La concentration d'oxygène (O2) dans l'océan a influencé l'évolution et l'extinction des animaux marins. Elle aurait même conditionné l'émergence des métazoaires, premiers organismes animaux à cellules multiples (par opposition aux "protozoaires"). Une étude du CNRS a examiné l'évolution de ce niveau d'O2 dans l'océan au cours des 540 derniers millions d'années. Des chercheurs ont mis l'accent sur le rôle de la répartition des continents sur Terre dans l'oxygénation des océans. D'autres études ont exploré la géochimie des océans sur des périodes de temps limitées. Elle se distingue notamment par sa taille : 540 millions d'années, découpées en 27 tranches de temps. "Nous avons une vision globale de la variabilité de l'oxygène de surface et des grands fonds tout au long du Phanérozoïque",révèle Alexandre Pohl, premier auteur de l'étude.
Le phanérozoïque, qu'est-ce que c'est ?
Il s'est poursuivi d'il y a -541 millions d'années à nos jours. C'est "l'ion" et c'est la période de temps que les scientifiques utilisent pour repérer facilement les événements. Elle est elle-même divisée en trois époques "" (paléozoïque, mésozoïque et cénozoïque). Pourquoi êtes-vous intéressé par cet ion en particulier ? Le Phanérozoïque est très riche en événements importants pour la biodiversité. Cela a commencé avec "l'explosion cambrienne", qui a marqué l'émergence d'une vie complexe il y a 460 millions d'années, et ce que les scientifiques ont appelé l'expérience de la "grande biodiversité ordovicienne". "C'est durant la période que le nombre d'espèces explose",explique Alexandre Pohl dans Sciences et Avenir . Le terme "Phanérozoïque" vient du mot grec ancien "phaneros". 'phaneros' signifie 'détectable' et 'zôon' signifie 'créature'. Indique la période pendant laquelle des traces de vie peuvent être confirmées.
Les concentrations d'oxygène varient dans les océans
Les niveaux d'oxygène ne sont pas uniformes dans tous les océans. L'eau de surface ( à des profondeurs inférieures à 500 mètres) est nettement plus riche en oxygène que l'océan profond. En effet, c'est l'atmosphère qui alimente l'océan en oxygène. Par conséquent, l'O2 se dissout dans l'eau de surface.
Plusieurs facteurs peuvent affecter les niveaux d'oxygène dissous dans l'océan : en particulier le rayonnement solaire et la température.
La concentration en oxygène de la mer (O2) a déterminé l'évolution et l'extinction des animaux marins. Elle aurait même conditionné l'émergence des métazoaires, premiers organismes animaux à cellules multiples (par opposition aux ``protozoaires ``''). L'étude du CNRS s'est concentrée sur l'évolution des proportions d'O2 dans l'océan au cours des 540 derniers millions d'années. Des chercheurs ont mis l'accent sur le rôle de la répartition des continents sur Terre dans l'oxygénation des océans, tandis que d'autres études ont exploré la géochimie des océans sur des périodes de temps limitées. Elle se distingue notamment par sa taille : 540 millions d'années, découpées en 27 tranches de temps. "Nous avons une vision globale de la variabilité de l'oxygène en surface et dans les profondeurs de l'océan tout au long du Phanérozoïque",, a précisé le premier auteur de l'étude, Alexander Paul.
Le Phanérozoïque, qu'est-ce que c'est ?
Il s'étend d'il y a -541 millions d'années à nos jours. C'est "l'ion" et c'est la période que les scientifiques utilisent pour repérer facilement les événements. A ce titre, il est divisé en trois époques (Paléozoïque, Mésozoïque et Cénozoïque. Pourquoi s'intéresse-t-on à cet ion particulier ? Le Phanérozoïque est important pour la biodiversité. Les incidents sont très riches, à commencer par « l'explosion cambrienne » qui a marqué l'émergence de la vie complexe, ce que les scientifiques appellent la « Grande Biodiversité Ordovicienne. » Expérience il y a 460 millions d'années. "C'est durant la période que le nombre d'espèces explose",explique Alexandre Pohl dans Sciences et Avenir, "Le terme "Phanérozoïque" est dérivé du grec ancien "phaneros". "phaneros" signifie "détectable" et "zôon" signifie "créature". Indique la période pendant laquelle des traces de vie peuvent être confirmées.
Les concentrations d'oxygène varient dans les océans
Les niveaux d'oxygène ne sont pas uniformes dans tous les océans. Les eaux de surface ( en dessous de 500 mètres de profondeur) sont significativement plus riches en O2par rapport à l'océan profond. En effet, c'est l'atmosphère qui alimente l'océan en oxygène. Par conséquent, O2 est soluble dans l'eau de surface.
Plusieurs facteurs peuvent affecter les niveaux d'oxygène dissous dans l'océan : en particulier le rayonnement solaire et la température. "Plus le climat est chaud, moins il y a d'oxygène dans les eaux océaniques de surface",souligne Alexander Paul. Pourquoi . O2 dans l'atmosphère est plus soluble lorsque l'eau est froide.
Ainsi, pour les expériences, les chercheurs du CNRS ont confirmé que ces facteurs affectant l'oxygénation des océans étaient constants. Une seule variable demeure. la position du continent. Cependant, la concentration en oxygène dissous dans l'océan fluctue. Par conséquent, la position des continents affecte les niveaux d'oxygène dans l'océan. Mais comment est-ce possible. par les courants. "La circulation océanique est avantageuse dans certaines configurations continentales/océaniques par rapport à d'autres", Alexander Paul Sciences et Avenir. Le flux joue un rôle important. C'est un mélange d'eau. Ils transportent donc l'O2des eaux de surface vers les profondeurs océaniques.
Modèles 3D
Pour étudier plus en profondeur les mécanismes affectant les niveaux d'oxygène dans l'océan, les chercheurs ont créé des modèles 3D. Ils ont pris en compte les courants océaniques. Il s'agit de la première étude sur ce sujet. Leurs expériences ont abouti à trois découvertes majeures. Tout d'abord, comme nous l'avons vu jusqu'à présent, il existe une différence de concentration en oxygène entre les eaux de surface et les eaux profondes. Ensuite, l'effet du placement des continents sur l'oxygénation des océans : configurations particulières qui produisent des courants océaniques plus ou moins efficaces.167} J'ai trouvé une vibration.
Les chercheurs ont utilisé des "proxies" pour obtenir une image des concentrations d'oxygène dissous dans l'océan à différents moments. Ce sont des indicateurs indirects de la concentration d'O2 mesurée dans les roches.
Oxygène dans les océans du Phanérozoïque. Crédits : Alexandre Pohl, UMR 6282 CNRS/UBFC Biogéosciences
Résultats inattendus
Le modèle 3D du chercheur donne O2 (1 à 6 -fold range) Mer profonde du Phanérozoïque. Un résultat auquel les chercheurs ne s'attendaient pas. Un exemple frappant : Au tout début du Paléozoïque, il y a entre -540 et -460 millions d'années, l'océan était très pauvre en oxygène, moins de 45 micromoles par kg . Des pics d'oxygénation portent alors cette concentration à 171 micromoles/kg. C'est l'époque de la "Biodiversité du Grand Ordovicien", ainsi nommée en raison de l'explosion du nombre d'espèces ce jour-là. Nature Geoscience, Une autre étude, publiée dans, , a révélé que le pic d'oxygénation des océans s'est produit pendant l'Ordovicien 2e dans le système). Elle aurait été déterminante dans cette diversification.
La couleur compte
O2 L'oxygénation dans l'océan dépend également de la température en raison de l'amélioration de la solubilité dans l'eau. Froid. Les surfaces des continents et des océans modifient également la température de l'atmosphère. En effet, les océans et les continents n'ont pas la même capacité à absorber ou à réfléchir le rayonnement solaire («albédo»). Comme l'océan est sombre, il absorbe plus de rayons solaires que les continents qui les réfléchissent. "Par conséquent, une Terre couverte d'océans serait plus chaude qu'une Terre couverte de continents,", note Alexander Paul.
Les changements dans les concentrations d'oxygène dissous dans l'océan n'expliquent pas les tendances à long terme de la biodiversité et peuvent avoir eu un impact limitatif sur la diversification des espèces, en particulier pendant le Cambrien. "Les organismes habituésà des conditions environnementales données n'aiment pas être exposés à d'autres conditions très différentes", conclut Alexandre Pohl.