milliards d'années été si important qu'il aurait été le facteur principal de la libération de l'oxygène au point de minimiser le rôle des bactéries anaérobies, où est passée la lave ? Il aurait du y en avoir tellement que tout n'aurai pas replongé ou été érodé, on ne devrait pas retrouver des débordement sur certains cratons ? Alors ok 2.5 milliards d'années ça laisse le temps à l'eau de couler sous les ponts et ailleurs et les cratons aussi vieux ne sont pas les plus nombreux (on appelle ça des archons), mais on en retrouve pourtant sur tous les continents.

 

Par ailleurs j'ai pu lire à plusieurs reprise que des traces de tectonique on été trouvées pour des périodes plus anciennes encore, 3.5 à 4 milliards d'années. Cette oxydation ne serait donc pas un phénomène lié au début de la tectonique mais tout au plus un épisode particulièrement intense.

 

Dans l article je comprends pas une chose , on sais que le carbone entre autres ,avant la grande oxygénation , a ete absorber par le sol

Tu penses à quoi ? Il me semble que c'est faux car 1/ y'avait plein de carbone dans l'atmosphère sous forme de méthane et 2/ comment le sol aurait pu l'absorber ?

 

Ces évolutions sont passionnantes, je t'encourage à creuser ces questions et j'espère que dans nos vieux jours nous pourrons tenir ce genre de conversations au sujet des exoplanètes

Modifié 25 janvier 2018 par popov

La chronologie entre la Grande Oxydation et la "Terre boule de neige" n'est pas encore vraiment limpide ; l'article portant sur les causes de la Grande Oxydation indiquait (en 2015) "This causes an abrupt jump of oxygen levels within ∼104yr after the glaciation and an extensive oxygen overshoot to the present atmospheric level."

Par ailleurs la vie au Protérozoique est essentiellement marine, les plantes proprement dites ne colonisent les terres que bien plus tard : le carbone est alors donc normalement piégé dans les sédiments après la mort des organismes(qui tombent au fond).

Enfin, il ne faut pas voir la mise en place de la tectonique des plaques comme forcément associée à du volcanisme massif résultant en trapps. Ce qui se passe est la mise en place du système que nous connaissons actuellement, un plancher océanique apparait et se forme régulièrement de part et d'autre d'une dorsale active, comme celle observée dans l'Atlantique central. Il y a normalement du volcanisme associé, mais pas plus que ce que nous connaissons.

Si les dorsales s'activent cela entraine forcément ailleurs subduction et arcs volcaniques, non ? Ces derniers ne devaient pas être tristes si ça bougeait tellement à cette époque. Tu sais c'est assez innocemment que je me demandais où c'est qu'on pourrait avoir aujourd'hui de la lave de cette époque, c'est évidemment plus au fond de la mer qu'on risque de la trouver. Si la création de plancher océanique était tellement plus active qu'aujourd'hui au point de justifier un fort apport d'oxygène, peut on retrouver des traces de subduction ? Ou est ce que les arcs ont fracturés et grignotés les bords des cratons ?

Par ailleurs si les dorsales étaient si actives c'est qu'il devait y avoir du remue ménage dans le manteau, ne peut on pas imaginer qu'il y a aussi eu de gros panaches ? Donc de gros points chauds / trapps qui pourraient cette fois ci se retrouver en plein centre des cratons ?

 

J'ai un peu fouillé, il y a effectivement pas mal de roches vertes autour de 2.8-2.6 milliards d'années sur le bouclier canadien. Désolé si mes questions sont un peu naïves, je suis loin d'être géologue mais me pose juste quelques questions de bon sens à partir des éléments de l'article que tu évoques.

En effet, s'il y a dorsales, il y a forcément subduction. Mais la première conséquence en est la disparition des plaques. De mémoire le plancher océanique le plus ancien est Jurassique, si l'on excepte des fragments -discutés- au niveau du Groenland.

Il existe un bon bouquin récent par El Albani et d'autres (celui qui a découvert les fameux fossiles gabonais) qui fait un tour de ce qui est connu de cette époque. C'est-à-dire... pas tout !!

Coucou damien

Plaisir de te répondre 😊

 

Le carbone , d Après la théorie , auraient été absorber par le sol pendant des pluies acide

,bien que je sois d accord avec toi sur le début de l oxygenation des océans , qui serais dus aux bactéries et/ ou aux commencement des courants , mais cela na pas engendrée la glaciation car bien que l océan se charger en oxygène , l atmosphère ne pouvait pas en contenir des masses ( les bubulles qui remonter n etaient pas assez nombreuses ) , il faut une chute des gaz a effets de serres ( co2 etc ) pour engendrée un tel refroidissement , hors a cette périodes beaucoup de terres etaient a nue ,avec les pluie acide ( notamment dus aux volcanisme ) le carbone se stoke dans les sols , cela induits une chute du co2 et conduis a la glaciation et se refroidissement permet un passage rapide de l oxygène entre océans/ atmosphère pendant la deglaciations . ,

 

Pour ce qui est de l épisode ferreux des océans je penserais plus a la theorie des courant , les terres émergées suite aux volcanisme entre autres produisent des courant , l oxygénation qui est en cours suit le courant tout comme le fer , les deux se rencontre est font des dépôts la ou le courant baisse ou disparais les dépôts sont plus important que ailleurs , car en temps normal le courants les déposent sur le fond une peu comme une rivière fait avec l or . ce qui expliquerais pourquoi a certains endroits on dois traiter des tonnes de roches pour avoir le fer et a d autres endroits juste le piocher a la roches .

 

Pour ce qui est des trapps de siberie , deccan etc je voulais juste mettre un exemple comme quoi la terre peu importe la période peut être pris d un brusque changement , mais je te l accorde on n ai pas dans les mêmes périodes . Mauvais exemple .

 

Pour la tectonique des plaques je pense plutot qu elles a jouer un grand role mais pas dans l oxygénation plutot dans le fait de rendre les oceans plus habitables car les metaux lourd et d autres sont emporter avec leur mouvement ce qui aide a proliferer certains organismes , qui peuvent alors se développaient plus rapidement et sans poison dans leur environnement . Un peu comme nous avec le plomb a une époque ou on en rejeter tellement que ça influer notre organisme , on arrête le plomb est hop miracle on vis mieux . A l époque dans l océans çà devaient etre un peu comme ça avant que la tectonique se mettent en place dur dur de se développer .

Popov

 

Si tu as un peu de temps je t invite a visionner le documentaire ; aux origines de la terre partie 1 , y a quelques lacunes comme dans tout documentaires mais les traits principales sont là , je pense que ça te plairas si tu le visionne ( et les autres aussi ) dis moi ton points de vue j en serais content 😄