TERRE × VIE × ATMOSPHÈRE

La Grande Oxydation

il y a ~2,4 milliards d’années

Protérozoïque · Paléoprotérozoïque · Sidérien

L’oxygène s’est accumulé durablement dans l’atmosphère pour la première fois il y a environ 2,4 milliards d’années, après des centaines de millions d’années où la planète le consommait aussi vite que des micro-organismes le produisaient.

La Grande Oxydation est l’accumulation durable de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre, il y a environ 2,4 milliards d’années. Des micro-organismes produisaient de l’oxygène depuis des centaines de millions d’années. Mais le fer dissous dans l’eau, les gaz volcaniques et les roches réduites consommaient cet oxygène aussi vite qu’il apparaissait. Une roche réduite est une roche qui peut encore se combiner à l’oxygène. Ce qui retire ainsi un gaz de l’air s’appelle un puits. La Grande Oxydation s’est produite quand ces puits n’ont plus suffi à tout consommer. On la reconnaît au soufre des roches. Le soufre a plusieurs isotopes, des variantes du même élément dont les atomes n’ont pas la même masse. Une signature isotopique est une proportion particulière entre ces isotopes. L’une de ces signatures ne se forme que dans un air dépourvu d’oxygène et d’ozone, un gaz fait d’atomes d’oxygène. Au moment de la Grande Oxydation, cette signature a disparu des roches de la planète entière et n’y a plus reparu, hormis de brefs retours. La Grande Oxydation a duré en tout environ deux cents millions d’années : la teneur de l’air en oxygène est montée, puis retombée, avant de se stabiliser.

Pourquoi c’est important

La Grande Oxydation est le bouleversement le plus étendu que des êtres vivants aient causé à leur planète, qui n’est pas revenue depuis à son état antérieur. L’oxygène était toxique pour une grande partie des organismes qui vivaient alors. Le méthane est un gaz qui retient la chaleur dans l’atmosphère : c’est l’effet de serre. L’oxygène a probablement fait disparaître l’effet de serre dû au méthane et permis l’englacement de la planète. Dans le même temps, il a rendu possible la respiration. La respiration est une oxydation lente, c’est-à-dire une réaction avec l’oxygène, qui tire l’énergie des aliments. Tous les organismes qui ont respiré depuis, l’espèce humaine comprise, vivent dans le monde issu de la Grande Oxydation.

Datation et incertitude

On situe le début de la Grande Oxydation il y a entre 2,46 et 2,33 milliards d’années. Ensuite, soit la teneur de l’air en oxygène est demeurée élevée, soit elle est retombée, et l’oxygène ne s’est installé de façon permanente qu’il y a environ 2,22 milliards d’années. La question demeure débattue : les archives du soufre, c’est-à-dire les mesures du soufre des roches, ne concordent pas entre elles. La réponse change l’interprétation des premières glaciations globales.

L’histoire de la Terre en une journée

11:18:4512 h 41 min avant minuit

si les 4,54 milliards d’années de la Terre étaient ramenées à un seul jour