Des oasis d’oxygène dans les océans 500 millions d’années avant l’oxygénation de l’atmosphère
Des roches sédimentaires marines vieilles de 2,9 milliards d’années, provenant de la région du Red Lake au Canada, révèlent des zones d’accumulation d’oxygène à une époque où les océans étaient globalement anoxiques et riches en fer. Ces oasis d’oxygène ont joué un rôle clé dans l’histoire de l’oxygénation de la planète. En analysant la disponibilité du phosphore, un nutriment essentiel à toute forme de vie, une équipe de scientifiques a montré que le recyclage anoxique du phosphore dans la colonne d’eau aurait favorisé la productivité primaire et l’accumulation d’oxygène. La formation de ces oasis, 500 millions d’années avant l’oxygénation de l’atmosphère, a contribué à créer des conditions propices à l’émergence de formes de vie plus complexes sur la planète.
L’oxygénation de l’atmosphère commence il y a environ 2,4 milliards d’années, par le dégazage d’oxygène produit dans les océans par la photosynthèse. Avant cette ‘Grande Oxygénation’, les océans étaient globalement dépourvus d’oxygène et riches en fer, mais il existait certaines zones où l’oxygène dissous s’accumulait périodiquement. Ces « oasis d’oxygène » ont joué un rôle fondamental dans les premières étapes de la production d’oxygène sur Terre, mais leur existence et les mécanismes de leur formation restent profondément incompris.
Une équipe internationale de recherche menée par un chercheur CNRS du laboratoire Géosciences Environnement Toulouse a analysé des échantillons de roches sédimentaires marines de 2.9 milliards d’années provenant la région du Red Lake au Canada. Ces roches se composent de sédiments marins incluant des stromatolithes, fossiles d’organismes photosynthétiques et témoins de production locale d’oxygène.
En analysant des marqueurs d’oxygénation dans ces roches sédimentaires, tels que les métaux traces et le fer, les scientifiques ont mis en évidence des zones anoxiques (dépourvues d’oxygène) en profondeur, ainsi que des oasis d’oxygène dans les eaux de surface. Afin d’expliquer la présence de ces oasis, l’équipe s’est penchée sur la biodisponibilité en phosphore dans ces sédiments anciens. En effet, le phosphore est un nutriment essentiel à toute forme de vie, et son cycle est intimement lié à la production d’oxygène. Leurs résultats montrent que des périodes de plus grande disponibilité du phosphore dans l’eau de mer ont favorisé une production accrue de matières organiques, grâce à l’activité photosynthétique. Cette production a probablement été à l’origine des premières accumulations d’oxygène dans certaines zones des océans. Ces périodes d’oxygène accumulé dans les océans ont précédé de près de 500 millions d’années la Grande Oxygénation et témoignent d’une phase transitoire dans les océans anciens, permettant la mise en place des conditions propices à l’émergence des formes de vies plus complexes sur notre planète.
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