La plupart du dioxyde de carbone et des autres gaz émis par les volcans ont été générés par des réserves organiques formées il y a des centaines de millions d'années, ce qui indique un lien profond entre l'évolution de la vie sur Terre et les processus géologiques dans son intérieur, selon un article publié dans la revue Science.
«Cette découverte nous fait réfléchir à une réévaluation complète de toute l'histoire de l'évolution de la vie. Nos observations montrent que toutes les estimations du niveau d'oxygène dans l'atmosphère terrestre dans un passé lointain peuvent être complètement incorrectes, car les émissions volcaniques de CO2 pourraient changer radicalement la composition isotopique des dépôts calcaires sur lesquels elles ont été mesurées », explique Marie Edmonds de Cambridge Université (Royaume-Uni).
Sur Terre, comme l'expliquent les scientifiques, il existe une sorte de «cycle du carbone». D'énormes quantités de cet élément sont constamment enfouies au fond des océans de la Terre, où ils s'entendent avec les restes d'animaux et de plantes, et pas moins de grandes quantités de CO2 pénètrent dans l'atmosphère avec les émissions volcaniques et d'autres manifestations de l'activité géologique.
Avant le début de l'Anthropocène, «l'ère de l'homme», ces processus étaient l'un des principaux conducteurs du climat terrestre, car ils déterminaient si la concentration de CO2 dans l'atmosphère augmentait ou diminuait. Dans un passé lointain, un déséquilibre de «perte» et de «gain» de carbone associé à une activité volcanique accrue ou à la libération de roches organiques à la surface, a déjà provoqué des extinctions massives et a jadis privé la planète de toutes ses réserves d'oxygène.
Edmonds et ses collègues ont découvert que ce lien entre l'évolution de la vie, le cycle du carbone et les volcans est en fait beaucoup plus profond que ne l'ont supposé les géologues, étudiant la composition chimique et isotopique des éruptions d'environ 80 volcans autour de la Terre.
Comme le notent les scientifiques, les géologues ont remarqué depuis longtemps que la composition des gaz et du magma émis par différents volcans peut être très différente, ce qui était associé à des différences de composition minérale et isotopique dans ces régions profondes du manteau, d'où la lave s'est déplacée vers la surface de la planète.
Après avoir analysé la concentration d'isotopes d'hélium et de carbone dans les émissions de ces volcans, les scientifiques ont remarqué quelque chose d'inhabituel - leur part dépendait de la région de la Terre dans laquelle ces foyers d'activité géologique se trouvaient. Par exemple, le dioxyde de carbone émis par les volcans continentaux contenait beaucoup plus de carbone 13 «lourd» et moins d'hélium 3 «léger» que les émissions des volcans océaniques.
La raison de cela, comme le notent les scientifiques, était cachée dans un passé géologique lointain et était associée à des traces de vie qui existaient sur Terre il y a des centaines de millions d'années. Le fait est qu'une fraction importante des émissions volcaniques de dioxyde de carbone a été générée non pas par le manteau, mais par des dépôts organiques se déplaçant vers le manteau avec la croûte terrestre, et non par les réserves de carbone inorganique qui existent dans les entrailles de la planète depuis sa formation.
Vidéo promotionelle:
Une telle découverte a été une grande surprise et un problème pour les géologues, car les premiers scientifiques pensaient que la proportion d'isotopes de carbone dans les émissions volcaniques était des valeurs constantes qui n'ont guère changé tout au long de l'existence de la Terre. Les scientifiques ont utilisé cette propriété des émissions volcaniques pour estimer la quantité d'oxygène dans l'atmosphère terrestre dans un passé lointain et pour évaluer comment les conditions écologiques de la planète ont changé à différentes époques.
Ainsi, le mouvement des continents, leurs fusions et désintégrations auraient dû modifier considérablement la proportion d'isotopes de CO2 dans les émissions volcaniques, ainsi que dans l'atmosphère et dans les roches sédimentaires formées à partir des restes d'êtres vivants. Tout cela complique grandement la restauration de l'image de la façon dont la vie s'est développée sur Terre, mais indique en même temps un lien étroit entre son évolution et le comportement des volcans, concluent les auteurs de l'article.
