La "Terre boule de neige" ne fut peut-être pas un désert de glace infini
Bien avant que la vie complexe ne sorte des océans pour s’installer sur la terre ferme, la Terre a connu une période de glaciation sans pareille. À deux reprises, des glaciers se sont étendus loin des pôles, transformant la planète en un désert de glace.
L’étendue des glaciers fait l’objet d’un débat. Certains affirment que l’emballement de la glaciation s’est étendu à toutes les latitudes, recouvrant complètement la Terre d’un épais manteau de glace jusqu’à l’équateur.
D’autres affirment que les latitudes équatoriales ont pu être relativement libres de glace. Des preuves enfouies dans les archives fossiles suggèrent également qu’il y avait peut-être des zones d’océan exposées, suffisamment pour que l’oxygène et la lumière pénètrent dans les eaux et permettent à une vie complexe de s’épanouir.
Représentation d’une Terre boule de neige. (Oleg Kuznetsov)
Dans le même ordre d’idées, une nouvelle étude menée par des chercheurs chinois et britanniques (lien plus bas) est la dernière en date à suggérer que la « Terre boule de neige » n’était pas entièrement recouverte de glace et qu’elle aurait même pu présenter des conditions habitables en pleine mer, loin de l’équateur.
Les raisons pour lesquelles la Terre a soudainement plongé dans une longue période de froid, il y a environ 700 millions d’années, ne sont pas très claires. Peut-être une baisse de la lumière solaire, ou une perte de gaz à effet de serre, suivie d’une rétroaction de la glace qui a réfléchi la chaleur, créant encore plus de glace.
Pendant des dizaines de millions d’années, notre planète fut, plus ou moins, recouverte d’une coquille d’eau gelée. Un bref répit du froid extrême, dû aux éruptions volcaniques de dioxyde de carbone, a été suivi d’un second refroidissement, il y a environ 650 millions d’années, que l’on appelle aujourd’hui la glaciation marinoenne.
Le labourage et le broyage de la croûte terrestre par d’énormes langues de glace ont favorisé la diversification de la vie dans les océans, apportant aux écosystèmes marins une généreuse quantité de nutriments lorsque les glaciers ont fini par se retirer. Bien que cela ait pu contribuer à une explosion de la biodiversité, les temps auraient été rudes pour la vie complexe essayant de survivre dans des eaux froides au milieu d’une période glaciation extrême. Privée d’oxygène, la vie aurait dû, en théorie, être dominée par des organismes anaérobies simples (vivant en l’absence du dioxygène) et des chimiotrophes (métabolismes à source d’énergie chimique inorganique) vivant en profondeur.
Mais ce n’est pas ce que montrent les fossiles. Les schistes noirs enfouis dans la formation de Nantuo, dans le sud de la Chine, conservent les traces des sédiments rejetés par les glaciers du Marinoen (glaciation marinoenne). On y trouve des traces macroscopiques d’organismes étonnamment complexes, considérés comme des sortes d’algues.
La photosynthèse dépend de la lumière du soleil, ce qui signifie que la Terre boule de neige a pu être parsemée de zones océaniques libres de glace où la vie pouvait regarder le ciel et s’imprégner des rayons. En ce qui concerne les preuves de l’existence d’un océan exposé pendant la glaciation marinoenne, les fossiles discutables d’algues macroscopiques laissent une large place au débat.
En analysant la chimie des schistes de la formation de Nantuo, l’équipe à l’origine de cette dernière étude espérait découvrir des preuves supplémentaires qui aideraient à déterminer si des zones de la surface sont restées libres de glace pendant cette période importante de l’histoire de la Terre.
A partir de l’étude : représentation du modèle de la Terre boule de neige avec des eaux libres de glace dans les océans des basses et moyennes latitudes. (Dr Huyue Song/ China University of Geosciences)
L’examen de la nature de la teneur en fer du matériau, par exemple, a fourni des données sur les réactions d’oxydoréduction qui décrivent les niveaux d’oxygène à la frontière entre les sédiments et l’eau qui les recouvre. En étudiant le mélange d’isotopes de l’azote, l’équipe a pu se faire une meilleure idée du cycle aérobie de l’azote qui se produit près de la surface de l’eau.
Si l’on replace les résultats dans le contexte fourni par de nombreuses autres études, il apparaît qu’au moins une partie de la surface de la planète était libre de glace vers la fin du Marinoen, offrant ainsi une oasis chaude aux organismes photosynthétiques.
Il est important de noter que, d’après l’emplacement des lits fossilisés en Chine du Sud il y a plus d’un demi-milliard d’années, ces îles d’eau libre sans glace seraient apparues à des latitudes moyennes, loin de l’équateur. Bien qu’il soit possible que les étangs d’eau de fonte des glaciers aient pu fournir un accès similaire à l’oxygène et à la lumière, les chercheurs estiment qu’il est peu probable que ces lacs aient contenu suffisamment de matière organique pour maintenir les cycles du carbone et de l’azote en mouvement.
Le fait d’être plus une « boule de neige » qu’une boule de glace complètement gelée signifierait que les formes de vie les plus complexes de la Terre auraient eu des refuges contre l’obscurité inhospitalière, ce qui leur aurait permis de se rétablir plus rapidement une fois que la planète s’est réchauffée.
L’étude publiée dans Nature Communications : Mid-latitudinal habitable environment for marine eukaryotes during the waning stage of the Marinoan snowball glaciation.