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On a supposé que le déchaînement de la foudre dans le ciel jouait un rôle clé dans la libération d’éléments tels que le phosphore, le rendant plus accessible à la vie naissante sur la Terre originelle.

Aujourd’hui, des scientifiques ont trouvé des preuves géologiques que les décharges de foudre associées aux événements volcaniques pourraient également avoir joué un rôle dans la fixation de l’azote, le rendant ainsi disponible pour les processus biologiques.

Étant donné que l’on pense que la Terre a été beaucoup plus volatile dans ses jeunes années, cette découverte suggère que le volcanisme galopant pourrait être crucial pour l’émergence de la vie telle que nous la connaissons.

« Pour la première fois, des quantités significatives de nitrate ont été découvertes dans des dépôts volcaniques provenant de très grandes éruptions explosives », écrit une équipe dirigée par la géoscientifique Adeline Aroskay de l’université de la Sorbonne.

« Ces résultats apportent un appui géologique au rôle unique joué par les éruptions explosives subaériennes dans les processus à forte demande d’énergie, qui ont été essentiels pour fournir les éléments constitutifs de la vie au cours de son émergence sur Terre. »

D’une manière ou d’une autre, lorsque la Terre était jeune et déchaînée, des processus sur notre planète ont transformé un mélange d’ingrédients en ce qui est nécessaire au démarrage de la vie. L’une des choses dont la vie a besoin est l’azote, un nutriment essentiel pour la construction de choses telles que les protéines, les acides aminés et les acides nucléiques.

La Terre est riche en azote : 78 % de l’atmosphère en est constituée. Mais la biologie ne peut y accéder sous sa forme atmosphérique d’azote moléculaire, ou N2 ; les atomes d’azote doivent être séparés et fixés à d’autres atomes pour former des composés plus réactifs, tels que les nitrates ou l’ammoniac.

Maintenant que la vie existe, des processus biologiques tels que ceux des microbes vivant dans les racines des plantes peuvent accélérer le processus. Les techniques industrielles humaines peuvent également pomper de l’azote et rejeter des composés tels que l’ammoniac par tonnes.

Mais avant que la vie n’existe, un processus non biologique était nécessaire pour lancer la fixation de l’azote. C’est là que l’électricité – la foudre – entre en jeu. Les décharges électriques peuvent fixer l’azote, comme cela a été établi pour la première fois en 1784.

Et comme les éclairs sont omniprésents lors des éruptions volcaniques, déclenchées par les vastes nuages de cendres, les scientifiques ont pensé que la foudre volcanique aurait pu jouer un rôle dans le déclenchement du cycle de l’azote avant que la vie n’ait fait son apparition dans le monde.

Des études expérimentales ont montré que c’était possible, mais les preuves géologiques de la fixation d’azote par ce processus étaient rares.

Aroskay et son équipe ont trouvé cette preuve, sous la forme de nitrates incrustés dans d’anciens dépôts volcaniques. Ils ont prélevé des échantillons dans un certain nombre de dépôts volcaniques provenant d’éruptions explosives en Turquie et au Pérou, qui ont eu lieu il y a entre 1,6 et 20 millions d’années, et ont recherché spécifiquement des nitrates, qui sont le produit final de l’oxydation de l’azote.

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Ils ont trouvé des concentrations significatives de nitrates dans tous les dépôts qu’ils ont échantillonnés, avec des caractéristiques qui indiquent que la plupart d’entre eux ont été formés lors d’éruptions volcaniques. Selon les chercheurs, il s’agit là d’un fait remarquable.

Ils ont également prélevé des échantillons de dépôts volcaniques plus jeunes, datant approximativement de 75 000 à 55 000 ans, provenant d’éruptions moins explosives ; là aussi, ils ont trouvé des nitrates.

Aucune corrélation n’a été établie entre l’âge du dépôt et la concentration de nitrates, ce qui signifie, selon les chercheurs, que le dépôt de ces composés n’est pas le résultat de processus graduels se déroulant sur de longues périodes. Les nitrates ont été déversés d’un seul coup dans la roche volcanique.

Les concentrations de soufre et de chlore dans les dépôts sont également compatibles avec une origine volcanique. L’ensemble de ces résultats suggère que la foudre volcanique peut fixer l’azote en quantités suffisamment importantes pour jouer un rôle dans l’émergence de la vie.

Et cela pourrait nous donner un outil pour interpréter d’autres dépôts de nitrates dans le monde. Dans le désert d’Atacama, par exemple, la présence de nitrates a été attribuée à des dépôts atmosphériques, car on pensait que les rapports des isotopes de l’oxygène n’étaient pas possibles avec des dépôts volcaniques. Les résultats de l’équipe montrent que ces liaisons sont possibles lors de grands événements explosifs.

« La découverte de nitrate dans les dépôts volcaniques en fait la première preuve sur le terrain et les premières archives géologiques de la fixation de l’azote par la foudre volcanique, ce qui peut avoir des implications importantes », écrivent les chercheurs.

« Nous estimons qu’en moyenne, environ 60 téragrammes d’azote peuvent être fixés lors d’un événement explosif important. Nos résultats indiquent que les éruptions explosives subaériennes pourraient jouer un rôle unique dans la fourniture d’ingrédients essentiels à l’émergence de la vie sur Terre. »

La recherche a été publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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