LESIA - Observatoire de Paris

Co-évolution de la vie et de l’atmosphère de la Terre primitive

mardi 13 novembre 2018, par Benjamin Charnay (LESIA) et Boris Sauterey (IBENS, Institut de Biologie de l’Ecole Normale Supérieure)

Vendredi 30 novembre 2018 à 11h00 , Lieu : Salle de conférence du bâtiment 17

La vie et l’atmosphère de la Terre primitive semblent avoir évolués de façon couplée. L’exemple le plus frappant est la Grande Oxygénation de l’atmosphère, provoquée par l’apparition de la photosynthèse oxygénique, qui a bouleversée la chimie atmosphérique et océanique, la minéralogie, l’évolution de la vie et potentiellement le climat avec le déclenchement des glaciations Huroniennes. Il a également été proposé qu’avant la Grande Oxygénation, l’atmosphère archéenne était riche en méthane issu d’organismes méthanogènes. Ce méthane aurait provoqué un effet de serre permettant de compenser la plus faible insolation à cette époque, et donc de maintenir un climat tempéré. Cependant, aucune modélisation globale et réaliste du système Terre incluant la biosphère primitive n’a été réalisée pour tester ces hypothèses.

Notre objectif est d’étudier les interactions entre les écosystèmes et l’environnement (atmosphère, océan et activité géologique) de la Terre primitive, ainsi que leur évolution. Pour cela, nous avons couplé un modèle climatique incluant la photochimie, à un modèle du cycle du carbone et un nouveau modèle réaliste et dynamique d’écosystème primitifs, qui inclut les différents métabolismes non photosynthétiques.

Durant cette présentation, nous décrirons le modèle climat-photochimique (le GCM Générique du LMD), le modèle du cycle du carbone et le modèle d’écosystème. Nous présenterons ensuite les résultats obtenus en couplant ces différents modèles, qui nous permettent de quantifier les teneurs en méthane durant l’Hadéen/Archéen et d’étudier les rétroactions climatiques causées par les écosystèmes de méthanogènes. Nous terminerons en discutant brièvement des différentes perspectives que nous offre ce modèle unique.