De la photosynthèse et de l'oxygène il y a 2,87 milliards d'années

Une équipe de recherche de l'IUEM a daté des traces d'oxygène produit par photosynthèse sur Terre : elles remontent à 2,87 milliards d'années ! Une datation rendue possible par une nouvelle méthode : lanthane-cérium.

Photo de couverture : échantillon étudié par l'équipe de Géo-Océan dans le cadre de cette recherche

Retrouvez l'information sur le site de l'Université de Bretagne occidentale

Il y a 2,87 milliards d'années sur Terre, il n'y avait pas encore de plantes, cependant il y avait déjà de l'oxygène produit par photosynthèse (avec l'aide de la lumière du soleil). Ce mécanisme métabolique était celui de bactéries. On leur doit une production massive d'oxygène et de biomasse, qui ont permis, plus de deux milliards d'années plus tard, à la vie de pulluler sur notre planète. 

La datation de cette production d'oxygène par photosynthèse, on la doit à des chercheurs du laboratoire Geo-Ocean (CNRS / UBO / Ifremer / UBS) qui ont publié leurs résultats dans la revue Nature le 28 mai 2025. Parmi eux, notre invité, le géo-chimiste Pierre Bonnand. Car ce sont bien des traces chimiques détectées dans les roches les plus anciennes du globe, au Canada, que les scientifiques ont dû identifier. 

Une méthode de datation innovante en étudiant les isotopes du lanthane et du cérium

Pierre Bonnand et ses collègues ont mis au point une nouvelle méthode de datation isotopique (La-Ce) développée à l’Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM) en partenariat avec le Laboratoire de Magmas et Volcans (LMV). 

Les roches étudiées sont des sédiments carbonatés du nord de l’Ontario (Canada), issus de trois formations géologiques âgées de 2,87 à 2,78 milliards d’années. Elles ont révélé un déficit en cérium, un signal chimique clair de la présence d’oxygène libre dans l’eau de mer à l’époque. C'est l'analyse de la décroissance radioactive du lanthane 138 en cérium 138 (la mesure du rapport entre leurs isotopes, témoin de la transformation lente de l'un en l'autre) qui a permis de dater précisément "l'événement oxygène issu de photosynthèse". Évidemment à cette époque, les plantes n'existaient pas encore. Mais les bactéries oui et ce sont donc elles qui ont libéré l'oxygène dans l'air et les océans.