Au début de l’histoire de la Terre il y a 4,54 Ga, l’oxygène n’était pas stable dans l’atmosphère. Il a fallu deux épisodes d’augmentation brutale de ce gaz atmosphérique pour qu’il atteigne son niveau actuel : l’un vers 2,4 Ga, nommé le Grand Evènement Oxydant (GOE) qui fait l’objet de ce projet, l’autre 2 milliards d’années plus tard, nommé l’Evènement Oxydant Néo-protérozoïque (NOE).
Le GOE est vraisemblablement le résultat de l’émersion généralisée de larges continents favorisant la photosynthèse oxygénée par l’apport de nutriments. Ces deux hausses d’oxygène atmosphérique coïncident avec deux évolutions majeures dans l’histoire de la vie : (i) peu après le GOE, les eucaryotes sont apparus, alors que (ii) le NOE correspond à l’apparition des métazoaires et à l’explosion cambrienne. L’étude de ces phénomènes atmosphériques primitifs peut avoir d’importantes répercussions sur notre compréhension de l’origine et de l’évolution de la vie, qu’on estime marine à cet âge. Les seules archives de ces temps primitifs sur Terre sont les roches sédimentaires. Elles permettent de comprendre comment l’océan a interagit avec l’atmosphère lors de cet évènement d’oxygénation. Cette question est au cœur de ce projet : comment le GOE a-t-il affecté les cycles biogéochimiques océaniques dont la vie est dépendante ? Nous nous sommes intéressés aux formations ferrifères lités ou BIF (Banded Iron Formations). La chimie de ces roches marines fait écho à celle de l’océan contemporain. Nous avons proposé de déterminer le temps de résidence d’éléments sensibles aux conditions redox de la surface, le soufre, le fer et le cuivre dans l’océan pré-GOE.
Nous avons obtenu, par des séries temporelles, le spectre des fluctuations isotopiques de ces éléments enregistrés dans des carottes de formations ferrifères litées. La limite inférieure du spectre donne le temps de résidence de ces éléments dans l’eau de mer et fournit donc une indication solide sur la teneur de ces éléments dans l’océan à ces âges.
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