Des chercheurs révèlent comment le ralentissement de la rotation de la Terre a augmenté la quantité d'oxygène dans l'atmosphère

Météo d'Arabie - La respiration humaine et les organismes vivants sont devenus possibles sur cette planète parce qu'il y a des milliards d'années, des tapis denses de cyanobactéries au début de la vie sur Terre ont commencé à produire de l'oxygène en tant que sous-produit de la photosynthèse, ainsi Dieu Tout-Puissant a destiné la vie sur Terre à évoluer, mais les scientifiques ne savent toujours pas avec certitude ce qui a transformé la Terre en un monde riche en oxygène où des organismes complexes pourraient évoluer et se diversifier !

Voici une nouvelle idée de la façon dont la Terre pourrait devenir une planète riche en oxygène :

Les chercheurs ont identifié un nouveau facteur important à l'origine de la libération d'oxygène par ces microbes : le ralentissement de la rotation de la Terre qui a commencé il y a environ 2,4 milliards d'années.

La Terre tournait plus vite lorsqu'elle était une planète nouveau-née, mais elle a progressivement ralenti sur des centaines de millions d'années. Une fois que la durée du jour a atteint un certain seuil, cela a fourni des périodes d'ensoleillement plus longues qui ont permis à plus de molécules d'oxygène de s'échapper des zones de concentration plus élevée (à l'intérieur des tapis de bactéries) vers des zones de concentration plus faible (l'atmosphère), selon la physique de diffusion moléculaire.

Des scientifiques ont récemment trouvé des preuves de ce lien dans un trou au fond du lac Huron, aux États-Unis et au Canada, l'un des plus grands lacs d'eau douce au monde. Le cratère de l'île centrale du lac mesure 91 mètres de diamètre et se trouve à environ 24 mètres sous la surface. Là, les eaux riches en soufre nourrissent des microbes colorés qui se développent dans un environnement pauvre en oxygène, tout comme les premières formes de bactéries l'ont fait sur Terre.

(roche recouverte de tapis microbiens violets et blancs, dans le groupe d'îles centrales du lac Huron)

Bactéries productrices d'oxygène

Dans les profondeurs des eaux froides, il existe deux types de microbes :

• Cyanobactéries qui recherchent la lumière du soleil et qui produisent de l'oxygène par photosynthèse.
• albicans , qui consomment du soufre et libèrent des sulfates à la place.

Les microbes rivalisent tout au long de la journée, les bactéries mangeuses de soufre couvrant leurs voisins violets le matin et le soir, bloquant l'accès des microbes violets au soleil. Cependant, lorsque la lumière du jour est la plus forte, les microbes blancs évitent la lumière et migrent plus profondément dans le ruisseau, laissant les bactéries cyano-violettes exposées et donc capables de photosynthétiser et de libérer de l'oxygène.

Il y a peut-être eu des compétitions similaires entre les communautés microbiennes il y a des milliards d'années, ont écrit les chercheurs dans l'étude, car l'exposition des bactéries productrices d'oxygène à la lumière du soleil était entravée par leurs microbes voisins. Puis, à mesure que les jours sur Terre s'allongeaient, les fabricants d'oxygène captaient plus de lumière solaire et libéraient plus d'oxygène dans l'atmosphère.

L'auteur principal de l'étude, Judith Klatt, chercheur à l'Institut Max Planck de microbiologie marine de Brême, en Allemagne, a déclaré : "Nous avons réalisé qu'il existe un lien fondamental entre la dynamique de la lumière et la libération d'oxygène, et que ce lien est fondée sur la physique de la diffusion moléculaire », lorsque les changements thermiques provoquent la migration des molécules des régions de concentration plus élevée vers les régions de concentration plus faible.

(Photo de tapis microbiens violets dans le lac Huron, ces petits "doigts" causés par des gaz comme le méthane et le sulfure d'hydrogène bouillonnant sous eux)

Comment la rotation de la Terre a-t-elle changé ?

Aujourd'hui, la Terre effectue une rotation complète sur son axe une fois toutes les 24 heures, mais il y a plus de 4 milliards d'années, une journée ne durait qu'environ six heures, rapportent les chercheurs.

Pendant des milliards d'années, l'interaction de la Terre et de la Lune a ralenti la rotation de la planète grâce à un processus connu sous le nom de frottement des marées. Lorsque la Terre tourne, la gravité de la Lune (et du Soleil, dans une moindre mesure) tire sur les océans de la Terre, ce qui étire les mers de sorte qu'elles s'éloignent du centre de la Terre, tirant l'énergie de la rotation et la ralentissant.

L'oxygène s'échappe des tapis microbiens

Les chercheurs ont modélisé des scénarios qui variaient tout au long de la journée pour la fuite d'oxygène des tapis microbiens. Lorsqu'ils ont comparé leurs modèles à une analyse de tapis microbiens concurrents prélevés dans un cratère de Central Island, ils ont trouvé la confirmation de leur prédiction : les bactéries photosynthétiques libèrent plus d'oxygène lorsque les jours sont plus longs.

Ce n'était pas parce que les microbes devenaient plus capables de photosynthèse, mais plutôt que les périodes d'ensoleillement plus longues signifiaient que plus d'oxygène s'échappait des tapis par jour.

L'atmosphère terrestre a une plus forte concentration d'oxygène

L'atmosphère terrestre s'est formée après la formation et le refroidissement de la planète, il y a environ 4,6 milliards d'années, et était composée principalement de sulfure d'hydrogène, de méthane et de dioxyde de carbone (CO2), 200 fois la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère aujourd'hui.

Tout cela a changé après le Great Oxidation Event (GOE) il y a environ 2,4 milliards d'années (l'apparition de cyanobactéries en grande quantité et avec laquelle la quantité d'oxygène dans l'atmosphère a considérablement augmenté), suivi de l'événement d'oxygénation dans les organismes modernes il y a environ 2 milliards d'années plus tard, ce qui a élevé l'oxygène dans l'atmosphère atmosphérique au niveau actuel d'environ 21 %.

Ces deux événements d'oxygénation ont déjà été liés à l'activité des cyanobactéries photosynthétiques, et cette nouvelle preuve suggère qu'un autre facteur largement ignoré auparavant est que la journée est suffisamment longue pour déclencher la libération de plus d'oxygène à partir des tapis microbiens, jusqu'à ce que le manteau devienne la Terre. l'atmosphère est aussi riche en oxygène qu'elle l'est aujourd'hui.

Source : Sciences