Comment la vie sur Terre a-t-elle débuté ? Des microfossiles vieux de 3,42 milliards d'années, trouvés en Afrique du Sud, pourraient apporter des informations clés. Deux scientifiques du CRPG à Nancy ont contribué aux recherches et à l'article publié dans la revue "Science Advances".
3.42 Milliards d’années… Un chiffre vertigineux qui date les plus vieux fossiles de microbes producteurs de méthane découverts en Afrique du Sud. (L’âge de la Terre est estimé à 4,56 milliards d’années. Les premiers continents sont apparus, il y a quatre milliards d’années). Ces microfossiles pourraient détenir la clé pour répondre à la question du début de la vie sur Terre et même dans l’Univers. L’équipe de scientifiques à l’origine de cette découverte vient de publier un article dans la revue Science Advances. Dans cette équipe menée par Barbara Cavalazzi de l'Université de Bologne en Italie, deux scientifiques du CRPG (Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques) de Nancy qui co-signent l'article. Emilie Thomassot, maîtresse de conférence à l'Université de Lorraine et qui travaille au développement des techniques d'analyse dans le service des sondes ioniques et Nordine Bouden, assistant ingénieur.
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Ces fossiles de microbes ont été découverts dans une roche provenant de la ceinture de roches vertes de Barberton en Afrique du Sud, souvent considérée comme le “berceau de la vie“. Une formation géologique qui recèle quelques-uns des plus anciens fossiles. Ces roches bien qu'elles soient très vieilles sont relativement bien préservées. Les chercheurs ont trouvé des filaments biogéniques issus de ces microfossiles sur les parois d’une faille dans laquelle circulaient, il y a 3,42 milliards d'années, des fluides hydrothermaux (de l’eau chaude magmatique). Pour Émilie Thomassot, "Ce sont des environnements très riches. Ces fluides hydrothermaux ont la capacité de transporter toute une variété d'éléments chimiques. C'est donc un endroit où une forme de vie variée a pu trouver des nutriments essentiels. Remplissant ainsi les conditions pour développer des micro-organismes". Elle ajoute : "Ce qui est intéressant dans cette étude, avec les collègues, qui nous ont invités à y participer, est qu'ils ont trouvé ces filaments. Ils ont eu l'idée d'appliquer un panel, assez large, de techniques pour explorer différents paramètres chimiques. Il y a eu des caractérisations morphologiques. On a pu en tirer des images des tubes en 3D".
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Il y a 3,42 milliards d’années, les environnements de "subsurface" (fond marin) étaient sans doute des incubateurs particulièrement intéressants pour la disponibilité des éléments chimiques
Pour les scientifiques et en particulier pour Emilie Thomassot, cela ne révolutionne pas les hypothèses sur le début de la vie sur Terre. Cela les conforte dans leurs interrogations : "Quels sont les environnements terrestres qui ont offert les meilleures conditions d'habitabilité ? Pour l’Homme, ce sont les continents, les océans, la présence de l'oxygène. Il y a 3,42 milliards d’années, les environnements de "subsurface" (fond marin) étaient sans doute des incubateurs particulièrement intéressants pour la disponibilité des éléments chimiques".
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Cela a permis de caractériser l'environnement dans lequel ces micro-organismes ont évolué".
Le CRPG à Nancy est "Centre National de sondes ioniques". Ils ne sont qu’une poignée dans le monde. Un outil à la pointe de la technologie qui permet des analyses à très petite échelle. Ce sont les compétences en analyse du CRPG qui ont intéressé les scientifiques de Bologne. "Pour cette étude, nous avons développé des matériaux de référence, qui ont permis d'analyser différents types de carbonates. Nous avons pu caractériser les fluides hydrothermaux, qui circulaient dans les environnements où ces organismes vivaient grâce à la composition isotopique du carbone dans les carbonates, que l'on a mesuré in situ. Nous avons fait ces mesures sur des roches, mais sans les détruire. On a un instrument capable de faire des mesures avec une résolution spatiale d'environ 10 microns. On mesure dans la roche sa composition isotopique du carbone. On a pu montrer que c'était une composition compatible avec l'eau de mer, il y a 3,4 milliards d'années. Cela a permis de caractériser l'environnement dans lequel ces micro-organismes ont évolué".
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Ce sont des micro-organismes qui peuvent se développer en l'absence totale d'oxygène
D’après les scientifiques, il s’agissait de microbes producteurs de méthane. "Ce sont des micro-organismes qui peuvent se développer en l'absence totale d'oxygène, des métabolismes méthanogènes. Dans les conduits de fluides hydrothermaux l'oxygène n'était pas présent. Nous pensons qu’ils ont pu utiliser le méthane géologique qui est disponible dans ces environnements hydrothermaux".
Comme souvent cette découverte pose plus de questions qu’elle n’apporte de réponses. Mais elle fait avancer la connaissance sur les conditions du début de la vie sur Terre. Emilie Thomassot poursuit ce questionnement : "Ce qui me passionne, c'est de me concentrer sur les environnements de surface. Essayer de caractériser au mieux à quoi pouvait ressembler la surface de notre planète il y a 4 milliards d'années. Mon travail de géologue est d’avancer sur la question : à quoi ressemblait notre planète quand la vie s’est développée ? " Emilie Thomassot travaille particulièrement sur la période de l’Archéen (L'Archéen correspond à la deuxième époque géologique du Précambrien. Il s'étend de -3,85 milliards d'années à -2,5 milliards d'années).
