ATMOSPHÈRE × TERRE
La preuve d’un air sans oxygène
il y a ~3,5 à 2,4 milliards d’années
Le fractionnement isotopique du soufre indépendant de la masse est une répartition anormale des isotopes du soufre, relevée dans les roches de plus de 2,4 milliards d’années, que seule une atmosphère sans oxygène rend possible.
Le fractionnement isotopique du soufre indépendant de la masse est une anomalie mesurée dans le soufre des roches archéennes, celles de l’Archéen, l’une des premières périodes de l’histoire de la Terre. Le soufre a plusieurs isotopes, des variétés du même atome qui diffèrent par leur masse. Les réactions chimiques ordinaires trient ces isotopes selon leur masse, proportionnellement à l’écart de masse. Dans les roches archéennes, les rapports isotopiques, c’est-à-dire les proportions entre isotopes, montrent un tri sans lien avec la masse. On ne connaît qu’un processus qui produise ce tri : l’action du rayonnement ultraviolet sur le dioxyde de soufre en haute atmosphère. Ce processus suppose un air pratiquement dépourvu d’oxygène, car l’oxygène forme une couche d’ozone qui arrêterait l’ultraviolet. Il suppose aussi un air dépourvu d’oxygène sur tout le trajet du soufre vers le sol. Le fractionnement disparaît des roches il y a 2,4 milliards d’années.
Pourquoi c’est important
Les chercheurs s’appuient sur le fractionnement du soufre pour affirmer que l’atmosphère archéenne ne contenait pas d’oxygène. Cette mesure chiffre aussi la teneur en oxygène : moins d’un cent-millième du niveau actuel.
Datation et incertitude
L’anomalie du soufre disparaît des roches il y a entre 2,4 et 2,3 milliards d’années. Cette disparition date l’oxygénation de l’atmosphère, l’arrivée de l’oxygène dans l’air, plus précisément qu’aucun autre indicateur. Deux points restent à déterminer : la réaction photochimique, déclenchée par la lumière, qui produit l’anomalie, et la molécule qui la transporte jusqu’au plancher océanique, le fond de l’océan.
L’histoire de la Terre en une journée
05:29:5218 h 30 min avant minuit
si les 4,54 milliards d’années de la Terre étaient ramenées à un seul jour