Les changements chimiques dans les océans il y a plus de 800 millions d'années ont presque détruit l'atmosphère riche en oxygène qui a ouvert la voie à une vie complexe sur Terre, de nouvelles recherches suggèrent.

Puis, comme maintenant, la planète avait une atmosphère « oxydante », entraîné par le phytoplancton, les « plantes » de l'océan, libérant de l'oxygène lors de la photosynthèse.

Cependant, de nouvelles recherches d'une équipe internationale incluant l'Université d'Exeter et couvrant Toulouse, Lyon, Londres et Nanjing, suggère que les changements océaniques au début de l'ère néoprotérozoïque (il y a un milliard à 800 millions d'années) pourraient avoir emprisonné le phosphore, un nutriment vital pour la vie, limitant la croissance du phytoplancton et la libération d'oxygène.

L'étude suggère que la quantité de phosphore disponible est restée "juste suffisante" pour soutenir l'atmosphère oxydante, empêchant un retour à l'atmosphère "réductrice" (pauvre en oxygène) qui existait plus d'un milliard d'années auparavant.

"La chimie des océans à cette période a changé pour devenir 'ferrugineuse' (riche en fer), " a déclaré le Dr Romain Guilbaud, du CNRS (Toulouse).

"Nous savons que la chimie des océans affecte le cycle du phosphore, mais l'impact sur la disponibilité du phosphore à cette époque n'avait pas été étudié jusqu'à présent.

« En analysant les sédiments océaniques, nous avons découvert que les minéraux de fer étaient très efficaces pour éliminer le phosphore de l'eau."

La croissance du phytoplancton stimule également l'oxygène atmosphérique car, ayant séparé le carbone et l'oxygène et libéré l'oxygène, les plantes meurent et leur carbone est enterré, il ne peut donc pas se recombiner avec l'oxygène pour former du dioxyde de carbone.

Malgré les réductions de la photosynthèse et cet enfouissement organique du carbone, à la fois en raison du phosphore limité, l'étude suggère que l'oxygène dans l'atmosphère n'a pas baissé en dessous de 1% des niveaux actuels - "juste assez" pour maintenir une atmosphère oxydante.

"Nos observations suggèrent une variabilité potentielle significative des concentrations d'oxygène dans l'atmosphère à travers "l'âge moyen" de la Terre, " a déclaré le professeur Tim Lenton, Directeur du Global Systems Institute de l'Université d'Exeter.

Il a ajouté:"Une question sur l'émergence d'une vie complexe est de savoir pourquoi cela ne s'est pas produit plus tôt.

"Le manque d'oxygène et le manque de nutriments sont deux raisons possibles, et notre étude suggère que ces deux éléments pourraient avoir été le cas au début de l'ère néoprotérozoïque.

"En réalité, si les niveaux de phosphore dans l'eau avaient baissé, cela aurait pu faire basculer le monde dans une atmosphère « réductrice » adaptée aux bactéries mais pas à la vie complexe. »

Un retour à une atmosphère « réductrice » aurait inversé le Grand Événement d'Oxydation, qui s'est produit il y a environ 2,5 milliards d'années, au cours de laquelle la photosynthèse par les cyanobactéries des océans a introduit de l'oxygène libre dans l'atmosphère.