Il y a 4,5 milliards d’années, la Terre a ralenti et offert l’oxygène à la vie : que s’est-il vraiment passé ?

Depuis 4,5 milliards d’années, la rotation de la Terre ralentit progressivement. À cause de ce ralentissement, les jours sont devenus plus longs. Si nous ne ressentons rien à l’échelle d’une vie humaine, au fil des ères géologiques, ces changements ont modifié profondément les conditions de vie. Ce détail apparemment anodin est l’une des clés majeures de l’histoire de l’oxygène terrestre.

La responsable de ce ralentissement ? La Lune.
Par sa force gravitationnelle, notre satellite exerce une pression continue sur la Terre, freinant sa rotation petit à petit. De plus, au fil du temps, la Lune s’éloigne lentement de nous, accentuant cet effet. Ainsi, il y a 1,4 milliard d’années, les jours ne duraient que 18 heures, contre 24 aujourd’hui !

À la même époque, les cyanobactéries — aussi appelées algues bleues — ont commencé à produire de l’oxygène grâce à la photosynthèse. Ce processus est connu sous le nom de Grand Événement d’Oxydation. Sans cette explosion d’oxygène, la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui n’aurait probablement jamais émergé.

Pendant longtemps, les chercheurs se sont demandé pourquoi cette montée d’oxygène ne s’était pas produite plus tôt dans l’histoire de la Terre. Pourquoi avoir attendu plus de deux milliards d’années ? C’est en étudiant des microbes dans un lac du Michigan, le Middle Island Sinkhole, que les scientifiques ont trouvé une réponse inattendue.

Dans ce lac, deux types de microbes cohabitent dans des tapis microbiens : des producteurs d’oxygène et des consommateurs de soufre. La nuit, les microbes du soufre dominent. Le jour, les cyanobactéries prennent le dessus, mais après un long temps d’adaptation. Ce décalage réduit la durée où l’oxygène est produit. Un jour plus court signifiait moins de temps pour enrichir l’atmosphère en oxygène.

Les scientifiques ont testé leur hypothèse en laboratoire et modélisé le phénomène : des jours plus longs permettent aux cyanobactéries de produire plus d’oxygène. La diffusion de l’oxygène, limitée par des lois physiques fondamentales, est bien plus efficace avec un jour de 24 heures qu’avec deux jours de 12 heures.

Le ralentissement de la Terre n’a pas seulement déclenché le Grand Événement d’Oxydation. Il est aussi lié à une seconde grande montée de l’oxygène appelée l’Événement d’Oxygénation du Néoprotérozoïque, il y a entre 550 et 800 millions d’années. Les mouvements de la Terre et de la Lune, en influençant la durée du jour, ont orchestré l’un des plus grands bouleversements biologiques de l’histoire.

En connectant la lente rotation de notre planète, l’éloignement de la Lune, et l’activité microscopique de minuscules bactéries, les chercheurs ont révélé un lien fascinant entre la mécanique céleste et l’évolution de la vie sur Terre. Aujourd’hui encore, nous devons notre souffle quotidien à une lente chorégraphie cosmique commencée il y a 4,5 milliards d’années.

Source d’étude : nature