Merhdad Sardar Abadi, chercheur postdoctoral à l'Université d'Oklahoma, travaille dans le laboratoire du Dr Lynn Soreghan où ils utilisent une variété de produits chimiques pour isoler les particules de silicate et découvrir la poussière vieille de 300 millions d'années. Crédit :OU
La poussière joue un rôle crucial dans la vie et la santé de notre planète. Dans notre monde moderne, les nutriments transportés par la poussière qui voyagent dans les grandes tempêtes de poussière du désert saharien fertilisent le sol de la forêt amazonienne et nourrissent les organismes photosynthétiques comme les algues dans l'océan Atlantique. À son tour, ce sont ces organismes qui respirent le dioxyde de carbone et expulsent l'oxygène.
Mehrdad Sardar Abadi, chercheur au Mewbourne College of Earth and Energy School of Geosciences et directeur de l'école Lynn Soreghan, a mené une étude avec des chercheurs de la Florida State University, le Massachusetts Institute of Technology, Hampton University et le College of Charleston, pour comprendre le rôle de la poussière sur l'atmosphère terrestre dans les temps lointains, il y a 300 millions d'années.
Pour faire cette recherche, l'équipe avait besoin de trouver d'anciennes poussières atmosphériques, ce qui les a conduits aux vestiges d'un écosystème marin peu profond dans l'Iran moderne.
Semblable aux régions de notre monde moderne comme les Bahamas, ces écosystèmes marins peu profonds ne peuvent survivre que s'ils se trouvent dans des eaux pures, loin du ruissellement des rivières, Sardar Abadi a expliqué. En ciblant les systèmes, Sardar Abadi et Soreghan savaient que les particules de silicate qu'ils avaient trouvées auraient été déposées dans l'air et non à partir d'une rivière.
Sardar Abadi et Soreghan ont identifié et échantillonné la poussière piégée dans les roches carbonatées de deux intervalles de calcaire maintenant conservés dans des affleurements dans les montagnes du nord et du centre de l'Iran.
Les roches ont ensuite été soumises à une série de traitements chimiques pour extraire la poussière ancienne. Il ne restait que des minéraux de silicate comme l'argile et le quartz qui sont entrés dans l'environnement sous forme de particules en suspension dans l'air, des poussières vieilles de 300 millions d'années.
Ancienne poussière à la main, Sardar Abadi a pu déterminer la quantité de poussière dans l'atmosphère du Paléozoïque supérieur. Leurs résultats suggèrent que l'atmosphère terrestre était beaucoup plus poussiéreuse à cette époque ancienne. Travailler avec des collaborateurs de la Florida State University, il a effectué des tests géochimiques pour analyser le fer dans les échantillons. Ces tests ont révélé que la poussière ancienne contenait également des proportions remarquables de fer hautement réactif, une source particulièrement riche de ce micronutriment clé.
Bien que le fer ne soit pas le seul micronutriment potentiellement contenu dans la poussière, on estime que cette ancienne poussière contenait deux fois plus de fer biodisponible que la poussière moderne qui fertilise la forêt amazonienne.
Ce spécimen de roche se compose presque entièrement de cyanobactéries fossilisées qui vivaient autrefois dans une ancienne mer peu profonde. Leur prolifération a diminué la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, mais a également supplanté d'autres formes de vie dans les anciens océans. Crédit :Université de l'Oklahoma
Cette puissante fertilisation par la poussière a conduit à une augmentation massive des photosynthétiseurs marins. Alimenté par de la poussière riche en fer, les algues et les cyanobactéries ont absorbé du dioxyde de carbone et expulsé de l'oxygène. Les chercheurs pensent que cette action, fonctionnant sur des millions d'années, changé l'atmosphère de la planète.
"Des abondances plus élevées dans les producteurs primaires comme les plantes et les algues pourraient conduire à une plus grande capture du carbone, aider à expliquer les baisses du dioxyde de carbone atmosphérique il y a environ 300 millions d'années, ", a déclaré Sardar Abadi.
"Si ce que nous voyons de nos échantillons se produisait à l'échelle mondiale, cela signifie que l'effet de fertilisation de la poussière a fait baisser le dioxyde de carbone atmosphérique et était une partie assez importante du cycle du carbone pendant cette période de l'histoire de la Terre, " dit Soreghan.
Une méthode de séquestration du carbone proposée par les scientifiques consiste à ajouter du fer biodisponible à des parties isolées de l'océan qui sont si éloignées et éloignées des continents contenant de la poussière, ce sont essentiellement des déserts. Les scientifiques qui ont tenté cela à petite échelle ont documenté les proliférations de phytoplancton qui en résultent.
Mais, Soreghan a prévenu, personne ne connaît les conséquences imprévues de faire cela à grande échelle. C'est pourquoi Sardar Abadi et l'équipe de chercheurs se sont penchés sur le temps pour trouver des réponses.
"Le dossier géologique de la Terre est comme un livre de laboratoire. Il a mené un nombre infini d'expériences. Nous pouvons ouvrir le livre de laboratoire de la Terre, reconstituer ce qui s'est passé dans le passé et voir comment la Terre a réagi à ces états parfois très extrêmes, " dit Soreghan.
Les données et les synthèses aident à contraindre et à affiner les modèles climatiques informatiques. Plus un modélisateur remonte dans le temps, plus il y a de variables sans contraintes. En fournissant des données, les modèles peuvent être plus précis.
"En remontant le temps, nous pouvons découvrir les états les plus extrêmes que la Terre et l'atmosphère ont connus, ", a déclaré Soreghan. "Ces informations peuvent potentiellement nous aider à résoudre des problèmes aujourd'hui."
Les recherches de l'équipe ont récemment été publiées dans la revue Geological Survey of America, Géologie .
