De minuscules incubateurs ont été utilisés pour simuler les premières conditions de la Terre, suivi de la diversité microbienne et des émissions de méthane sur une période de 500 jours. Crédit :Rob Felt, Géorgie Tech
Pendant une grande partie de ses deux premiers milliards d'années, La Terre était un endroit très différent :l'oxygène était rare, la vie microbienne a régné, et le soleil était beaucoup plus faible qu'il ne l'est aujourd'hui. Pourtant, les archives rocheuses montrent que de vastes mers couvraient une grande partie de la Terre primitive sous le jeune soleil faible.
Les scientifiques ont longtemps débattu de ce qui empêchait ces mers de geler. Une théorie populaire est que les gaz puissants tels que le méthane - avec un pouvoir de réchauffement beaucoup plus élevé que le dioxyde de carbone - ont créé une atmosphère de serre plus épaisse que nécessaire pour maintenir l'eau liquide aujourd'hui.
En l'absence d'oxygène, fer accumulé dans les anciens océans. Sous les bons processus chimiques et biologiques, ce fer a rouillé hors de l'eau de mer et a parcouru plusieurs fois une boucle complexe, ou "roue ferreuse". Certains microbes pourraient "respirer" cette rouille afin de supplanter d'autres, tels que ceux qui ont fait du méthane. Quand la rouille était abondante, un "rideau de fer" peut avoir supprimé les émissions de méthane.
« Les ancêtres des microbes modernes produisant du méthane et respirant la rouille ont peut-être longtemps lutté pour la domination dans des habitats largement régis par la chimie du fer, " a déclaré Marcus Bray, un doctorat en biologie candidat dans le laboratoire de Jennifer Glass, professeur adjoint à l'École des sciences de la Terre et de l'atmosphère du Georgia Institute of Technology et chercheur principal de l'étude financée par le programme d'exobiologie et de biologie évolutive de la NASA. La recherche a été publiée dans la revue Géobiologie le 17 avril, 2017.
Marcus Bray (à gauche), un doctorat en biologie candidat et Jennifer Glass, professeur adjoint à l'École des sciences de la Terre et de l'atmosphère du Georgia Institute of Technology, sont montrés dans le laboratoire où de minuscules incubateurs ont simulé les conditions de la Terre primitive. Crédit :Rob Felt, Géorgie Tech
En utilisant de la boue tirée du fond d'un lac tropical, les chercheurs de Georgia Tech ont acquis une nouvelle compréhension de la façon dont les anciens microbes produisaient du méthane malgré ce « rideau de fer ».
Collaborateur Sean Crowe, professeur adjoint à l'Université de la Colombie-Britannique, ramassé de la boue dans les profondeurs du lac Matano en Indonésie, un écosystème anoxique riche en fer qui imite de manière unique les premiers océans. Bray a placé la boue dans de minuscules incubateurs simulant les premières conditions de la Terre, et suivi de la diversité microbienne et des émissions de méthane sur une période de 500 jours. Un minimum de méthane s'est formé lorsque de la rouille a été ajoutée; sans rouille, les microbes ont continué à produire du méthane à travers de multiples dilutions.
En extrapolant ces résultats au passé, l'équipe a conclu que la production de méthane aurait pu persister dans des zones exemptes de rouille des mers anciennes. Contrairement à la situation dans les océans bien aérés d'aujourd'hui, où la plupart du gaz naturel produit sur le fond marin est consommé avant d'atteindre la surface, la plupart de cet ancien méthane se serait échappé dans l'atmosphère pour piéger la chaleur du soleil primitif.
