Le titre de la vie la plus ancienne de la Terre a été rendu aux fossiles de la région de Pilbara en Australie. Les fossiles de Pilbara détenaient ce titre depuis les années 1980, jusqu'à ce que des chercheurs étudiant des roches anciennes au Groenland y trouvent des preuves d'une vie ancienne. Mais des recherches ultérieures ont remis en question la nature biologique des preuves du Groenland, ce qui a remis en question tout le problème.
Maintenant, une nouvelle étude des fossiles de Pilbara a identifié la présence de matière organique préservée dans ces fossiles et leur a rendu la couronne de la «Vie ancienne».
La vie ancienne dans ce combat de titre est constituée de stromatolites, des structures semblables à des roches fixées par des organismes microscopiques unicellulaires appelés cyanobactéries. Les stromatolites sont à la fois minérales et organiques, car elles sont formées par des communautés de micro-organismes qui sécrètent des muqueuses qui piègent les grains de sédiments. Les stromatolites se présentent sous forme de colonnes, de monticules et de structures en plaques qui ressemblent à des roches sédimentaires. Les stromatolites fossilisées sont les premières preuves de la vie sur Terre.
Des chercheurs de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) ont publié ces nouvelles découvertes dans la revue Geology. Leur article s'intitule Nano-poreux pyrite et la matière organique dans les stromatolites vieilles de 3,5 milliards d'années enregistre la vie primordiale. Leur détection de matière organique dans ces anciens fossiles est considérée comme une avancée majeure dans ce domaine.
"C'est une découverte passionnante - pour la première fois, nous sommes en mesure de montrer au monde que ces stromatolites sont la preuve définitive de la première vie sur Terre."
Dr Raphaeil Baumgartner, chercheur principal, Australian Center for Astrobiology.
Le chercheur principal est le Dr Raphael Baumgartner, un associé de recherche du Centre australien d'astrobiologie. Baumgartner et les autres scientifiques faisaient des recherches sur la formation bien connue de Dresser dans la région de Pilbara en Australie occidentale. Les roches de la formation Dresser ont 3,49 milliards d'années. Dans les années 1980, les chercheurs y ont trouvé des preuves d'une vie ancienne. Mais bien que les preuves soient convaincantes, il y avait de l'incertitude.
Mais la découverte de la matière organique a dissipé cette incertitude.
"Il s'agit d'une découverte passionnante - pour la première fois, nous sommes en mesure de montrer au monde que ces stromatolites sont la preuve définitive de la première vie sur Terre", a déclaré le Dr Baumgartner. La découverte pourrait également aider les scientifiques à rechercher des preuves de la vie ancienne sur Mars.
Le professeur Martin Van Kranendonk est le directeur du département d'astrobiologie à l'UNSW. Il dit que la découverte de matière organique dans la Formation de Dresser prouve que les fossiles qui s'y trouvent sont d'anciennes stromatolites plutôt que de simples roches intrigantes. Selon Van Kranendonk, il s’agit d’un moment «fumant» dans la science.
Il dit également que cette découverte facilitera la recherche d'une vie ancienne sur Mars.
«Cela représente une avancée majeure dans notre connaissance de ces roches, dans la science des premières investigations de la vie en général, et - plus spécifiquement - dans la recherche de la vie sur Mars. Nous avons maintenant une nouvelle cible et une nouvelle méthodologie pour rechercher des traces de vie anciennes », explique le professeur Van Kranendonk.
Lorsque cette preuve a été découverte pour la première fois dans les années 1980, il y avait une incertitude quant à ses origines. Les fossiles avaient la structure et la texture des stromatolites anciennes, mais le processus géologique peut imiter les fossiles dans ce cas. Il y avait un manque de certitude.
«Malheureusement, il existe un climat de méfiance à l'égard des biosignatures texturales dans la communauté des chercheurs. Par conséquent, l'origine des stromatolites dans la formation Dresser a été un sujet très débattu », a déclaré le Dr Baumgartner dans un communiqué de presse.
Des échantillons de fossiles antérieurs de la formation Dresser ont été prélevés dans les couches supérieures de roche, où les échantillons ont été exposés aux intempéries. Mais dans ce travail, les scientifiques sont allés plus loin. Ils ont obtenu des échantillons beaucoup plus profonds dans la roche, où les fossiles sont mieux conservés et non exposés aux intempéries, ce qui peut altérer la minéralogie et inhiber la conservation.
«L'examen d'échantillons de carottes de forage nous a permis de voir un instantané parfait de la vie microbienne ancienne», a déclaré le Dr Baumgartner. Ils ont soumis ces nouveaux échantillons à un barrage définitif de techniques analytiques.
"Dans cette étude, j'ai passé beaucoup de temps en laboratoire, en utilisant des techniques micro-analytiques pour examiner de très près les échantillons de roche, pour prouver une fois pour toutes notre théorie", a déclaré Baumgartner. L'analyse comprenait la microscopie électronique à haute puissance, la spectroscopie et l'analyse isotopique.
"Je pense que c'était vers 23 heures quand j'ai eu ce moment" eureka ", et je suis resté jusqu'à trois ou quatre heures du matin, juste pour l'imagerie et l'imagerie parce que j'étais tellement excité."
Dr Raphael Baumgartner, chercheur principal, associé du Centre australien d'astrobiologie
Les stromatolites fossilisées elles-mêmes sont en grande partie constituées de pyrite de fer minérale, ou de ce qu'on appelle parfois «l'or des fous» pour sa similitude étincelante avec l'or réel. Et à l'intérieur de cette pyrite de fer, Baumgartner a trouvé de la matière organique.
"La matière organique que nous avons trouvée préservée dans la pyrite des stromatolites est excitante - nous examinons des filaments et des brins cohérents exceptionnellement préservés qui sont généralement des restes de biofilms microbiens", a déclaré le Dr Baumgartner.
Selon les chercheurs, ce type de preuve n'a jamais été vu auparavant.
«La matière organique que nous avons trouvée préservée dans la pyrite des stromatolites est passionnante - nous examinons des filaments et des brins cohérents exceptionnellement préservés qui sont généralement des restes de biofilms microbiens», explique le Dr Baumgartner.
«J'ai été assez surpris - nous ne nous attendions pas à trouver ce niveau de preuve avant de commencer ce projet. Je me souviens de la nuit au microscope électronique où j'ai finalement compris que je regardais les restes de biofilm. Je pense que c'était vers 23 heures quand j'ai eu ce moment "eureka", et je suis resté jusqu'à trois ou quatre heures du matin, juste pour l'imagerie et l'imagerie parce que j'étais tellement excité. J'ai totalement perdu la notion du temps », explique le Dr Baumgartner.
Ces découvertes ne nous aident pas seulement à comprendre les origines de la vie sur Terre, elles aident les astrobiologistes à comprendre comment rechercher au mieux la vie ancienne fossilisée sur Mars.
«Comprendre où la vie aurait pu émerger est vraiment important pour comprendre notre ascendance. Et à partir de là, cela pourrait nous aider à comprendre où la vie aurait pu se produire autrement - par exemple, où elle a démarré sur d'autres planètes », explique le Dr Baumgartner.
En août, des scientifiques de la NASA, de l’ESA et de RosCosmos ont visité la région de Pilbara en Australie pour travailler sur les techniques de recherche qu’ils utiliseront lors des prochaines missions sur Mars. Le rover Mars 2020 de la NASA et les ExoMars ESA / RosCosmos chercheront tous deux des preuves de la vie ancienne sur Mars. Les scientifiques savent que toute preuve qu'ils trouveront sera microscopique. Ce travail sur le terrain a également été dirigé par le professeur Van Kranendonk de l'UNSW.
"Si nous pouvons mieux comprendre comment ces fossiles <stromatolites> sont venus ici - et les panneaux géologiques à proximité qui aident à leur montrer le chemin - nous serons d'autant plus préparés lorsque nous rechercherons des signes de vie sur Mars", a déclaré Ken. Farley, scientifique du projet pour Mars 2020 au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, dans un communiqué de presse.
«Tout comme les astronautes d'Apollo ont visité des zones d'intérêt géologique sur Terre avant de se rendre sur la Lune, les scientifiques de Mars 2020 et d'ExoMars font preuve de diligence raisonnable avant que leurs missions ne fassent plus de 100 millions de milles [160 millions de plus] -kilomètre] voyage sur la planète rouge », a déclaré Mitch Schulte, scientifique du programme Mars 2020 au siège de la NASA à Washington. «Martin les a aidés en fournissant un regard approfondi et stimulant sur les caractéristiques géologiques du Pilbara.»
«Il est profondément satisfaisant que les roches anciennes de l'Australie et notre savoir-faire scientifique apportent une contribution si importante à notre recherche de vie extraterrestre et dévoilent les secrets de Mars», a déclaré le professeur Van Kranendonk.
Baumgartner, Kranendonk et d'autres scientifiques révèlent, chapitre par chapitre, l'histoire du déroulement de la vie sur Terre. Si cela nous aide à révéler la même histoire sur Mars, où la vie peut avoir existé pendant des milliards d'années avant d'être finalement anéantie, alors ce sera encore plus un moment d'Eureka.
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