Une nouvelle étude suggère que l'allongement des jours est lié à l'oxygénation de l'atmosphère. Depuis sa formation, notre planète a en effet réduit sa vitesse, allongeant progressivement le jour
La Terre, depuis sa formation il y a environ 4,5 milliards d'années, a progressivement réduit sa vitesse de rotation. La conséquence a été un allongement progressif de la journée qui a apporté des changements significatifs au cours des âges. De nouvelles recherches suggèrent que l'un de ces changements est lié à l'oxygénation de l'atmosphère terrestre. Les algues bleues, connues sous le nom de cyanobactéries, qui sont apparues il y a 2,4 milliards d'années auraient été capables de produire plus d'oxygène précisément parce que les jours sont devenus plus longs. L'étude a été publiée dans Nature Geoscience et a été réalisée par des microbiologistes de l'Université du Michigan, de l'Institut Max Planck de microbiologie marine et du Centre Leibniz de recherche marine tropicale en Allemagne.
Les effets de la vitesse de la Terre sur l'oxygénation
Selon les chercheurs, il y a deux composantes à prendre en compte : le ralentissement de la rotation de la Terre et l'événement majeur d'oxydation sur le globe, lorsque les cyanobactéries sont apparues. La raison pour laquelle la Terre ralentit est due à l'attraction gravitationnelle exercée par la Lune, qui provoque un ralentissement de la rotation lié au recul progressif de notre satellite. Sur la base de preuves fossiles, on a découvert qu'il y a 1,4 milliard d'années, les journées ne duraient que 18 heures, tandis qu'il y a environ 70 millions d'années, elles étaient plus courtes d'une demi-heure que les 24 heures d'aujourd'hui. Les résultats suggèrent donc que nous gagnons 1,8 milliseconde par siècle.
A propos des cyanobactéries, il y a 2,4 milliards d'années, elles sont apparues en si grande quantité que l'atmosphère terrestre a connu une augmentation importante et significative de l'oxygène. Sans cette oxydation, les scientifiques pensent que la vie n'aurait pas pu naître. À partir de l'observation de microbes cyanobactériens dans le gouffre de Middle Island, dans le lac Huron, qui seraient analogues à ceux responsables de la grande oxydation, les microbiologistes ont établi un lien entre la longueur des jours et l'activité de ces organismes.
Les cyanobactéries violettes qui produisent de l'oxygène par photosynthèse et les microbes blancs qui métabolisent le soufre forment un tapis microbien au fond du lac Huron. La nuit, les microbes blancs s'élèvent au-dessus des cyanobactéries et absorbent le soufre. Pendant la journée, c'est le contraire qui se produit, les premiers se retirant et les seconds s'élevant pour produire de l'oxygène. Toutefois, la géomicrobiologiste Judith Klatt, de l'Institut Max Planck de microbiologie marine en Allemagne, a expliqué qu'"il faut quelques heures avant que (les cyanobactéries) ne se mettent vraiment en marche". Cela signifie que l'oxygène est produit dans une fenêtre réduite de la journée. À partir de cette observation, l'océanographe Brian Arbic, de l'Université du Michigan, s'est demandé si la longueur des jours pouvait avoir affecté la photosynthèse.
Pour prouver cette hypothèse, l'équipe a réalisé des expériences et des mesures sur les microbes, à la fois dans leur environnement naturel et en laboratoire, et a effectué des études de modélisation détaillées basées sur leurs résultats pour relier la lumière du soleil à la production d'oxygène microbienne et la production d'oxygène microbienne à l'histoire de la Terre. "L'intuition suggère que deux journées de 12 heures devraient être similaires à une journée de 24 heures", a expliqué le spécialiste des sciences marines Arjun Chennu du Centre Leibniz pour la recherche marine tropicale en Allemagne. "Mais la libération d'oxygène par les tapis bactériens est limitée par le taux de diffusion moléculaire."
Les résultats des mesures des scientifiques ont donc montré qu'il existe un lien fondamental entre la durée du jour et la quantité d'oxygène pouvant être libérée par les microbes vivant dans le sol. Comme la Terre ralentit et que les jours s'allongent, davantage d'oxygène peut être produit dans l'atmosphère, prolongeant ainsi la survie des espèces animales et végétales de la planète.
A propos de l'origine des premières formes de vie sur notre planète, une autre recherche au Canada a découvert des fossiles d'éponges qui pourraient dater l'apparition des animaux sur Terre 350 millions d'années plus tôt.
Stefania Bernardini
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