Comment expliquer la disparition du méthane atmosphérique il y a 2,5 milliards d'années ?

« Quelle est la réaction qui correspond à la disparition du méthane de l'atmosphère vers 2,5 milliards d'années ? »

Le méthane, corps composé de carbone réduit, ne peut pas coexister longtemps avec de l'O₂. En présence d'O₂, le méthane est transformé en CO₂ + H₂O. La réaction peut même être explosive... À faible dose, cette oxydation est plus lente (heureusement), mais spontanée. Tant qu'il n'y avait pas d'O₂, le méthane pouvait exister dans l'atmosphère. Il était sans doute produit par des fermentations bactériennes diverses, et peut-être aussi rejeté par quelques volcans. On ne dispose d'aucune donnée indiquant sa teneur à l'Archéen : elle devait être assez faible, ne serait-ce qu'à cause de la dissociation du CH₄ par les photons UV (et il n'y avait pas de couche d'ozone à cette époque).

Depuis 4 Ga, la photosynthèse, associée à la sédimentation de matière organique, a progressivement libéré de l'O₂. Dans un premier temps ce dioxygène ne s'est pas accumulé, car il a participé à l'oxydation de H₂S, Fe²⁺, et CH₄. La concentration en CH₄ a donc dû diminué.

Le dioxygène n'a pu commencer à s'accumuler que lorsque tous les corps oxydables (dont CH₄) ont eu disparu. C'est vers 2,5 Ga que l'O₂ commence à avoir une teneur supérieure à 10^-12 atmosphère, on peut donc modéliser la disparition du CH₄ à cette époque, bien que l'on ait aucune donnée directe permettant d'affirmer qu'il n'avait pas disparu avant.

Remarque : Actuellement, il y a un peu de méthane dans l'atmosphère, coexistant avec O₂ : c'est parce que la vie en produit en permanence. Si l'activité biologique s'interrompait, tout le méthane serait oxydé en quelques années par l'O₂ beaucoup plus abondant. La détection sur une planète de CH₄ coexistant avec O₂ indiquerait un déséquilibre chimique sur cette planète, donc probablement de la vie.