Origine oxygène de l'atmosphère terrestre

[just-lucie144]

Bonjour,
d'ou vient l'oxygène de l'atmosphère terrestre ? Des cyanobactéries ?? Des volcans ?? De l'action des rayons UV ?
Merci
-----

[Geb]

Bonjour,

À ma connaissance, la source la plus importante de l'oxygène atmosphérique est la photosynthèse, qui produit des glucides et de l'oxygène à partir de dioxyde de carbone et d'eau. Sans les êtres vivants photosynthétiques, comme les cyanobactéries, la concentration de l'oxygène atmosphérique descendrait à moins de 1% de concentration en volume (contre 20,8% actuellement) en quelques millions d'années. Cependant, le cycle de l'oxygène est un cycle biogéochimique complexe, étroitement lié au cycle du carbone.

De nombreuses études mettent en lumière le rôle de l'activité tectonique dans la stabilisation de la composition de l'atmosphère terrestre. Voir au moins 2 arcticles de Futura-Sciences à ce sujet :

Les montagnes font disparaître le gaz carbonique

La tectonique aurait enrichi l'atmosphère terrestre en oxygène

Cordialement.

[just-lucie144]

D'accord, merci beaucoup, donc les deux réponses à cette question sont cyanobactéries et volcans ?? Mais je lis dans un des deux articles de ton message que les volcans émettent du CO2... Ou alors j'ai mal compris..
Merci

[Geb]

En qualifiant le cycle de l'oxygène de biogéochimique, on entend vraisemblablement par là qu'à la fois la vie et les phénomènes géologiques sont impliqués, ainsi que la composition (la chimie) des roches.

Ma façon d'interpréter ce vocabulaire est la suivante : le vivant est le producteur de l'oxygène moléculaire dans le cycle, tandis que l'activité tectonique (les mouvement de la croute terrestre ainsi que les volcans) en est le "régulateur". On voit par exemple que la formation d'une chaîne montagneuse semble conduire à l'augmentation de la concentration en oxygène moléculaire dans l'atmosphère terrestre.

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[just-lucie144]

Merci beaucoup Geb pour ton aide

[invitec8c56d74]

selon mon cours de bio, l'oxygène présent sur Terre à été produits par les premiers organismes autotrophes ou photosynthétiques, et donc l'O2 vient bien des producteurs de CO2, volcans mais aussi organismes hétérotrophes, mais comment sont apparus les premiers organismes photosynthétiques? et bien ils étaient peu présents à la base, mais les hétérotrophes produisants beaucoup de CO2 ajoutés à celui des volcans ont créés un milieu riche en CO2 propice au développements des organismes autotrophes et photosynthétiques ^^

[just-lucie144]

Merci nny207

[Geb]

selon mon cours de bio, l'oxygène présent sur Terre à été produits par les premiers organismes autotrophes ou photosynthétiques

Je suis d'accord avec ton cours de bio si celui-ci ne concerne que cette première partie.

[...] l'O2 vient bien des producteurs de CO2, volcans mais aussi organismes hétérotrophes

Je ne comprends pas très bien le sens de ta phrase. Essayes-tu de signifier que comme les organismes photosynthétiques "respirent" du CO2, ils ont besoin des organismes hétérotrophes et des volcans ("producteurs" de CO2) pour survivre ? À ma connaissance, les seules formes de vie primitives rejetant du CO2 en quantité appréciable étaient celles pratiquant la fermentation (anaérobie évidemment).

[...] comment sont apparus les premiers organismes photosynthétiques?

On l'ignore, mais si l'on en juge par leur relative complexité, on sait qu'ils n'étaient pas les premières formes de vie sur la Terre primitive. Plus généralement, on pense que les bactéries sont apparues avant les archées qui elles-mêmes sont apparues avant les eucaryotes.

On pense par exemple que les bactéries sulfato-réductrices, qui "respirent" l'ion sulfate, "mangent" des composés organo-sulfurés (composés organiques qui comportent au moins un atome de soufre) et "expirent" du sulfure d'hydrogène, auraient pu précédé l'apparition des organismes photosynthétiques. Il s'agit donc déjà de respiration cellulaire (et plus de fermentation), mais en condition anaérobie (sans oxygène). Il est également important de signaler qu'à l'époque, il y a plus de 3,5 milliards d'années, il s'agissait de vie en milieu aqueux bien entendu.

On pense même que ces bactéries produisants du sulfure d'hydrogène ont en quelque sorte retardé l'apparition de la vie complexe. Voir cette conférence de Peter Ward, célèbre paléontologue co-auteur de l'hypothèse de la Terre rare :

Peter Ward on Earth's mass extinctions

[...] ils étaient peu présents à la base, mais les hétérotrophes produisants beaucoup de CO2 ajoutés à celui des volcans ont créés un milieu riche en CO2 propice au développements des organismes autotrophes et photosynthétiques

Comme je l'ai mentionné plus haut, les organismes photosynthétiques n'étaient pas forcément "peu présents à la base", mais plutôt pas présents du tout au départ. Ensuite, le CO2 était déjà présent en grande quantité (des centaines, voire des milliers de fois plus importante qu'aujourd'hui) dans des conditions prébiotiques (avant la vie). Le CO2 était tout simplement naturellement abondant dans l'atmosphère de la Terre primitive. Pour plus d'information, lire ceci :

Earth's early atmosphere (Kasting, 1993)

Cordialement.

[invitec8c56d74]

Merci pour tes éclaircissements Geb mais c'étaient avant tout des questions rhétoriques^^ et il est vrai qu'un organisme hétérotrophe seul n'est pas un grand producteur de CO2, mais si tu prends la masse planétaire des hétérotrophes alors il y a aussi une bonne masse de CO2 qu'ils produisent en mourant par exemple, en rejetant les déchets qu'ils ne digère pas, mais la fermentation est bien plus efficace soyons d'accords la dessus ^^

Je suis aussi d'accord qu'à la base les organismes photosynthétique n'existaient pas, mais je voulais dire que après leur apparition, le fait que l'atmosphère soit pleine de CO2( produits par ê-vivants et volcans et tout le tralala) à créé un milieu très propice à leur développement et donc ça a fait un "BABYBOOM" d'organismes photosynthétiques, ça a booster la population ^^

et je connais les conditions prébiotiques^^

[Geb]

un organisme hétérotrophe seul n'est pas un grand producteur de CO2, mais si tu prends la masse planétaire des hétérotrophes alors il y a aussi une bonne masse de CO2 qu'ils produisent en mourant par exemple, en rejetant les déchets qu'ils ne digère pas, mais la fermentation est bien plus efficace soyons d'accords la dessus

La biomasse productrice de CO2 à l'heure actuelle c'est les organismes pratiquant la respiration cellulaire aérobie. Autrement dit, ceux qui, comme les êtres humains, respirent de l'O2, mangent des composés organiques et expirent du CO2. Sauf qu'il n'y avait pas d'oxygène dans l'atmosphère au début (et donc pas de respiration cellulaire aérobie), et encore moins en solution dans l'eau. Il fallait monter à plusieurs dizaines de kilomètres d'altitude pour trouver une concentration d'oxygène proche de (seulement) 0,1 % en volume.

La "masse planétaire des hétérotrophes" avant l'apparition du premier organisme photosynthétique produisait très peu de CO2, même en mourant. En effet, les micro-organismes en milieu acqueux, lorsqu'ils meurent, vont s'accumuler au fond de l'eau pour former des roches sédimentaires. Le CO2 est alors accumulé, et même séquestré, sous forme de roches sédimentaires carbonatées (calcaire, dolomie, etc...). Lorsque la croûte terrestre est recyclée dans le manteau, le CO2 ainsi séquestré est rejeté dans l'atmosphère par les volcans. Cela dit, la majeur partie de ce CO2 est à nouveau accumulé par la vie mourante. C'est la raison pour laquelle la pression partielle de CO2 est descendue entre 3,5 milliards d'années avant le présent, de plusieurs dizaines de bars à 0,0004 bar. Dans le papier de Kasting que je met en lien, il estime la quantité de CO2 atmosphérique séquestré dans les roches par l'activité biologique au cours des milliards d'années à 10²³ grammes, soit 100 millions de milliards de tonnes. Il ajoute que si tout ce CO2 accumulé dans les roches (dont certaines forment la croûte continentale) était libéré (en chauffant le calcaire jusqu'à plusieurs centaines de °C), la pression partielle de CO2 dans l'atmosphère monterait à 60 ou 80 bars.

Je suis aussi d'accord qu'à la base les organismes photosynthétique n'existaient pas, mais je voulais dire que après leur apparition, le fait que l'atmosphère soit pleine de CO2( produits par ê-vivants et volcans et tout le tralala) à créé un milieu très propice à leur développement et donc ça a fait un "BABYBOOM" d'organismes photosynthétiques, ça a booster la population

Encore une fois, le CO2 était déjà présent et les volcans ou les hétérotrophes ayant précédés les premiers organismes photosynthétiques n'y sont pour rien. Par contre, il est vrai que la photosynthèse a été (et reste) un avantage évolutif phénoménal pour les organismes l'exploitant.

Cordialement.

[invitec8c56d74]

je m'incline, je ne suis encore qu'un humble étudiant en Ba 1 biologie ^^

cordialement