Apparition atmosphère oxydante

Plusieurs indices nous permettent de dater la période géologique au cours de laquelle s'est effectué lentement le passage d'une atmosphère réductrice à une atmosphère oxydante:

Les fers rubanés sont des roches sédimentaires qui se forment par précipitation d'oxydes de fer : en présence d'O2 le Fe2+ (soluble dans l'eau) s'oxyde en Fe3+ qui est insoluble dans l'eau. On les trouve dans les roches datant de -4 a -2,2 milliard d'années.

La présence d'uraninite dans les dépôts détritiques des fleuves entre −3,5 et −2,2. L'uraninite est soluble dans les eaux oxygénées, sa présence dans les eaux des fleuves de l'époque montre que ces eaux n'étaient pas oxygénées par l'atmosphère, et donc que cette dernière était dépourvue d'oxygène.

Le paléosol est un sol qui se forme à l'air libre et qui se fossilise. Entre -3,4 et -2,2 Ga, les paléosols montrent un appauvrissement en fer causé par une dissolution avec l'eau. On peut observer qu'après -2,2 Ga les paléosols deviennent de couleur rouge, car les sols deviennent riches en hydroxyde ferriques. Le fer présent dans le sol a précipité en hydroxyde ferrique. On nommés ce sols donc couches rouges ou encore "red beds".

À partir de -2,2 Ga les formations sédimentaires continentales sont également de couleur rouge.

On peut donc dire que l'atmosphère contient bien du dioxygène à partir de -2,2 Ga

Les premiers producteurs de dioxygène sont probablement les cyanobactéries, procaryotes aquatiques, qui réalisent la photosynthèse et qui sont responsables de la formation des stromatolithes (accumulation de calcaire et débris rocheux). Elles ont utilisé le CO2 dissous dans l'eau des océans pour produire leur matière organique, et ont produit de l’O2. Ce dioxygène a saturé l'eau des océans jusqu'à ce que la quantité permette son relâchement dans l’atmosphère il y a 2,2 milliards d'années. Cette apparition d’O2 a causé une extinction massive des espèces anaérobie mais a aussi permis l’apparition la respiration (qui a un rendement bien meilleur en atp) et donc l’évolution des espèces.

L'oxygène atmosphérique a permis la mise en place de la couche d’ozone (ozone (O3) se forme avec O2+rayonnement) qui, en arrêtant les UV les plus nocifs, a permis la conquête des milieux continentaux il y a 400 millions d'années environ.

Les gaz à effet de serre retiennent les infrarouges de la lumière solaire, responsables de la chaleur, et augmentent ainsi la température au sein de l'atmosphère.

Certaines bactéries anaérobies présentes avant l apparition de l’O2 ont permis d’amplifier l effet de serre en rejetant des gaz à effet de serre, du CO2 et du méthane (CH4).