The molybdenum isotope composition of modern and ancient stromatolites - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2015

The molybdenum isotope composition of modern and ancient stromatolites

La composition isotopique du molybdène des stromatolites modernes et anciens

Résumé

The primitive Earth was characterized by an oxygen-poor ocean–atmosphere system, and experienced a significant increase in oxygen concentrations during the Great Oxidation Event (GOE) ca 2.45 Ga. This event is generally believed to be linked in some way to oxygenic photosynthesis by bacteria. However, it is becoming commonly accepted that “whiffs” of oxygen existed before the GOE. To shed new light on this emerging paradigm, here we present molybdenum (Mo) isotopic data for modern stromatolites from Bacalar lagoon, Mexico, and ancient stromatolites from Archean sediments deposited ca. 2.52 Ga (Ghaap Group, South Africa), 2.8 Ga (Steep Rock, Canada), and 2.96 Ga (Red Lake, Canada). Modern samples record a molybdenum isotopic signature that appears related to the water from which they grew, supporting the idea that the molybdenum isotopic composition of carbonates is a robust proxy for examining paleo-redox conditions of environments where carbonates were precipitated. Ancient stromatolites reveal evidence for oxygen in the environment at 2.96 Ga at 2.8 Ga, while stromatolites from the Ghaap Group (2.52 Ga) appear to have grown under poorly-oxygenated conditions. My data suggests that oxygenic photosynthesis existed yet at least 0.61 Ga before the rise of atmospheric oxygen. Moreover, the consistent signal for oxygen in the environment at this time could be indicative of a constant period of mild oxygenation, rather than local oases as previously proposed.
La Terre Primitive se distingue par l’absence d’oxygène dans l’atmosphère et les océans. La croissance de la concentration en oxygène de l’atmosphère fut déterminée par le Grand Évènement d’Oxydation (GEO) aux alentours de 2.45 Ga et aurait été influencée par l’augmentation de l’utilisation de la photosynthèse oxygénique par les formes de vies primitives que sont les bactéries. De plus, il est reconnu que des pulses d’oxygène ont existé avant le GOE. Nous présentons ici des données d’isotopie du molybdène de stromatolites modernes provenant du lagon du Bacalar au Mexique et de stromatolites anciens issus de formations archéennes à 2.52 Ga (Groupe Ghaap, Afrique du Sud), à 2.8 Ga (Steep Rock, Canada) et à 2.96 Ga (Red Lake, Canada). Les échantillons modernes montrent une signature isotopique du molybdène de l’eau dans laquelle ils ont été formés. Cela justifie l’utilisation de la composition isotopique en molybdène des carbonates pour connaître les conditions redox de l’environnement marin dans lequel ils ont précipité. Les stromatolites anciens indiquent la présence d’environnements oxygénés dès 2.96 Ga et à 2.8 Ga tandis que les échantillons du Groupe Ghaap (2.52 Ga) se sont formés en condition anoxique. Nous pensons que la photosynthèse oxygénique existait déjà il y a plus de 0.61 Ga avant le GOE et que ces environnements oxygénés pourraient correspondre à de longue période oxygénées plutôt qu’aux oasis locaux suggérés précédemment.

Domaines

Océanographie
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Citer

Marie Thoby. The molybdenum isotope composition of modern and ancient stromatolites. Oceanography. 2015. ⟨dumas-01206939⟩
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