Les stromatolites constituent la première trace géologique de la vie sur Terre. Ces curieuses structures biotiques sont constituées de tapis d’algues se développant vers la lumière et précipitant des carbonates. Après leur première apparition il y a 3,48 Ga, les stromatolites ont dominé la planète en tant que seule usine de carbonate vivante pendant près de trois milliards d’années.
Les stromatolites sont également en partie responsables du Grand Événement d’Oxygénation, qui a radicalement modifié la composition de notre atmosphère en introduisant de l’oxygène. Cet oxygène a initialement éliminé la compétition des stromatolites, permettant leur importance dans l’environnement archéen et du début du Protérozoïque. Cependant, à mesure que de plus en plus de formes de vie adaptaient leur métabolisme à une atmosphère oxygénée, les stromatolites ont commencé à décliner, apparaissant dans les archives géologiques seulement après des extinctions massives ou dans des environnements difficiles.
« Les bactéries sont toujours là, mais elles n’ont généralement pas l’occasion de produire des stromatolites », explique Volker Vahrenkamp, auteur d’une nouvelle étude dans Géologie. « Ils sont largement dépassés par les coraux. »
Dans les temps modernes, les stromatolithes sont reléguées dans des environnements extrêmes de niche, tels que les milieux marins hypersalins (par exemple, Shark Bay, Australie) et les lacs alcalins. Jusqu’à récemment, le seul analogue moderne connu des milieux marins ouverts et peu profonds, biologiquement diversifiés, où se sont développés la plupart des stromatolithes protérozoïques était les îles Exuma aux Bahamas.
C’est-à-dire jusqu’à ce que Vahrenkamp découvre des stromatolites vivants sur l’île de Sheybarah, sur le plateau nord-est de la mer Rouge en Arabie Saoudite. Vahrenkamp étudiait les structures des tipis – des dômes en croûte de sel visibles depuis l’espace – lorsqu’il est tombé sur le modeste champ de stromatolites. La découverte était surprenante, mais heureusement, Vahrenkamp est l’une des rares personnes à avoir déjà vu des stromatolites aux Bahamas.
« Quand j’ai marché dessus, je savais de quoi il s’agissait », explique Vahrenkamp. « C’est 2000 km de côtes de plate-forme carbonatée, donc en principe c’est une zone souhaitable pour rechercher des stromatolites… mais c’est la même chose aux Bahamas, et pourtant il n’y a qu’une petite zone où on les trouve. »
L’île de Sheybarah est un environnement intertidal à subtidal peu profond, avec une alternance régulière de conditions d’humidité et de séchage, des variations de température extrêmes entre 8 °C et >48 °C et des conditions oligotrophes, un peu comme aux Bahamas. Étant donné que des conditions environnementales similaires sont répandues sur la plate-forme carbonatée d’Al Wajh, il pourrait y avoir d’autres champs de stromatolites à proximité. Vahrenkamp et son équipe ont commencé ces travaux d’exploration, mais les stromatolites sont petits, environ 15 cm de diamètre, et sont donc difficiles à repérer jusqu’à ce qu’on s’en approche de très près.
Il existe plusieurs centaines de stromatolites dans le champ de l’île Sheybarah. Certains sont des exemples de manuels bien développés et parfaits. D’autres sont plutôt en forme de feuille, avec un faible relief. « Peut-être qu’ils pourraient être juvéniles », émet l’hypothèse de Vahrenkamp, »mais nous ne savons pas à quoi ressemble un bébé stromatolite. Ils doivent commencer petit, mais nous ne le savons pas. »
Une partie du problème vient du fait que nous ne savons pas à quelle vitesse les stromatolites se développent. Leur datation est très difficile, car ils contiennent deux composants carbonatés différents qu’il est pratiquement impossible de séparer : celui nouvellement précipité par des microbes, qui est intéressant, et le sable carbonaté présent dans l’environnement, qui est trompeur. Actuellement, l’équipe de Vahrenkamp surveille le terrain mensuellement pour enregistrer tout changement visuel. Bientôt, on pourrait tenter de transférer certains stromatolites de l’île de Sheybarah dans un aquarium et de les y cultiver – une perspective expérimentale passionnante.
La découverte de Vahrenkamp nous offre l’opportunité de mieux comprendre la formation et la croissance des stromatolites. Cela fournira un aperçu des débuts de la vie et de l’évolution des océans sur Terre et pourrait même nous aider dans la recherche de la vie sur d’autres planètes comme Mars. À quoi ressemblerait la vie sur Mars et comment la reconnaîtrions-nous ? S’intéresser aux stromatolites, qui furent les premières formes de vie sur Terre, avant même que notre planète ne dispose d’une atmosphère oxygénée, est une piste des plus prometteuses.
Plus d’information:
Volker Vahrenkamp et al, Découverte de stromatolites intertidal vivants modernes sur l’île de Sheybarah, mer Rouge, Arabie Saoudite, Géologie (2024). DOI : 10.1130/G51793.1