Des chercheurs de l’Université chinoise des géosciences à Wuhan, en Chine, ont trouvé des preuves concrètes d’un océan partiellement ouvert au cours de l’une des périodes glaciaires les plus violentes jamais enregistrées sur Terre. Leurs recherches, parues cette semaine dans Communication Nature, réfuterait la théorie boule de neige de la Terre. Il dit que pendant la période glaciaire dite marinoenne – il y a environ 650 à 635 millions d’années – la terre était complètement recouverte de glace. Qu’était donc la terre ? Un chiot de gadoue glacée.
L’âge glaciaire marinoen se produit pendant le cryogenium, ou « la naissance de la glace ». En cela, les glaciers des pôles se seraient étirés sur des milliers de kilomètres vers l’équateur sous la forme de plates-formes de glace longues, parfois épaisses de deux kilomètres. Pas étonnant, car les températures aux pôles pourraient chuter jusqu’à -130 degrés Celsius. En conséquence, les glaciers se sont déplacés de plus en plus comme un accordéon de haut en bas sur des centaines de milliers d’années. Jusqu’à ce que presque toute la terre soit gelée, rendant la vie presque impossible.
théorie fragile
« Mais c’est là que la théorie commence déjà à faiblir », explique Bas van de Schootbrugge, paléo-océanographe à l’université d’Utrecht, qui n’est pas impliqué dans la recherche. « De nombreuses algues et autres macro-organismes vivant actuellement dans la mer sont apparus avant que la terre ne se recouvre de glace. Ils ne survivraient pas du tout à un bouclier de glace aussi épais. L’hypothèse : Des « réservoirs » marins existaient là où la vie pouvait survivre pendant ces périodes glaciaires. Mais oui, où ?
Dans la formation de Nantuo, dans le sud de la Chine, les chercheurs ont trouvé des sédiments déposés par les glaciers pendant la période glaciaire marinoenne. Cette formation rocheuse était dans la mer à l’époque. Les chercheurs ont trouvé des fossiles d’algues photosynthétisantes dans de petits morceaux de schiste. Van de Schootbrugge: « Cela signifierait qu’il y avait des espaces ouverts dans cet épais bouclier de glace. » Des publications antérieures suggéraient l’existence d’une ceinture libre de glace autour de l’équateur, mais la formation étudiée était beaucoup plus au nord il y a 635 millions d’années.
Pour étudier à quoi ressemblait l’habitat de ces macro-organismes pendant la période glaciaire, les sédiments de la formation de Nantuo ont été examinés pour les isotopes d’azote présents. « Quand tout est sous la glace, l’océan est pauvre en oxygène car il n’y a plus de circulation », explique Van de Schootbrugge. « La glace fonctionne alors comme une sorte de couvercle. » Le résultat : une concentration relativement élevée d’isotopes légers de l’azote (14N) dans le sédiment. Cependant, les chercheurs ont trouvé une quantité extraordinaire d’isotopes lourds d’azote (15N) dans le sédiment. Cela ne semble donc pas correct. Il y a une explication complexe derrière cela : si la vie est présente dans l’eau, ces organismes pêchent les isotopes légers de l’azote. Ils sont plus faciles à traiter. Dans un cycle actif où les organismes ont accès à la lumière et à l’oxygène, l’azote sous forme d’ammonium (NH4+) converti en nitrate (NO3-). Elle est utilisée par le phytoplancton. De plus, le nitrate est converti, ou dénitrifié, par des bactéries en azote (N2) qui finit par retourner dans l’atmosphère.
Image fondante
En raison de ces deux processus, il reste relativement beaucoup d’isotopes lourds d’azote dans les sédiments du fond marin. Cela se reflète dans la formation chinoise qui a été étudiée ici. Sur la base du rapport entre les isotopes légers et lourds de l’azote dans les sédiments, on peut voir s’il y avait un cycle actif de l’azote, et donc s’il y avait de la vie marine pendant cette période glaciaire. La conclusion: « Alors ça y était. »
Cela semble être une histoire de plus en plus convaincante. La majeure partie de la terre était gelée, mais il y avait des réservoirs sans glace non seulement autour de l’équateur, mais aussi plus au nord. Selon les chercheurs, ces réservoirs étaient constitués de lacs entourés de glace, voire d’une ceinture libre de glace beaucoup plus large qui entourait la Terre. Cela a permis aux organismes eucaryotes – organismes à noyau cellulaire – de survivre et après la période glaciaire, au Cambrien, d’évoluer vers des formes de vie plus complexes que l’on peut trouver sous forme de fossiles dans les roches de cette époque. « Cette recherche confirme maintenant cette hypothèse avec des preuves concrètes », déclare Van de Schootbrugge. « L’image d’une terre complètement gelée fond peu à peu. »