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Posté par Michel le Mercredi 19/10/2011 à 00:00
Un berceau de la vie primitive sur Terre ?
Un berceau possible de la vie sur Terre vient d'être identifié par une équipe internationale menée par des chercheurs du Laboratoire de géologie de Lyon: Terre, planètes et environnement (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon). Il s'agit des volcans de boue (En sédimentologie, la boue est un mélange d'eau et de particules sédimentaires fines de limons et d'argiles.) d'Isua, au sud-ouest (Le sud-ouest est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et ouest. Le sud-ouest est opposé au nord-est.) du Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans la graphie française d'avant 1850, Grønland en danois (« terre...). Ces volcans ont libéré, il y a presque quatre milliards d'années, des éléments chimiques indispensables à la formation des premières biomolécules, dans des conditions propices à la vie (La vie est le nom donné :). C'est la première fois qu'un tel environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...), réunissant tous les éléments nécessaires pour l'éclosion de la vie, est identifié par des scientifiques dans des terrains vieux de 3,8 milliards d'années. Ces travaux sont publiés cette semaine dans les PNAS.

La serpentinite est une roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé par un assemblage de...) vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont...) sombre utilisée en décoration et joaillerie (La joaillerie est étymologiquement l'art de fabriquer des joyaux, et plus largement des objets de parure mettant en valeur principalement les pierres précieuses,...). Dans la nature, elle se forme lorsque de l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.) s'infiltre dans le manteau supérieur, à des profondeurs pouvant aller jusqu'à 200 km dans les zones de subduction (La subduction est le processus d'enfoncement d'une plaque tectonique sous une autre plaque de densité plus faible, en général une plaque océanique sous une plaque continentale ou sous une plaque océanique...). D'après les scientifiques, cette roche, située en particulier dans les parois des sources hydrothermales, pourrait jouer un rôle majeur dans l'apparition des premières biomolécules.

Il a été souvent présumé que la vie s'est développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des...) à proximité de sources hydrothermale connues sous le nom de fumeurs noirs (1), comme il en existe au fond de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants...) le long des rides médio-océaniques. La richesse de ces "geysers" sous-marins en hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit...) et ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base trigonale : l'atome d'azote (N) est au sommet et les...) semblait favorable à l'émergence de la vie primitive. Malheureusement, ces fumeurs noirs sont très acides, ce qui ne permet pas de stabiliser les acides aminés, et donc de former des molécules organiques.

L'équipe de scientifiques qui publie cet article s'est intéressée aux serpentinites d'Isua, au sud-ouest du Groenland, qui datent du début de l'Archéen (2). Agées de 3,8 milliards d'années, les roches d'Isua figurent parmi les plus anciennes du monde (Le mot monde peut désigner :). S'appuyant sur les isotopes du zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.) comme indicateur du caractère basique ou acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) d'un milieu, les chercheurs ont mis en évidence le caractère basique des eaux thermales qui ont baigné les serpentinites d'Isua, révélant ainsi que ces roches constituaient un environnement favorable à la stabilisation des acides aminés.


Serpentinites d'Isua (Groenland)
© F. Albarède

Les chercheurs ont également comparé ces serpentinites à des équivalents récents provenant de la dorsale de l'océan Arctique (L'océan Arctique, ou océan glacial Arctique, s'étend sur une surface de 14 090 000 km², ce qui en fait le plus petit océan. Il recouvre l'ensemble des mers situées entre le pôle Nord et le nord de l'Europe, de l'Asie et de...), des Alpes et du Mexique: les roches d'Isua présentent un appauvrissement exceptionnel en isotopes lourds du zinc par rapport à ces dernières. En revanche, leur zinc est isotopiquement semblable à celui des volcans de boue de la fosse des Mariannes (La fosse des Mariannes est la fosse sous-marine la plus profonde actuellement connue, et l'endroit le plus profond de la croûte terrestre. Elle est...). Il y a près de 4 milliards d'années, alors que les continents n'occupaient qu'une très petite partie de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) du globe, la croûte océanique d'Isua devait être traversée par des fluides hydrothermaux basiques, riches en carbonates et à des températures de 100 à 300°C. Un autre élément indispensable à la vie, le phosphore, est abondant dans les milieux où se produit la serpentinisation (3). Or, ce processus est à l'origine des volcans de boue. Ainsi, toutes les conditions nécessaires étaient réunies à Isua pour que des molécules organiques puissent non seulement se former mais aussi être stables. Les volcans de boue d'Isua constituent donc un environnement particulièrement propice à l'émergence de la vie primitive terrestre.


Notes:

(1) Les fumeurs noirs sont localisés sur les dorsales océaniques. L'aspect noir de ces eaux provient de la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) noire des sels de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus...) et de manganèse qu'elles contiennent.

(2) La période archéenne se situe entre -4 et -2,5 milliards d'années.

(3) Processus d'hydratation (L'hydratation désigne plusieurs phénomènes liés à l'eau.) qui permet la formation de serpentinite.


Référence:

Early Archean serpentine mud volcanoes at Isua, Greenland, as a niche for early life. Marie-Laure Pons, Ghylaine Quitté, Toshiyuki Fujii, Minik T. Rosing, Bruno Reynard, Frederic Moynier, Chantal Douchet and Francis Albarède. PNAS. En ligne la semaine du 17 octobre 2011.


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Source: CNRS