Correction du 2TD3.

Les fers rubanés présentent un aspect laminé. On peut voir sur la photographie la présence de couches successives qui évoquent la précipitation successive de différents niveaux ferriques intercalés entre des niveaux siliceux. Cet aspect est compatible avec l’hypothèse d’une formation par précipitation chimique et sédimentation.

 

L’uraninite a une origine continentale (origine détritique par l’altération de roches contenant de l’uranium). L’uraninite est soluble dans les eaux oxygénées ; après l’altération, les particules ont donc été transportées par les eaux continentales dépourvues d’O2 puis ont sédimenté lorsque la vitesse du courant  diminué. Leur forme arrondie témoigne de ce transport sous forme de particules.

 

L’existence de ces anciens gisements sédimentaires d’uranium montre que l’eau n’a pas pu les solubiliser donc elle devait être exempte de tout O2. Leur absence à partir de – 2,2 Ga semble indiquer que les eaux continentales deviennent riches en O2. L’atmosphère devait être oxydante.

 

La manipulation proposée indique que le fer peut exister sous deux formes ioniques en fonction de l’oxygénation de l’eau. Si l’eau est désoxygénée, le fer est bivalent (Fe2+), cette forme est soluble. Si l’eau est oxygénée, le fer est trivalent (Fe3+), cette forme ionique est insoluble (cf. le brunissement de l’eau).

Les fers rubanés indiquent donc que :

  • Avant – 2,2 Ga, il n’y a pas d’O2 dans l’air (le fer ne pourrait pas être transporté par les eaux douces) mais il y a de l’O2 dans les océans (sinon il n’y aurait pas de précipitation) ;
  • Après – 2,2 Ga, l’absence des fers rubanés révèle un changement complet : l’atmosphère devenue oxydante fait que le fer précipite en milieu continental. Il n’est plus transporté dans les océans. Il se forme des sols rouges.

 

Synthèse :

Le fer précipite en hydroxyde ferrique dans les eaux oxygénées. De – 4 à – 2,2 Ga, les formations sédimentaires contenant du fer précipitent en milieu océanique (fers rubanés). De la même manière, des gisements d’uraninite (nécessitant des eaux dépourvues d’O2) se forment sur les continents. Après – 2,2 Ga, les gisements de fer sont continentaux (paléosols rouges). L’uraninite ne se forme plus. De l’O2 est donc produit sur Terre à partir de – 4 Ga. Cet O2 a d’abord été piégé dans les océans avant d’enrichir l’air, il y a 2,2 Ga.

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