01. L’apparition de la Vie sur Terre

Le Précambrien correspond aux neuf dixièmes de l’Histoire de la Terre. Il débute à la formation de la Terre il y a environ 4,5 milliards d’années et se termine il y a 539 millions d’années. L’événement marquant est l’apparition de la Vie sur Terre il y a environ 3,5 à 4 milliards d’années. Il s’agissait alors uniquement de bactéries n’ayant pas besoin de dioxygène puisqu’il n’y en avait pas…

Les 3 éons du Précambrien

Les scientifiques divisent ainsi les premiers milliards d’années de la Terre en trois temps appelés des éons (source) (je reprendrai le vocabulaire du « calendrier géologique » dans l’article 04. Cambrien : explosion de Vie !). Je les représente dans un diagramme circulaire, imaginez une horloge du temps… ça vous donne une idée de la durée de chaque éon. De la durée, surtout, du Précambrien !

– 4,5 à – 4 milliards d’années : l’Hadéen.

Notre planète se forme avec son noyau et sa croûte terrestre. La lune apparaît. La température à la surface de la Terre baisse. Il y a 4 milliards d’années, la Terre présente les conditions nécessaires à l’émergence de la vie : une surface solide, de l’eau liquide et une température moyenne compatibles avec la vie, grâce à l’effet de serre de l’époque.

– 4 à – 2,5 milliards d’années : l’Archéen.

Le volcanisme est intense. La croûte terrestre poursuit sa formation, les premiers continents émergent… Il semble qu’il y ait eu au moins un (super)-continent appelé Ur il y a environ 3 milliards d’années (source). Et, dans les océans très chauds apparaissent les premières bactéries. Quant aux premiers organismes photosynthétiques (cyanobactéries), sont-ils apparus en milieu marin ou en eau douce ? On dit couramment que les cyanobactéries marines des stromatolites (cf ci-dessous) ont commencé à produire du dioxygène qui va, dans un premier temps, oxyder le fer contenu dans certaines roches. Les océans restent donc très peu oxygénés, et l’atmosphère est dépourvu de dioxygène. Il n’y a pas de couche d’ozone protégeant les continents des UV.

– 2,5 milliards à – 539 millions d’années : le Protérozoïque.

Une fois le fer des roches oxydé, le dioxygène produit par les cyanobactéries permet l’oxygénation des océans et, progressivement, de l’atmosphère. De là se formera la couche d’ozone.

Les cellules évoluent, les premières cellules eucaryotes (avec un noyau délimité) se forment vers 1,5 milliards d’années.

Dans la « valse des continents », à cette période, les géologues affirment qu’un premier supercontinent se serait formé par l’agrégation des continents primitifs. Il porte plusieurs noms : Columbia, Nuna / Nena.

Enfin les premiers animaux très simples apparaissent il y a environ 670 millions d’années : Les premiers « animaux ».

Comment étudier l’apparition de la vie sur Terre ?

Au cours de l’histoire de notre planète, la biodiversité a beaucoup changé. On l’étudie grâce aux fossiles qu’on peut retrouver. La paléontologie est la science qui étudie les animaux fossilisés. La paléobotanique quant à elle s’intéresse aux végétaux du passé. Mais pour les premiers êtres vivants ? Le Musée Crozatier au Puy-en-Velay (43) nous présente par exemple les découvertes effectuées dans de nombreux sites altiligériens. Les fossiles animaux les plus anciens ont 28 millions d’années… ils sont « récents » pour qui s’intéresse aux organismes du Précambrien. Deux problèmes pour l’étude de ces organismes très anciens :

1. Il faut qu’ils aient laissé des fossiles. Plus compliqué avec des micro-organismes et des organismes mous, qu’avec des coquillages et des animaux possédant un squelette.
2. Il faut que ces fossiles aient pu nous parvenir. Donc que les roches qui les contiennent n’aient ni disparu ni été modifié (pas d’érosion, métamorphisme, tectonique des plaques…). Les sites « intacts » sont d’autant plus rares qu’ils sont plus anciens !

Les stromatolithes

On connait au nord-ouest de l’Australie un des plus anciens terrains de la planète. Il s’agit de très vieilles laves appelées komatiites. On les a daté : entre – 3,6 et – 3,1 milliards d’années. On a pu déterminer que ces laves se sont formées à des températures bien plus élevées que les laves actuelles. Et on y trouve des traces des marées et des stromatolites.

Certaines cyanobactéries actuelles vivent en colonies et créent des structures minérales, calcaires, caractéristiques appelées stromatolites. Suivant un principe appelé actualisme, les scientifiques en déduisent que les stromatolites datés d’il y a environ 3,5 milliards d’années ont de même été construits par des bactéries. Cyanobactéries ? Autres bactéries ne faisant pas de photosynthèse ? On dispose de leurs constructions calcaires : impossible d’observer au microscope les bactéries, impossible de faire des tests pour déterminer leurs caractéristiques biochimiques. On ne peut donc même pas affirmer si les bactéries qui ont construit les stromatolites étaient des eubactéries ou, au contraire, des Archées. Donc affirmer qu’il s’agit de cyanobactéries, un sous-groupe des eubactéries ? Hypothèse impossible à valider ou réfuter semble-t-il.

Des traces témoignant de l’apparition de la vie

Les scientifiques ont repéré des traces de carbone enfermées dans des roches datées de 3,8 milliards d’années : les traces de premières bactéries ?

Et dans un affleurement situé le long des côtes du Québec, des scientifiques ont repéré des microfossiles dans des roches datées de… 4,29 milliards d’années ? 3,75 milliards d’années ? la datation est controversées. Il s’agit d’hématite (un oxyde de fer) dans du quartz formant des formes microscopiques. Les scientifiques les ont étudié avec du matériel de pointe : scie à diamants, microtomographie à rayons X, faisceau d’ions focalisés associé à un microscope électronique, supercalculateur pour reconstruire numériquement et en 3D leurs formes. (source)

Donc…

Quand la vie est-elle apparue ? il y a sans doute environ 4 milliards d’années. On ne peut pas le savoir avec précision.

Où et comment ? Vaste débat. Sur Terre au fond de l’océan, au niveau d’une source hydrothermale, ou à la surface d’un plan d’eau douce ? Apportée sur Terre par une météorite mais apparue ailleurs ? Je vous propose un article qui décrit les hypothèses scientifiques possibles, auxquelles s’ajoutent les hypothèses religieuses.

La suite de l’histoire ? Les premiers « animaux »