Des microorganismes vieux de 830 millions d’années découverts dans une roche ancienne

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Inclusions fluides dans de l'halite, avec des micro-organismes. | Courtesy Sara Schreder-Gomes
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Une équipe de géologues a récemment trouvé des microorganismes et des matières organiques anciennes piégés dans des cristaux d’halite d’Australie centrale, datant de 830 millions d’années. Une découverte surprenante qui permettra d’approfondir les recherches sur la vie dans les sédiments chimiques terrestres et extraterrestres.

« Les sédiments chimiques anciens, tant d’origine terrestre qu’extraterrestre, doivent être considérés comme des hôtes potentiels pour les microorganismes et les composés organiques anciens », écrivent les chercheurs de la nouvelle étude, parue dans la revue Geology. Ces derniers ont eu accès à des carottes (ou échantillons) de la formation de Browne. Il s’agit d’une unité stratigraphique datée du centre de l’Australie et remontant au Néoprotérozoïque (de -1000 millions d’années à -540 millions d’années environ). Elle comprend une grande quantité d’halite (un minéral constitué de chlorure de sodium), signe d’un ancien environnement marin.

Lorsque les cristaux d’halite se développent à partir des eaux de surface salines, les inclusions de fluides primaires emprisonnent les parents. En outre, ils peuvent piéger tous les solides (minéraux ou matières organiques) qui étaient dans l’eau, près de la face du cristal ou directement sur celle-ci. Des études antérieures sur les halites récentes ou plus anciennes — basées sur des méthodes optiques, chimiques et biologiques — ont documenté la présence d’organismes procaryotes et eucaryotes, et de composés organiques, dont le bêta-carotène.

Cependant, la plupart de ces études n’ont pas prouvé que les procaryotes identifiés avaient le même âge que l’halite hôte, car le contexte pétrographique — qui traite de la description des roches — a été négligé dans la documentation des procaryotes dans l’halite ancienne. Les géomicrobiologistes de la nouvelle étude se sont donc posé cette question : « Quelles sont les plus anciennes roches sédimentaires chimiques qui contiennent des microorganismes procaryotes et eucaryotes provenant de l’environnement de dépôt ? ».

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« L’examen optique doit être considéré comme une étape fondamentale dans toute étude des biosignatures dans les roches anciennes »

À partir des échantillons d’une halite vieille de 830 millions d’années, l’équipe de chercheurs a utilisé des techniques optiques non destructives pour identifier et documenter la matière organique dans les inclusions fluides primaires. L’halite était parfaitement conservée, donc tout ce qui se trouvait à l’intérieur a dû être piégé au moment de la formation des cristaux.

Dans le cadre de cette étude et afin d’identifier les inclusions fluides primaires et leur contenu, les scientifiques ont utilisé la pétrographie en lumière transmise et la pétrographie en lumière UV-visible. Résultat : les solides piégés dans les inclusions correspondaient à des cellules procaryotes et eucaryotes, ainsi qu’à des composés organiques — d’après leur taille, leur forme et leur réponse fluorescente à la lumière UV-visible.

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Inclusions fluides dans l’halite de la Formation Browne (Australie centrale), provenant de la carotte. (A) Cristal d’halite en chevron avec d’abondantes inclusions fluides primaires le long des bandes de croissance, à 1502,2 m de profondeur. (B) Cristal de cumul avec d’abondantes inclusions d’inclusions fluides primaires sur les bandes de croissance, à 1502,6 m de profondeur. (C) Train incurvé d’inclusions fluides secondaires (marquées par un « s » et des flèches) traversant des taches nuageuses d’inclusions fluides primaires (marquées « p »). © Schreder-Gomes, Benison and Bernau (2022)

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« L’examen optique doit être considéré comme une étape fondamentale dans toute étude des biosignatures dans les roches anciennes », écrivent les auteurs. « Il permet de connaître le contexte géologique des microorganismes avant de procéder à d’autres analyses chimiques ou biologiques… et il fournit une cible pour ces analyses ».

Il est d’ailleurs possible que certains de ces organismes soient encore vivants, les inclusions fluides ayant pu voir se développer de minuscules colonies. Toutefois, « la survie possible des microorganismes sur des échelles de temps géologiques n’est pas entièrement comprise », rapportent les chercheurs.

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Le même type de recherche peut aussi s’appliquer à des roches extraterrestres. En effet, on peut trouver des dépôts dont la composition est similaire à celle de la formation de Browne sur Mars, d’après les auteurs. En montrant comment ces microorganismes peuvent être identifiés sans perturber les échantillons, l’étude apporte de nouvelles clés pour mieux les identifier et comprendre l’histoire de la Terre.

Source : Geology

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