Cette roche en Inde a 3,5 milliards d'années et pourrait contenir l'une des plus anciennes traces de vie sur Terre.
Une roche indienne vieille de 3,5 milliards d’années préserve le carbone avec une signature chimique compatible avec l’ancienne vie microbienne terrestre
Dans une roche en bandes noires et blanches de l’est de l’Inde, les chercheurs ont découvert du carbone vieux d’environ 3,5 milliards d’années. Pas de minuscule bactérie pétrifiée à mettre sous une lentille : ce qui reste est une sorte d’empreinte chimique. Et cette empreinte présente des caractéristiques compatibles avec un matériau produit par des micro-organismes très anciens.
La découverte provient du craton Singhbhum, l'une des parties les plus anciennes de la croûte terrestre, et est décrite dans une étude publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS). L'équipe dirigée par Trisrota Chaudhuri, du Geological Survey of India, a daté la roche à 3,497 milliards d'années, avec une marge d'environ 5 millions d'années. Selon les auteurs, il pourrait s'agir de la roche la plus ancienne ainsi datée qui conserve une biosignature, c'est-à-dire une trace chimique attribuable à la vie.
Comment peut-on donner un âge à quelque chose d'aussi vieux ?
Le carbone présent dans la roche n'est pas accompagné d'une carte d'identité. Pour déterminer quand il s'est retrouvé là, les chercheurs ont recherché de minuscules cristaux de zircon, un minéral très résistant capable de conserver les informations nécessaires à la datation pendant des milliards d'années.
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Ils les ont trouvés dans le même chert, une roche riche en silice formée au fond d'une ancienne mer. Les cristaux seraient arrivés avec les cendres produites par l'activité volcanique au fur et à mesure du dépôt de ces sédiments. Quatre zircons assez bien conservés ont donné des âges compatibles : d'où l'estimation de 3,497 milliards d'années.
Il s’agit d’une étape importante car de nombreuses traces supposées du début de la vie sont difficiles à dater avec précision. Certaines proviennent de roches encore plus anciennes, du Groenland et du Canada, mais elles ont été fortement transformées par la chaleur et la pression sur des milliards d'années. Lorsque la Terre cuit une roche suffisamment longtemps, reconstruire ce qu’elle contenait à l’origine devient assez compliqué.
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Le carbone a la signature que l'on attend de la vie
Une fois l’âge établi, la question la plus intéressante restait : d’où venait ce carbone ?
Le carbone existe sous des formes légèrement différentes, appelées isotopes. Lorsque les êtres vivants l’utilisent pour construire leurs molécules, ils ont tendance à préférer la version plus légère. Une proportion caractéristique entre le carbone 12 et le carbone 13 subsiste donc dans le matériau.
Dans l’échantillon indien, les chercheurs ont mesuré une valeur de −30,9 pour mille, compatible avec une fixation biologique du carbone. En termes moins laboratoires : la composition ressemble à ce à quoi on pourrait s'attendre si ce matériau avait transité, il y a des milliards d'années, par le métabolisme des organismes vivants.
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Les auteurs arrivent également à une possibilité plus précise. Ce signal est compatible avec des mécanismes relativement sophistiqués de fixation du CO₂, dont le cycle de Calvin, désormais utilisé par les plantes, les algues et de nombreux micro-organismes. Cela suggère qu’il y a déjà 3,5 milliards d’années, certaines formes de vie avaient développé des systèmes bien organisés pour obtenir du carbone. Cela suggère en fait : à partir de la composition d’une roche, nous ne pouvons pas reconstruire l’intégralité du métabolisme de son ancien propriétaire.
La structure du chert est également utile. À l’intérieur apparaissent de très fines couches alternées de silice et de matière riche en carbone, que les chercheurs interprètent comme un possible résidu d’un tapis microbien : des communautés de micro-organismes qui se développent les unes sur les autres formant de petites couches, ce qui existe encore aujourd’hui dans certains environnements.
Le fossile à montrer manque cependant
La prudence est ici. Dans le chert. Les preuves proposées par l'étude proviennent de la combinaison de l'âge de la roche, des isotopes du carbone, de la position du matériau et de la structure des couches.
Les chercheurs ont également vérifié à quel point la roche avait été chauffée après sa formation. Le carbone ancien des couches de chert aurait atteint environ 338°C : de quoi le modifier, sans le transformer complètement en graphite pur et effacer toutes ses caractéristiques d'origine. Le graphite, formé beaucoup plus tard, lorsque des fluides beaucoup plus chauds ont traversé le matériau, apparaît dans les fractures des roches. Distinguer les deux choses était fondamental : sinon on aurait risqué de confondre un visiteur arrivé plus tard avec le locataire d'il y a 3,5 milliards d'années.
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L’endroit où ce rocher s’est formé a dû être assez mouvementé. La mer était dépourvue de l’oxygène que nous connaissons aujourd’hui et l’activité volcanique et hydrothermale a apporté du fer, de la silice, du soufre et d’autres éléments dans l’eau. Des environnements similaires, autour des sources hydrothermales au fond des océans, hébergent toujours des communautés microbiennes capables de vivre sans avoir besoin de lumière solaire.
La découverte ne livre donc pas le portrait du « premier être vivant » sur Terre et n’établit pas quand la vie est apparue. Cependant, cela remonte loin dans le temps : il y a environ 3,5 milliards d’années, des processus biologiques capables de laisser une signature reconnaissable dans le carbone étaient peut-être déjà actifs.
L’équipe souhaite désormais rechercher d’autres roches similaires dans le craton de Singhbhum. Cette bande sombre emprisonnée dans le quartz a persisté pendant près des trois quarts de l’histoire de la Terre. Comprendre s’il y en a d’autres pourrait nous dire à quel point la vie était courante dans ces mers anciennes. La cellule a disparu depuis longtemps. Sa chimie avait peut-être beaucoup plus de patience.
Source : PNAS
