Il y a environ 650 millions d'années, la Terre est entrée dans la glaciation marinoenne qui a vu la planète entière geler. La « Terre boule de neige » a entravé l'évolution de la vie. Mais comme il se réchauffait, la vie biotique a commencé à s'épanouir. Une équipe de recherche de l'Université du Tohoku a analysé des échantillons de roche en provenance de Chine pour nous en dire plus sur cette transition.

Certains chercheurs émettent l'hypothèse que les calottes glaciaires ont enveloppé la terre pendant la glaciation marinoenne (il y a 650 à 535 millions d'années) dans ce qui est surnommé la « Terre boule de neige ». La glaciation a également eu un impact sur le climat et la composition chimique des océans, freiner l'évolution du début de la vie. Encore, comme la terre se réchauffait, et la période édiacarienne s'est levée, la vie biotique a commencé à évoluer.

Une équipe de recherche de l'Université de Tohoku a dévoilé plus d'informations sur le processus évolutif de la transition Marinoan-Ediacaran. En utilisant des preuves de biomarqueurs, ils ont révélé une possible activité photosynthétique lors de la glaciation marinoenne. Cela a été suivi par des organismes photosynthétiques et des bactéries entrant dans une période de faible productivité. Cependant, à mesure que les eucaryotes se sont développés au début de la période édiacarienne, ils ont fleuri.

Dr Kunio Kaiho, qui a co-écrit un article avec Atena Shizuya, mentionné, "Nos résultats aident à clarifier l'évolution des animaux primitifs à complexes à la suite de la Snowball Earth." Leur article en ligne a été publié dans la revue Global and Planetary Change le 8 août. 2021.

La fin de l'ère néoprotérozoïque (il y a 650 à 530 millions d'années) a connu l'une des périodes glaciaires les plus sévères de l'histoire de la Terre, longue de 4,6 milliards d'années. Les chercheurs pensent que les calottes glaciaires ont recouvert la terre entière depuis les unités glaciogènes, tels que des débris de radeaux de glace, sont distribués dans le monde. Des carbonates de calotte recouvrent ces formations glaciogènes. Ceux-ci précipitent dans des conditions chaudes et suggèrent donc que l'environnement glaciaire s'est rapidement transformé en environnement de serre.

L'hypothèse Snowball Earth prétend que la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique a contrôlé le changement d'un état gelé à un état libre de glace. Les océans recouverts de calotte glaciaire ont empêché la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau de mer pendant la période glaciaire de Marinoan, c'est-à-dire concentration de gaz à effet de serre, émis par l'activité volcanique, augmenté progressivement. Une fois que l'effet de serre extrême s'est déclenché, les glaciers ont fondu et l'excès de dioxyde de carbone s'est précipité sur les sédiments glaciogènes sous forme de carbonates de calotte.

Alors que la théorie de la Snowball Earth explique les larges distributions des formations glaciaires, il ne parvient pas à faire la lumière sur la survie des organismes vivants. Pour contrer cela, certains chercheurs soutiennent que les molécules organiques sédimentaires, une horloge moléculaire, et les fossiles de la fin de l'ère néoprotérozoïque sont la preuve que les eucaryotes primitifs tels que les éponges ont survécu à cette période glaciaire sévère. Des modèles alternatifs suggèrent également qu'une mer libre de glace existait pendant la glaciation et a agi comme une oasis pour la vie marine.

Mais ce que l'on comprend, c'est que la glaciation marinoenne et la transition climatique extrême qui a suivi ont probablement eu un impact marqué sur la biosphère. Peu de temps après l'ère glaciaire, le biote de Lantian, les plus anciens eucaryotes multicellulaires macroscopiques complexes connus, a émergé. Le biote de Lantian comprend des macrofossiles qui sont phylogénétiquement incertains mais morphologiquement et taxonomiquement divers. Pendant ce temps, les espèces pré-marinoennes ont des plans corporels simples avec une variété taxonomique limitée.

Les biomarqueurs bactériens et eucaryotes démontrent que les bactéries dominaient avant la glaciation, tandis que les rapports stéranes/hopanes illustrent que les eucaryotes dominaient juste avant. Cependant, la relation entre les changements de la biosphère et la glaciation marinoenne n'est pas claire.

En 2011, Kaiho et son équipe se sont rendus aux Trois Gorges, Chine, sous la direction du Dr Jinnan Tong de l'Université des sciences de Chine, pour prélever des échantillons de roches sédimentaires des affleurements plus profonds de roches sédimentaires marines. A partir de 2015, Shizuya et Kaiho ont analysé les biomarqueurs des algues, activité photosynthétique, bactéries, et eucaryotes des échantillons de roche.

Ils ont trouvé une activité photosynthétique basée sur les alcanes n-C17 + n-C19 pour les algues et le pristane + phytane pendant la glaciation marinoenne. Les hopanes dans les dépôts carbonatés précoces et tardifs ont montré des organismes photosynthétiques et d'autres bactéries entrant dans un état de faible productivité avant de se rétablir. Et les stéranes provenant des carbonates et des mudstones après le dépôt de carbonate de calotte du début de la période édiacarienne ont indiqué l'expansion des eucaryotes. L'expansion des eucaryotes correspond à la diversité morphologique du biote de Lantian par rapport aux espèces pré-marinoennes.

Kaiho pense que nous faisons un pas de plus vers la compréhension du processus évolutif qui s'est produit avant et après Snowball Earth. "Le stress environnemental des environnements océaniques fermés pour l'atmosphère suivi de températures élevées autour de 60 ° C peut avoir produit des animaux plus complexes par la suite." Leurs résultats montrent que la récupération bactérienne a précédé la domination des eucaryotes.

L'équipe de Kaiho mène d'autres études pour clarifier la relation entre le changement climatique et la biosphère dans d'autres endroits. Ils étudient également la relation entre l'augmentation de l'oxygène atmosphérique et l'évolution animale de la fin du Cryogénien au début du Cambrien (il y a 650 à 500 millions d'années).