Les premières formes de vie productrices de dioxygène

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Classe(s) : Tle Générale | Thème(s) : L’atmosphère terrestre et la vie

Des indices géologiques (fers rubanés, stromatolithes) permettent de dater l’augmentation de la part du dioxygène dans l’atmosphère, dont la concentration est stable depuis 500 millions d’années.

I L’apparition du dioxygène dans les océans

1 Les fers rubanés, témoins de l’oxydation

Les fers rubanés ou BIF (Banded Iron Formation) sont des roches sédimentaires marines formées de lits bruns ou rouges, constitués essentiellement d’hématite (Fe2O3) dans laquelle le fer est à l’état ferrique Fe3+.

Le passage du fer de l’état Fe2+ à l’état Fe3+ est une oxydation et témoigne de l’apparition de dioxygène (O2) dans les océans entre 3,5 et 3 milliards d’années.

À NOTER

Équation de l’oxydation du fer :

2Fe(OH)2 + 12 O2 + H2O → 2Fe(OH)3

Une question se pose alors : quelle est l’origine du dioxygène des océans ?

Doc 1 Fers rubanés (Groenland)

06465_C01_17

2 Les stromatolithes à l’origine du dioxygène

Doc 2 Stromatolithe fossile (Wyoming)

06465_C01_18

Les stromatolithes les plus âgés (fossiles constitués de couches sédimentaires liées à l’activité de cyanobactéries) sont datés d’environ 3,5 milliards d’années, période qui correspond à l’apparition du dioxygène dans les océans. Les cyanobactéries pourraient donc être à l’origine du changement de composition des océans.

À NOTEr

Les cyanobactéries ou « algues bleues » font partie des plus anciennes formes de vie connues sur Terre.

On observe actuellement des stromatolithes en formation et leur étude montre que les cyanobactéries qu’ils contiennent réalisent la photosynthèse, processus énergétique qui consomme du dioxyde de carbone et produit du dioxygène. Cette observation tend à confirmer que les cyanobactéries primitives réalisaient également la photosynthèse, et donc produisaient du dioxygène.

II Mise en place d’une atmosphère oxydante

Avant 2,2 milliards d’années, la présence de dépôts continentaux d’uranium sous sa forme réduite (uraninite) témoigne de l’absence de dioxygène dans l’atmosphère. Après 2,2 milliards d’années, on trouve de l’uranium oxydé qui indique la présence d’O2 atmosphérique.

À partir de 2,2 milliards d’années, il est également possible d’observer des paléosols continentaux rouges, donc riches en fer oxydé, qui témoignent du passage à une atmosphère oxydante. L’oxygène dissous dans les océans s’est donc diffusé dans l’atmosphère.

mot clé

Les paléosols sont des sols anciens formés dans des conditions atmosphériques différentes de celles que nous connaissons.