Bien qu'il ait témoigné de sa propre augmentation de l'atmosphère terrestre il y a environ 2,5 à 2,3 milliards d'années, l'oxygène a eu relativement peu à dire sur sa propre histoire jusqu'à présent. Une récente étude financée par l'UE offre une nouvelle perspective sur l'une des histoires les plus importantes de l'histoire de la Terre :la montée de l'oxygène.

Alors que l'histoire récente de l'atmosphère terrestre est accessible en mesurant directement les gaz atmosphériques piégés dans les carottes de glace, il peut être surprenant de savoir qu'une capsule temporelle tout aussi fidèle d'oxygène atmosphérique n'est pas encore connue pour la majorité de l'histoire de la Terre. L'augmentation de l'oxygène atmosphérique est l'une des plus grandes histoires de l'histoire de la Terre, mais cette histoire est généralement racontée à travers des preuves de seconde main, tels que des proxys de preuves d'isotopes stables de soufre provenant de roches anciennes. Les isotopes stables du soufre sont particulièrement utiles pour comprendre le moment où l'oxygène s'est accumulé pour la première fois dans l'atmosphère terrestre, car ils montrent une réponse caractéristique à l'augmentation de l'oxygène au-dessus de 0,001 % des niveaux atmosphériques actuels. Cependant, l'enregistrement de la façon dont l'enregistrement des isotopes du soufre dans les roches répond aux premières augmentations de l'oxygène atmosphérique n'a pas une interprétation complètement simple. Concurrence entre global et local, et original versus secondaire, Ces processus influencent la préservation des signaux chimiques dans les roches anciennes. Par conséquent, des preuves supplémentaires sont nécessaires pour étayer les interprétations actuelles de l'oxygène atmosphérique au début qui sont basées sur différents indicateurs.

Dans un projet à financement européen impliquant une équipe internationale de chercheurs, des preuves récemment publiées provenant de roches de moins de 2,31 milliards d'années de l'ouest de l'Australie montrent maintenant comment les signaux isotopiques stables du soufre qui indiquent un oxygène extrêmement faible peuvent être recyclés dans des roches formées sous des niveaux d'oxygène croissants. L'oxygène lui-même est témoin de ce recyclage. En réalité, il s'agit d'un signal isotopique caractéristique dans l'oxygène qui implique la formation de sulfates soufrés et oxygénés sur l'ancienne surface continentale il y a environ 2,3 milliards d'années. Ce sulfate a été conservé dans les minéraux, barytine, dans les roches qui se sont formées dans un environnement marin proche du rivage, comme en témoigne leur coexistence avec des fossiles issus de tapis microbiens, ou des stromatolites, caractéristiques concaves ridées uniques (illustrées au centre de la photo). Les résultats des isotopes stables de l'oxygène et du soufre de la barytine montrent comment l'altération des roches anciennes sur la surface de la Terre ancienne peut prolonger un signal qui indique un manque d'oxygène atmosphérique même après la montée de l'oxygène atmosphérique.

Le produit chimique unique, isotope, les signatures conservées dans les barytines rapportées sont encore plus prometteuses pour démêler l'histoire la plus ancienne de la production d'oxygène gazeux. Avant l'accumulation substantielle d'oxygène dans l'atmosphère, la production localisée d'oxygène gazeux par des organismes microbiens (y compris les microbes qui ont contribué aux stromatolites susmentionnés) peut déjà avoir contribué à l'oxydation, ou la "rouille, " de la surface de la Terre. Cette empreinte précoce d'oxygène peut, à l'avenir, être détecté de la même manière par la combinaison spécifique de signaux isotopiques du soufre et de l'oxygène qui sont détaillés dans la nouvelle étude publiée dans Communication Nature .