Critères géochimiques de biogénicité – BIOGEN

Nous combinons des techniques bien établies (minéralogie, analyses géochimiques de roches et fossiles, isotopes stables du Zn, isotopes radiogéniques du Pb, MC-ICP-MS, détermination de la fluence neutronique grâce aux anomalies isotopiques de Sm et de Gd, microfluorescence à rayons X, synchrotron) avec des techniques plus exploratoires (analyses isotopiques du S de haute précision par MC-ICP- MS, biomarqueurs organiques dans les roches très anciennes) aux analyses de roches et fossiles des sites de référence de la série Paléoprotérozoïque du Francevillien au Gabon, des fossiles des schistes cambriens de Burgess Shale au Canada et des diatomites et leurs fossiles du cône volcanique miocène d'Andance en France. Il faudra en outre revenir à la géochronologie et selectionner des échantillons du Gabon qui n’ont pas été irradiés par le réacteur naturel d'Oklo. De plus, nous prévoyons d'étendre le projet pour inclure les mesures isotopiques du Zn (i) des carbonates au fil du temps pour essayer de comprendre le cycle du Zn courant l’histoire de la Terre et (ii) de la biomasse moderne, comme les mousses et les plantes, afin de comparer la signature isotopique du Zn de fossiles d'origine biologique putative avec du matériel biologique d'origine biologique certaine.

Projet en cours.

Projet en cours.

Projet en cours.

Les recherches en exobiologie, notamment sur Mars, ne pourront détecter l’existence du vivant passé ou actuel qu’en s’appuyant sur des marqueurs robustes. Leur identification à partir des environnements de la Terre primitive est donc un préalable impératif à la reconnaissance de vie extra-terrestre. L’eau et les acides aminés sont considérés comme des composants essentiels, mais la vie telle que nous la connaissons a également besoin d’oligo-éléments et en particulier de co-facteurs protéiques comme les éléments de transition. Le zinc, indispensable dans la quasi-totalité des processus métaboliques et indépendant de l’état redox, montre un appauvrissement en isotopes légers lors des réactions biologiques.
Au Gabon, les argilites noires de la série de Francevillian (2,0 Ga) présentent de nombreuses structures énigmatiques complexes d’origine manifestement biologique montrant un appauvrissement systématique en isotopes lourds du Zn par rapport à leur sédiment hôte. Ces anomalies sont corrélées à la teneur en carbone organique. La datation Pb-Pb de ces objets permet d’écarter les effets de la diagénèse.
Un seuil spécifique n’étant pas un critère suffisant pour faire d’un élément un biomarqueur, sa présence doit également être corrélée avec celle d’autres indicateurs du vivant. Les compositions isotopiques du Zn et du S des restes fossiles seront ainsi étudiées conjointement à celles d’anomalies géochimiques d’autres éléments et de biomarqueurs organiques liés à la présence des fossiles.
Ce travail combinera des approches robustes (minéralogie, chimie totale, isotopie Zn et Pb, micro-fluorescence synchrotron à rayons X) et des techniques plus exploratoires (microanalyses isotopiques de S par MC-ICP-MS et recherche de biomarqueurs organiques). Des comparaisons seront réalisées sur des fossiles d’organismes associés à différentes étapes de la Vie sur terre et provenant des schistes cambriens de Burgess et des diatomites miocènes du cône volcanique d’Andance.