La production d'oxygène

Comment sait-on que le dioxygène n'existait pas dans l'atmosphère au début?

Dans les terrains les plus anciens (au delà de 3 000. Ma ), on trouve des minerais de fer ou d'uranium qui ne peuvent pas exister en présence de dioxygène. Pour comprendre ceci le meilleur exemple est donné par le fer. Le fer en présente de dioxygène s'oxyde et se transforme en rouille (le fer frrique pour les chimistes). Au delà de 3000 Ma , il n'existe pas de rouille. Cela prouve que l'atmosphère ne contenait pas de dioxygène ce qui aujourd'hui n'étonne plus les scientifiques puisque c'est actuellement le cas sur les atmosphères des autres planètes du système solaire.

Comment le dioxygène est il apparu?

La vie est apparue alors que l'atmosphère ne contenait pas de dioxygène vers 3 500 Ma. Ce sont des sortes de bactéries qui fabriquent des accumulations de stries calcaires concencentriques nommées stomatolithes.

Trendall locality, Strelley pool cherts (3,43 Milliards d'années)

Comme les organismes qui fabriquent les stromatolithes actuels libèrent du dioxygène par photosynthèse, les scientifiques pensent qu'ils sont à l'origine du dioxygène de l'atmosphère.

Quand le dioxygène était il présent dans l'atmosphère?

Trois types d’indices nous informent sur l’évolution primitive de l’oxygène dans l’atmosphère.

Les couches rouges

Ce sont des formations géologiques formées dans des eaux continentales (fleuves) et contenant de l’oxyde ferrique (rouille) . Ces couches n’existent pas avant - 2 Ga dans les dépôts sédimentaires de même nature ce qui indique que le dioxygène était présent dans l'atmosphère à cette date.

Les uraninites et la pyrite

 L'apparition de l'oxygène dans l'atmosphère oxyda l'uranium UO2 ,qui se transforma en UO3 ,qui est soluble . Après l'apparition de l'oxygène on ne recense plus de gisements de UO2 ( car l'UO3 nouvellement formé est emporté par les eaux et se retrouve dilué dans les eaux ). C'est entre -2,5 et -2  milliards d'années qu'on note cette dispartion d'UO2.  
Il en est de même pour les formations de pyrite, un sulfure de fer.

Les gisements de fer rubané

Les formations de fer rubané datant de - 3 à - 2 Ga environ se sont déposées en milieu marin par précipitation de substances dissoutes. Cette précipitation a lieu, par exemple, quand des ions ferreux rencontrent de l’oxygène dissous. Elles montrent que de l’oxygène était déjà présent dans le milieu marin à cette époque mais que l’atmosphère devait en être dépourvu car, sinon, le fer n’aurait pu être transporté sous forme dissoute. Leur disparition après - 2 Ga et l’apparition d’oxydes de fer en milieu continental indiquent que le taux d’oxygène a du augmenter à partir de cette date dans l’atmosphère.

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