Une équipe de scientifiques internationaux, dont des chercheurs de l'Université de St. Andrews, Université de Syracuse et Royal Holloway, Université de Londres - ont démontré une nouvelle source de nourriture pour les premiers stades de la vie sur la planète.

La vie sur Terre dépend de la disponibilité d'éléments critiques tels que l'azote et le phosphore. Ces éléments nutritifs sont omniprésents dans toute vie, car ils sont nécessaires à la formation de l'ADN, les plans de la vie, et protéines, les machines. Ils proviennent à l'origine des roches et de l'atmosphère, leur disponibilité à la vie a donc fluctué parallèlement à des changements importants dans la chimie des environnements de surface de la Terre au cours du temps géologique.

La recherche, Publié dans Géosciences de la nature , révèle comment la fourniture de ces éléments a eu un impact direct sur la croissance de l'atmosphère riche en oxygène de la Terre et a été la clé de l'évolution de la vie primitive sur Terre.

Le changement le plus spectaculaire de l'histoire de la Terre a suivi l'évolution de la photosynthèse oxygénée, qui a fondamentalement transformé la planète en fournissant une source de carbone à la biosphère et une source d'oxygène à l'atmosphère, ce dernier culminant dans le grand événement d'oxydation (GOE) il y a environ 2,3 milliards d'années.

Malgré l'importance cruciale des nutriments pour la vie, la disponibilité de l'azote et du phosphore dans les océans pré-GOE n'est pas bien comprise, en particulier comment l'apport de ces éléments a conduit et/ou répondu à l'oxygénation planétaire.

En utilisant des échantillons de roches exceptionnellement bien conservées qui ont été associées à des preuves précoces de la photosynthèse oxygénée il y a 2,7 milliards d'années, l'équipe de chercheurs a examiné les premiers cycles de l'azote de la Terre pour déchiffrer les rétroactions associées aux étapes initiales de l'oxygénation planétaire.

"Il y a peu de roches précieuses disponibles à partir de cet intervalle de temps qui conviennent au type d'analyses que nous avons effectuées. La plupart des roches aussi anciennes ont été déformées et chauffées pendant 2,7 milliards d'années d'activité tectonique des plaques, rendre les signaux originaux de la vie perdus, " dit Christophe Junium, professeur agrégé de sciences de la Terre à la Faculté des arts et des sciences.

Les échantillons de roche ont montré la première preuve directe de l'accumulation d'un grand bassin d'ammonium dans les océans pré-GOE. Cet ammonium aurait fourni une ample source d'azote pour alimenter la biosphère primitive et la production d'oxygène associée.

Chef d'équipe de recherche Aubrey Zerkle, lecteur à la School of Earth and Environmental Sciences de l'Université de St Andrews, dit :"Aujourd'hui, nous considérons l'ammonium comme l'odeur désagréable de nos produits de nettoyage, mais il aurait servi de buffet à volonté aux premiers organismes générateurs d'oxygène, une amélioration significative par rapport aux déchets de benne à ordures sur lesquels ils comptaient plus tôt dans l'histoire de la Terre."

En plus d'aider les scientifiques à mieux comprendre le rôle du cycle de l'azote dans l'oxygénation globale, les nouvelles découvertes fournissent également un contexte pour d'autres rétroactions sur les nutriments au début de l'évolution planétaire.

"Il devient de plus en plus clair que le jeu de la limitation des nutriments a basculé dans l'histoire de la Terre à mesure que la vie a évolué et que les conditions ont changé, " dit Junium.

Étonnamment, les preuves d'une oxygénation atmosphérique significative n'apparaissent que 400 millions d'années plus tard, ce qui signifie qu'un autre nutriment, comme le phosphore, doit avoir joué un rôle important dans l'établissement du rythme de l'évolution.