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Posté par Redbran le Mardi 07/08/2018 à 12:00
Des sédiments d'un lac vieux de plus d'un milliard d'années nous éclairent sur l'ancienne biosphère terrestre
Cette découverte pourrait contribuer à orienter les astronomes dans leur recherche de vie à l'extérieur de notre système solaire

Un échantillon d'oxygène ancien, extrait de sédiments datant de 1,4 milliard d'années qui ont été prélevés dans un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour...) asséché de l'Ontario, apporte des éléments nouveaux sur la composition de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) et de la biosphère (La notion de biosphère désigne à la fois un espace et un processus auto-entretenu (jusqu'à ce jour et depuis plus de 3 milliards d'années) sur la planète Terre, et qu'on ne connait que sur cette planète ; Le processus est celui...) durant la période ayant précédé l'émergence de la vie (La vie est le nom donné :) animale.



Cette découverte, publiée dans la revue Nature, constitue la plus ancienne mesure d'isotopes de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) atmosphérique, par près d'un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille...) d'années. Ces résultats viennent étayer les recherches antérieures indiquant que le taux d'oxygène dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) à cette période de l'histoire de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...) ne représentait qu'une infime fraction de ce qu'il est aujourd'hui, étant donné qu'à cette époque, la biosphère était très peu productive.

"Depuis des dizaines d'années, la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) nous portait à croire que la composition de l'atmosphère avait varié de manière significative au fil des âges", mentionne Peter Crockford, qui a dirigé l'étude à titre de doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de thèse, dans un projet de recherche sur une durée variable selon les pays et les statuts, comprenant la...) à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) McGill. "Nous venons d'établir hors de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) doute que l'atmosphère était en effet bien différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau des entiers...) il y a 1,4 milliard d'années."

L'étude fournit aux spécialistes des sciences de la Terre la plus ancienne mesure à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) de productivité primaire, qui correspond à la production de matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux,...) par les micro-organismes à la base de la chaîne alimentaire (Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants dans laquelle chacun mange celui qui le précède. Le premier maillon d'une chaîne est très souvent un...) ? algues, cyanobactérie et autres du même genre ?, qu'ils fabriquent par la transformation du dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone (appelé parfois, de façon impropre « gaz carbonique ») est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes...), ce qui a également pour effet d'enrichir l'air en oxygène.

Une biosphère plus modeste

"Cette étude révèle qu'il y a 1,4 milliard d'années, la productivité primaire était beaucoup moins grande qu'à notre ère", indique Boswell Wing, coauteur principal de l'étude, qui a collaboré à la supervision des travaux de Peter Crockford à l'Université McGill. "La biosphère terrestre était donc forcément moins riche à cette époque, ne produisant pas suffisamment de nourriture ? le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) ? pour soutenir une vie macroscopique complexe", précise le Pr Wing, professeur agrégé en sciences géologiques à l'Université du Colorado à Boulder.

Le Pr Crockford a obtenu ces résultats en collaboration avec des confrères de l'Université Yale, de l'Université de Californie (L'université de Californie est une université américaine, fondée en 1868, dont le siège se trouve à Berkeley (Californie), comprenant dix campus situés dans l'État de Californie. Elle...) à Riverside et de l'Université Lakehead, à Thunder Bay, en Ontario, qui avaient recueilli des échantillons intacts d'anciens sels, des sulfates, dans une formation rocheuse sédimentaire au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) du lac Supérieur. Le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de...) a ensuite acheminé les échantillons à l'Université d'État de Louisiane, où il a travaillé étroitement avec les coauteurs de l'étude Huiming Bao, Justin Hayles et Yongbo Peng, dont le laboratoire est l'un des seuls au monde (Le mot monde peut désigner :) à employer une technique de spectrométrie de masse (La spectrométrie de masse est une technique d'analyse chimique permettant de détecter et d'identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse monoisotopique. De plus, la...) spécialisée capable de déceler dans ce type de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de...) la présence d'isotopes de l'oxygène rares à l'intérieur de sulfates.

Ces travaux jettent également un nouvel éclairage sur une période de l'histoire de la Terre communément appelée le "milliard d'années ennuyeux", où la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous une...) semblait soumise à bien peu de changements sur le plan biologique et environnemental.

"On a longtemps présumé que la productivité primaire était faible vers le milieu du Protérozoïque ? il y a plus de 2 milliards à 800 millions d'années environ ?, mais on ne disposait pas de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) probantes pour soutenir cette hypothèse", précise Galen Halverson, coauteur de l'étude et professeur agrégé au Département des sciences de la Terre et des planètes à McGill. "Jusqu'ici, il n'était donc pas exclu que la ?monotonie? de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants marins....) au milieu du Protérozoïque en ce qui a trait à la production et à la sédimentation du carbone organique ait été attribuable à d'autres facteurs." Les données du Pr Crockford "fournissent une preuve directe que c'est la faible productivité primaire qui est à l'origine de la pauvreté du cycle du carbone".

Indices sur des exoplanètes

Cette découverte pourrait également aider les astronomes dans leur recherche de vie à l'extérieur de notre système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) :...).

"Durant la majeure partie de son existence, la Terre a été peuplée de microbes, et on peut d'ores (ORES, l'Opérateur des Réseaux Gaz & Électricité est le l'opérateur des réseaux de distribution d'électricité et de gaz pour les 8 gestionnaires du secteurs mixte en région...) et déjà prévoir qu'ils seront les gardiens de la vie sur notre planète longtemps après l'extinction (D'une manière générale, le mot extinction désigne une action consistant à éteindre quelque chose. Plus particulièrement on retrouve ce terme dans plusieurs domaines :) du genre humain", mentionne le Pr Crockford, maintenant chercheur postdoctoral à l'Université Princeton et à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) Weizmann d'Israël. "L'étude des environnements façonnés par ces microbes nous permet non seulement de mieux comprendre notre passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps...) et ce qui nous a menés ici, mais également d'obtenir des indices sur ce qu'on pourrait trouver par la découverte d'une exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour orbitent...) habitée."

Référence publication:
L'article "Triple oxygen isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons. Le nombre de protons dans le noyau d'un atome est désigné...) evidence for limited mid-Proterozoic primary production", par Peter W. Crockford et coll., a été publié en ligne dans la revue Nature le 18 juillet 2018.
DOI: 10.1038/s41586-018-0349-y

Cette étude a été financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Fonds de recherche du Québec ? Nature et technologies et l'Université du Colorado à Boulder.

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Source: McGill
 
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