Histoire de la terre 7 - tectonique des plaques et grande oxydation
La semaine dernière, nous avons vu que la vie microbienne a commencé dans le fond des océan dans un milieu dépourvu d’oxygène. Parallèlement, il y a environ 3,1 milliards d’années — pas 3,1 millions : on est toujours dans le temps profond de l’Archéen — la Terre change de rythme. Les océans couvrent l’essentiel du globe, l’air reste pauvre en oxygène, mais la surface n’est plus seulement un chaos de volcans isolés : elle commence à s’organiser en grandes plaques de lithosphère qui se déplacent, s’écartent, se heurtent, se déchirent. Et, avec ce ballet, les archives des roches nous livrent l’information d’un premier “grand assemblage” continental, présenté comme l’un des tout premiers supercontinents : Vaalbara.
On ne sait pas vraiment quand la tectonique des plaques a commencé mais on sait aujourd’hui qu’il y a eu dans l’histoire de la Terre une alternance de supercontinents (le dernier s’appelle la Pangée) et de dispersion de blocs parmi les océans. Nous sommes toujours dans cette dynamique, lente à notre échelle d’humains, mais qui change radicalement la carte du monde à l’échelle des millions d’années. Il faut imaginer des proto?continents qui dérivent sur un manteau plus chaud, tandis que des zones d’accrétion fabriquent de la croûte, des zones de convergence épaississent et métamorphisent, des fractures ouvrent des bassins. Dans ce monde, un assemblage comme Vaalbara se révèle comme un premier essai de “continent?monde”, qui annonce les grands supercontinents à venir. Et surtout, un changement profond : la Terre n’est plus seulement une planète qui refroidit. Elle devient une planète qui recycle sa surface, qui fabrique et défait des continents — une machine géologique dont les conséquences, plus tard, toucheront les océans, le climat, et la longue histoire du vivant.
Les organismes vivants de cette époque sont essentiellement des bactéries et des archées.
Ils forment une biosphère discrète, microscopique, mais déjà extraordinairement résistante. Pour eux, l’oxygène est une molécule étrangère et toxique. Ils tirent leur énergie de fermentations, de réactions chimiques impliquant le soufre, le fer, l’hydrogène ou le méthane. La Terre fonctionne alors selon un régime biologique et géochimique qui restera stable pendant des centaines de millions d’années.
Puis survient une innovation radicale. Certaines bactéries développent la capacité d’exploiter l’énergie lumineuse du Soleil pour fabriquer leur propre matière organique. La photosynthèse existe déjà sous des formes anciennes, mais une version particulière va bouleverser l’histoire de la planète. Ces organismes apprennent à utiliser une molécule extrêmement abondante?: l’eau. En arrachant des électrons à l’eau grâce à l’énergie solaire, ils produisent de la matière organique… et libèrent de l’oxygène. Ces organismes sont les cyanobactéries. Retenez bien ce nom…
Pour elles, l’oxygène est un déchet métabolique. Mais à l’échelle de la planète, ce déchet va devenir un agent de transformation majeur. Lentement, continuellement, les cyanobactéries libèrent de l’oxygène dans les océans peu profonds, là où la lumière pénètre. Dans un premier temps, l’oxygène ne change presque rien à l’atmosphère car il est immédiatement consommé. Dans les océans, il réagit avec le fer dissous, l’oxyde, et le fait précipiter.
Ces réactions donnent naissance à d’immenses dépôts sédimentaires, les formations de fer rubané, que nous exploitons encore aujourd’hui. L’oxygène est piégé, neutralisé, stocké dans les roches. L’atmosphère, elle, reste presque entièrement dépourvue d’oxygène libre. La Terre amortit le choc.
Mais la production des cyanobactéries ne s’arrête pas. Sur des millions d’années, les réservoirs géochimiques se saturent. Les roches s’oxydent. Les gaz volcaniques réducteurs diminuent. Progressivement, une petite fraction de l’oxygène produit commence à persister. Sa concentration reste extrêmement faible, mais elle ne retombe plus à zéro. Puis, il y a environ 2,4 milliards d’ann
On ne sait pas vraiment quand la tectonique des plaques a commencé mais on sait aujourd’hui qu’il y a eu dans l’histoire de la Terre une alternance de supercontinents (le dernier s’appelle la Pangée) et de dispersion de blocs parmi les océans. Nous sommes toujours dans cette dynamique, lente à notre échelle d’humains, mais qui change radicalement la carte du monde à l’échelle des millions d’années. Il faut imaginer des proto?continents qui dérivent sur un manteau plus chaud, tandis que des zones d’accrétion fabriquent de la croûte, des zones de convergence épaississent et métamorphisent, des fractures ouvrent des bassins. Dans ce monde, un assemblage comme Vaalbara se révèle comme un premier essai de “continent?monde”, qui annonce les grands supercontinents à venir. Et surtout, un changement profond : la Terre n’est plus seulement une planète qui refroidit. Elle devient une planète qui recycle sa surface, qui fabrique et défait des continents — une machine géologique dont les conséquences, plus tard, toucheront les océans, le climat, et la longue histoire du vivant.
Les organismes vivants de cette époque sont essentiellement des bactéries et des archées.
Ils forment une biosphère discrète, microscopique, mais déjà extraordinairement résistante. Pour eux, l’oxygène est une molécule étrangère et toxique. Ils tirent leur énergie de fermentations, de réactions chimiques impliquant le soufre, le fer, l’hydrogène ou le méthane. La Terre fonctionne alors selon un régime biologique et géochimique qui restera stable pendant des centaines de millions d’années.
Puis survient une innovation radicale. Certaines bactéries développent la capacité d’exploiter l’énergie lumineuse du Soleil pour fabriquer leur propre matière organique. La photosynthèse existe déjà sous des formes anciennes, mais une version particulière va bouleverser l’histoire de la planète. Ces organismes apprennent à utiliser une molécule extrêmement abondante?: l’eau. En arrachant des électrons à l’eau grâce à l’énergie solaire, ils produisent de la matière organique… et libèrent de l’oxygène. Ces organismes sont les cyanobactéries. Retenez bien ce nom…
Pour elles, l’oxygène est un déchet métabolique. Mais à l’échelle de la planète, ce déchet va devenir un agent de transformation majeur. Lentement, continuellement, les cyanobactéries libèrent de l’oxygène dans les océans peu profonds, là où la lumière pénètre. Dans un premier temps, l’oxygène ne change presque rien à l’atmosphère car il est immédiatement consommé. Dans les océans, il réagit avec le fer dissous, l’oxyde, et le fait précipiter.
Ces réactions donnent naissance à d’immenses dépôts sédimentaires, les formations de fer rubané, que nous exploitons encore aujourd’hui. L’oxygène est piégé, neutralisé, stocké dans les roches. L’atmosphère, elle, reste presque entièrement dépourvue d’oxygène libre. La Terre amortit le choc.
Mais la production des cyanobactéries ne s’arrête pas. Sur des millions d’années, les réservoirs géochimiques se saturent. Les roches s’oxydent. Les gaz volcaniques réducteurs diminuent. Progressivement, une petite fraction de l’oxygène produit commence à persister. Sa concentration reste extrêmement faible, mais elle ne retombe plus à zéro. Puis, il y a environ 2,4 milliards d’ann
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