Grande Oxydation
Le grand événement d'oxygénation (GOE) a été l'introduction de l'oxygène libre dans notre atmosphère. Il a été causé par les cyanobactéries qui font de la photosynthèse. Cela a pris très longtemps, d'environ trois milliards d'années à environ un milliard d'années.
La photosynthèse produisait de l'oxygène avant et après le GOE. La différence était qu'avant l'EOG, la matière organique et le fer dissous capturaient chimiquement tout l'oxygène libre. La terre contient beaucoup de fer, et le fer est plus soluble que ses oxydes, de sorte que les océans contenaient beaucoup de fer dissous. Il est devenu de l'oxyde de fer et a formé d'énormes dépôts sous forme de roche de fer rubanée des ères archéenne et protérozoïque. Lorsqu'il ne restait plus assez de fer pour capturer plus d'oxygène, l'oxygène libre s'accumulait dans l'atmosphère. C'était le GOE.
À l'époque, l'oxygène était toxique pour la plupart des habitants anaérobies de la Terre. Comme les cyanobactéries produisaient de l'oxygène et construisaient leurs stromatolites, elles ont changé l'environnement pour d'autres protistes. Comme les autres protistes n'avaient aucun moyen de s'occuper de l'oxygène, la plupart d'entre eux auraient disparu. Une autre conséquence a été l'effet de l'oxygène libre sur le méthane atmosphérique, un gaz à effet de serre. La réaction a éliminé le méthane et a provoqué la glaciation huronneuse, probablement l'épisode de boule de neige le plus long de l'histoire de la Terre. Depuis, l'oxygène libre a toujours été une partie importante de l'atmosphère.
Accumulation d'O2 dans l'atmosphère terrestre. Les lignes rouges et vertes représentent la fourchette des estimations alors que le temps est mesuré en milliards d'années (Ga). Étape 1 (3,85-2,45 Ga) : Pratiquement pas d'O2 dans l'atmosphère. Étape 2 (2,45-1,85 Ga) : O2 produit, mais absorbé dans les océans et les roches des fonds marins. Phase 3 (1,85-0,85 Ga) : L'O2 commence à sortir des océans sous forme de gaz, mais il est absorbé par les surfaces terrestres. Etapes 4 et 5 (0,85-présent) : L'O2 coule rempli et le gaz s'accumule.
Timing
Il est prouvé que l'oxygène libre a d'abord été produit par des organismes photosynthétiques (procaryotes, puis eucaryotes) qui ont émis de l'oxygène comme déchet. Ces organismes vivaient bien avant les GOE, il y a peut-être 3500 millions d'années (mya). L'oxygène qu'ils produisaient aurait été rapidement éliminé de l'atmosphère par la "rouille de masse" qui a conduit au dépôt de formations de fer rubané. L'oxygène n'a commencé à persister dans l'atmosphère qu'en petites quantités peu de temps (~50 millions d'années) avant le début du GOE. Sans une réduction, l'oxygène s'accumulerait très rapidement. Aux taux actuels de photosynthèse (qui sont bien plus élevés que ceux du Précambrien sans plantes terrestres), les niveaux d'O2 atmosphérique modernes pourraient être produits dans environ 2 000 ans.
Résumé :
- 3 500 mya d'éon archéen : production d'oxygène par les cyanobactéries dans les stromatolites.
- L'oxygène provoque le dépôt de fer sous forme d'oxydes de fer dans les formations de fer en bandes.
- c. 2 400 mya ère paléoprotérozoïque : de l'oxygène libre s'échappe dans l'atmosphère, principalement absorbé sur la terre.
- c. 850 millions d'années Néoprotérozoïque : l'oxygène commence à s'accumuler dans l'atmosphère. Il continue à augmenter pendant le Paléozoïque pour atteindre les niveaux actuels.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que le Grand événement d'oxygénation (GOE) ?
R : Le GOE était la création d'oxygène libre dans notre atmosphère, causée par les cyanobactéries faisant de la photosynthèse. Il s'est déroulé sur une longue période de temps, de trois milliards d'années à environ un milliard d'années.
Q : Comment l'EOG s'est-elle produite ?
R : Avant l'EOG, la matière organique et le fer dissous capturaient chimiquement tout oxygène libre. Lorsqu'il ne restait plus assez de fer pour capturer davantage d'oxygène, l'oxygène libre s'accumulait dans l'atmosphère, c'était le GOE.
Q : Quelles ont été les conséquences de l'EOG ?
R : L'oxygène était toxique pour la plupart des habitants anaérobies de la Terre à l'époque, si bien que beaucoup se sont éteints. L'oxygène libre a également réagi avec le méthane atmosphérique, un gaz à effet de serre, l'éliminant et provoquant la glaciation huronienne - peut-être le plus long épisode de la Terre en boule de neige jamais connu. Depuis lors, l'oxygène libre est un élément important de notre atmosphère.
Q : Qu'est-ce que les stromatolites ?
R : Les stromatolites sont des structures en couches formées par des cyanobactéries que l'on trouve dans des environnements d'eau peu profonde tels que les lagons et les bassins de marée. Ils sont créés lorsque les bactéries piègent les particules de sédiments dans leurs couches de mucus et forment des tapis les uns sur les autres au fil du temps.
Q : Comment la photosynthèse a-t-elle affecté la Terre avant et après le GOE ?
R : La photosynthèse produisait de l'oxygène avant et après le GOE ; cependant, avant celui-ci, tout l'oxygène libre était capturé par la matière organique ou le fer dissous, alors qu'après, une certaine quantité d'oxygène libre pouvait s'accumuler dans notre atmosphère en raison du manque de fer disponible pour le capturer.
Q : Quand cet événement a-t-il eu lieu ?
R : Le Grand événement d'oxygénation a eu lieu il y a trois milliards d'années à environ un milliard d'années.
