La surface de l’Antarctique est enfouie à 99,5 % sous la glace, une caractéristique géographique et glaciologique compliquant grandement l’étude de ses roches et leur échantillonnage. Afin de reconstituer l’histoire géologique du continent, deux géologues de l’Université nationale australienne ont eu recours à une méthode indirecte : ils ont analysé des cristaux de zircon, des minéraux ultra-résistants. Arrachés du socle rocheux antarctique par l’érosion, ils ont été charriés avant de se déposer dans les sédiments océaniques de la marge continentale, où ils ont été prélevés par forage océanique.
Grâce à l’analyse de 1 712 grains de zircon nouvellement étudiés, combinée à des milliers d’autres échantillons déjà répertoriés, les chercheurs ont constaté une surreprésentation de ces cristaux datant d’une période comprise entre 650 et 450 millions d’années. Elle correspond au moment de la formation du supercontinent Gondwana, qui naissait par la collision de ce qui deviendrait l’Antarctique, l’Inde, l’Australie et le Kalahari. Dans leurs travaux publiés dans la revue Earth and Planetary Science Letters, ils démontrent que cette profusion de zircons dépasse, à l’échelle mondiale, tout autre épisode orogénique (formation des montagnes) lié à un supercontinent. D’immenses massifs, qui, en s’érodant, auraient fourni aux océans primitifs les ingrédients nécessaires à l’apparition de la vie complexe sur Terre.
Des montagnes qui ont nourri la vie
Au fil de leur longue érosion (un processus qui s’est étalé sur des centaines de millions d’années), ces reliefs ont vu leurs roches se désagréger, déversant dans les océans des quantités colossales de phosphore, de fer et d’autres nutriments essentiels. Transportés par les cours d’eau jusqu’aux océans, ils ont dopé la prolifération d’algues et de cyanobactéries, des micro-organismes photosynthétiques à la base de la chaîne alimentaire marine. Un véritable déluge nutritif, qui, en retour a permis à ces mêmes organismes de produire des quantités croissantes d’oxygène.
Toutefois, la seule production par photosynthèse oxygénique ne suffit pas à en faire grimper les taux dans l’atmosphère. Lorsque les organismes photosynthétiques meurent et se décomposent, la matière organique qu’ils contiennent réagit avec l’oxygène dissous et le consomme : production et destruction s’annulent. Pour briser ce cycle, il faut que cette matière organique soit enfouie sous les sédiments avant d’avoir eu le temps de se décomposer.
L’érosion des montagnes gondwaniennes a provoqué des coulées de sédiments d’une telle ampleur que le carbone organique et la pyrite déposés sur les fonds marins en ont été recouverts, les protégeant de toute oxydation. Cette récation n’étant plus possible, les niveaux d’oxygène ont grimpé, fournissant les conditions favorables à la diversification animale du début de l’ère Paléozoïque (-538,8 à – 252,2 millions d’années).
Les auteurs ne prétendent pas pour autant avoir identifié l’unique cause de l’explosion cambrienne, un épisode survenu il y a environ 540 millions d’années au cours duquel la quasi-totalité des grands groupes d’animaux sont apparus dans les archives fossiles en un laps de temps très court : arthropodes, mollusques, brachiopodes, cnidaires ou chordés (nos ancêtres directs qui donnèrent naissance aux premiers vertébrés, et bien plus tard, à Homo sapiens). Ils reconnaissent que leurs modèles ne suffisent pas à prouver cette hypothèse à 100 %, notamment car la datation précise de la montée des taux d’oxygène atmosphérique demeure incertaine et que certaines des modifications de la chimie océanique, observées dès 800 millions d’années, ne sont pas couvertes par leurs travaux. Ils soupçonnent néanmoins fortement que les montagnes disparues de Gondwana ont joué le rôle de catalyseur, sans lequel la vie complexe n’aurait jamais émergé ; tout du moins, pas de cette manière.
- Des montagnes sous la glace de l’Antarctique, disparues depuis 450 millions d’années, ont libéré des nutriments essentiels dans les océans.
- L’érosion de ces reliefs a favorisé la prolifération d’organismes photosynthétiques, augmentant ainsi les niveaux d’oxygène dans l’atmosphère.
- Ces processus auraient accéléré l’apparition de la vie complexe sur Terre, notamment durant l’explosion cambrienne.
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