Les plus anciennes traces de vie pourraient se trouver au cœur de minéraux ultra résistants

Quand la vie est-elle apparue sur Terre et comment a-t-elle évolué durant les premiers temps de notre Planète ? Voilà des questions qui ne cessent d’animer la communauté scientifique. Si l’étude de l’évolution des organismes vivants repose principalement sur l’analyse de fossiles, cette approche est surtout valable pour les périodes les plus récentes (moins de 540 millions d’années). Car, plus on remonte le temps, plus les choses se compliquent.

Les fossiles se font en effet plus rares, notamment du fait de la difficulté à les préserver sur plusieurs milliards d’années, la surface terrestre étant en constant remaniement. Tectonique des plaques, déformation, érosion, altération chimique : l’ensemble des roches qui composent la croûte subit d’intenses transformations qui mènent le plus souvent à la destruction des fossiles les plus anciens. S’il existe bien quelques fossiles de bactéries datant de plus de 3 milliards d’années, ces témoins de l’aube de la vie terrestre restent excessivement rares.

Des chercheurs auraient cependant mis au point une nouvelle approche permettant d’étudier ces périodes les plus anciennes de l’histoire terrestre. Elle ne repose pas sur les fossiles, mais sur l’analyse de la signature chimique de certains minéraux : les zircons.

Si les fossiles permettent d'étudier l'évolution du vivant sur les derniers 500 millions d'années, ils deviennent de plus en plus rares au fur et à mesure que l'on remonte le temps © Moussa Direct Ltd., Wikimedia Commons, cc by-sa 3.0

Des traces du vivant piégées dans des cristaux

Les zircons sont les minéraux les plus résistants à l’érosion. Formés à partir du magma, ils incorporent certains éléments qui témoignent des conditions chimiques dans lesquels ils ont cristallisé. Ils sont ensuite capables de traverser le temps et notamment les milliards d’années sans trop de dommages, délivrant aux scientifiques un témoignage chimique unique des temps passés. Mais comment utiliser cette signature chimique minérale dans le cadre d’une recherche sur le vivant ? Réponse : grâce à la signature isotopique du carbone biogénique capturée par les zircons durant le processus métamorphique.

Ce carbone biogénique provient des restes d’organismes vivants. Piégée avec les sédiments et emportée en profondeur, cette matière organique se décompose en CO₂ et en méthane. Une partie va alors être déposée sous la forme de graphite sur les grains de zircons à une température d’environ 700 °C. En recristallisant, les zircons vont ainsi capturer ce graphite sous forme d’inclusions microscopiques, le mettant à l’abri pendant potentiellement plusieurs milliards d’années.

Analyse d'une inclusion de graphite dans un grain de zircon. © Winfried Schwarz, Heidelberg University, Institute of Earth Sciences

L’analyse, extrêmement minutieuse, de ces inclusions a en effet permis de retrouver l’empreinte chimique du vivant il y a environ 500 millions d’années. Les résultats ont été publiés dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta. Les chercheurs pensent que cette nouvelle méthode pourrait cependant permettre de remonter bien plus loin et de retrouver les premières traces de vie sur notre Planète.