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Nov 17, 2023

La vie a peut-être survécu loin au nord de l'équateur pendant "Snowball Earth"

Il y a plus de 600 millions d'années, la planète était gelée de pôle en pôle,

Il y a plus de 600 millions d'années, la planète était gelée d'un pôle à l'autre, recouverte de calottes glaciaires d'un demi-kilomètre d'épaisseur qui assombrissaient tous les océans. Comment la vie marine s'est accrochée pendant Snowball Earth, comme cette période inhospitalière est connue, a longtemps été un mystère.

Une nouvelle étude renforce l'idée que la glaciation mondiale n'englobait pas tout. Des preuves géochimiques provenant de roches anciennes suggèrent que des zones d'océan ouvert pourraient avoir été présentes au nord du tropique du Cancer, une région qui était auparavant considérée comme trop froide pour accueillir la vie pendant cette période. "Il y a une zone habitable", explique Shuhai Xiao, géobiologiste à l'Institut polytechnique de Virginie et à l'Université d'État et co-auteur des nouveaux travaux. Et c'est "peut-être plus large qu'on ne le pensait auparavant".

Cependant, d'autres scientifiques ne sont pas encore convaincus. Les simulations climatiques ont du mal à créer même un équateur sans glace pendant les périodes Snowball Earth. La possibilité qu'il y ait un océan découvert en dehors des tropiques "rend cette chose vraiment difficile à avaler", explique Paul Hoffman, géologue à l'Université de Harvard, pionnier de l'hypothèse Snowball Earth.

Les modèles climatiques depuis les années 1960 ont montré comment les gels profonds planétaires peuvent résulter d'une simple boucle de rétroaction. Lorsque les températures baissent, les calottes glaciaires de la Terre se dilatent, reflétant la lumière du soleil et créant un refroidissement supplémentaire. Si la glace parvient à ramper jusqu'à environ 30° à 40° de latitude, à peu près là où se trouvent aujourd'hui l'Afrique du Nord et la partie continentale des États-Unis, le climat mondial entre dans un cycle de congélation galopant et les glaciers finissent par recouvrir la planète entière en quelques centaines d'années.

Les archives géologiques indiquent que la Terre a connu au moins deux de ces périodes. La plus récente est connue sous le nom de période glaciaire marine, il y a entre 654 et 635 millions d'années. La vie était limitée aux océans et les grandes créatures n'avaient pas encore évolué, mais les fossiles montrent que des eucaryotes microscopiques tels que les algues vivaient avant et après l'épisode. De tels organismes ont besoin de soleil et d'eau libre, dit Xiao. "Vous devez imaginer une sorte de refuge où ces algues peuvent survivre."

Des travaux antérieurs ont montré que les courants provoqués par les tempêtes pouvaient avoir circulé ouvertement dans les mers peu profondes à l'époque, bien que la plupart des preuves restent ambiguës. Pour étudier les conditions au cours de cette période, Xiao et ses collègues ont examiné une fine couche de schiste sombre trouvée dans la forêt nationale de Shennnongjia, dans le sud de la Chine, qui date du Marinoan. Les chercheurs pensent que le schiste provient d'une boue océanique riche en minéraux qui s'est déposée aux latitudes moyennes, peut-être entre 30° et 40° nord.

Xiao et ses collègues ont découvert que le schiste était non seulement rempli de divers fossiles d'algues, mais également de composés azotés. Une épaisse calotte glaciaire aurait coupé les océans de l'atmosphère, empêchant l'oxygène de pénétrer dans leurs eaux. Mais les composés azotés ont été trouvés à des niveaux similaires à ceux des océans modernes, suggérant des eaux oxygénées où l'azote et l'oxygène pouvaient interagir librement.

Les résultats indiquent que la zone d'où provenait le schiste n'était peut-être pas recouverte de glace et était plutôt une demeure où les organismes photosynthétiques pouvaient prospérer, rapporte aujourd'hui l'équipe dans Nature Communications. Si cela est vrai, cela obligerait les modélisateurs climatiques à peaufiner leurs simulations et à trouver des moyens de maintenir un océan ouvert sur une longue période, a déclaré Xiao.

Les résultats concordent avec de multiples sources de preuves d'autres études, qui indiquent des conditions clémentes à des latitudes similaires pendant la période glaciaire, explique Carol Dehler, géologue à l'Utah State University qui n'a pas participé aux travaux.

Mais Hoffman croit toujours qu'il est plus probable que les fossiles proviennent d'algues microscopiques qui se cachaient dans de minuscules bassins d'eau douce peu profonds au sommet des glaciers. Aujourd'hui, de telles piscines apparaissent dans les calottes polaires et offrent un refuge aux microbes adaptés au froid.

Toutes les algues modernes descendent d'espèces d'eau douce, dit Hoffman, suggérant que celles qui se trouvaient dans les mers ont été anéanties pendant les périodes de Snowball Earth et ont dû réévoluer par la suite pour retourner dans l'océan. "Je ne vois pas la survie comme un problème", ajoute-t-il, "et cet article ne le résout pas non plus".

Il est aussi possible que tous les chercheurs aient au moins un peu raison. Il aurait pu y avoir une période dans le temps où même l'équateur a gelé et des créatures vivantes ont été forcées dans les bassins glaciaires. Mais cet intervalle n'a peut-être pas duré tout le Marinoen.

Les géologues savent que la couche de schiste sombre provient du Marin, mais on ne sait pas exactement quand elle s'est formée au cours de la période glaciaire. Peut-être que les roches sont un témoin des derniers jours de l'ère, une époque où les calottes glaciaires avaient déjà commencé à reculer, dit Dehler. Xiao et ses collègues sont d'accord avec cette perspective.

"Nous ne pouvons pas trop nous habituer à un modèle en particulier", déclare Dehler. "Nous devons être vraiment ouverts d'esprit, car je pense que nous allons découvrir que de nombreuses nouvelles données seront publiées à l'avenir."