Blanc SIMI 6 - Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie : Système Terre, environnement, risques

Environnements de la vie primitive terrestre - 2 – eLIFE2

Résumé de soumission

Dans le cadre du projet ANR eLIFE qui s’est terminé en novembre 2009, nous avons obtenu deux résultats de grande importance pour la compréhension des interactions entres processus biologiques et l’évolution de l’atmosphère et des océans primitifs terrestres. Premièrement, il s’agit de la découverte d’un nouveau type de métabolisme microbien utilisant le soufre élémentaire issu de l’atmosphère, via la photolyse de composés soufrés d’origine volcanique (présentant une anomalie isotopique indépendante de la masse ; Philippot et al., 2007, Science) et, deuxièmement, de l’identification pour la première fois de signatures en gaz rares d’âge archéen (Pujol, en revue, Nature). Cette dernière découverte, apporte pour la première fois des informations sur l’état de l’atmosphère primitive et les interactions entre croûte et manteau durant l’Archéen et l’Hadéen. Ces résultats ont été obtenus sur des échantillons de carottes de forage (Pilbara Drilling Project) du dépôt de sulfate âgé de 3,5 Ga de la Formation de Dresser en Australie occidentale. Une étude similaire sur des échantillons d’âges et d’origine différents serait d’un grand intérêt pour mieux contraindre la nature et l’évolution de l’atmosphère primitive et ses interactions avec la vie se développant à la surface des continents émergents. C’est l’objectif de ce projet intitulé eLIFE2.
Nous avons réalisé un autre forage dans la formation à 3,2 Ga de Mapepe en Afrique du Sud (Barbeton Barite Drilling Project, BBDP), et identifié 3 paléosols du groupe du Fortescue, Australie occidentale; le paléosol référent du Mt Roe Basalt (RYE et al., 1995) d’âge 2,78 Ga, et deux nouveaux paléosols non encore décrits de la formation de Kylena à 2,74 Ga et de celle de Jeerinah à 2,68 Ga. Des observations préliminaires ont permis de montrer que le forage BBDP contient de nombreux niveaux de barytine ainsi que deux niveaux de sphérules attribuées à des impactites (Lowe et al., 2003), mais aussi que l’un des paléosols contient localement de la matière organique et des inclusions fluides à CH4. Cette dernière observation serait en accord avec les modèles en faveur d’une forte production de méthane atmosphérique vers la fin de l’Archéen.
Pendant le projet eLIFE, nous avons développé plusieurs techniques et protocoles qui nous ont permis d’analyser des quantités infinitésimales de fluide inclus (gaz rares) et de composés organo-minéral (isotope du soufre et de l’azote) préservés dans les roches. De plus, des protocoles spécifiques adaptés à l’analyse en série de plusieurs techniques de haute résolution spatiale (spectrométrie Raman, SEM-FIB-TEM, (nano)SIMS et tehniques synchrotron) ont été testés et optimisés. Nouveauté par rapport au projet eLIFE, cependant, c'est la collaboration avec le groupe de modélisation des paléo-climats de l’IPG-Paris (F. Fluteau and G. Lehir).
Le but du projet eLIFE2 est de contraindre les paramètres importants qui contrôlent la composition et l’évolution de l’atmosphère et de l’hydrosphère terrestre durant la période archéenne en utilisant des modèles climatiques et géochimiques d’inversion des observables (bio)géochimiques extraits de l’analyse des roches. Ces analyses sont réalisées par trois équipes déjà impliquées dans le projet eLIFE et qui ont donc déjà collaborées de manière efficace et très productive. Ces équipes sont l’équipe des gaz rares du CRPG-Nancy (B. Marty, M. Pujol), l’équipe de Géochimie des Isotopes Stables de l’IPG-Paris (M. Ader et P. Cartigny), et l’équipe de Géobiosphère Actuelle et Primitive de l’IPG-Paris (M. Gérard et P. Philippot).

Coordination du projet

Pascal Philippot (INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS (IPGP)) – philippot@ipgp.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS-CRPG CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - Délégation Centre-Est
IPGP INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS (IPGP)

Aide de l'ANR 390 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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