Les formes de vie au Protérozoïque inférieur

[AlainR]

Passionnant sujet

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La zone "accidentée" de la surface polie présente plusieurs images intéressantes ; je vais donc les passer en revue, en commençant par la gauche.

La première image montre principalement trois fragments de colonnes.

le plus gros fragment, au centre de l'image est dirigé de l'arrière du coin supérieur gauche vers l'avant du milieu du bord inférieur.

Les deux fragments de colonne plus petits, sur la droite de l'image, sont horizontaux, et la surface polie est perpendiculaire à leur axe, mais je ne peux pas donner avec cette seule image leur direction de croissance.

On observe une succession de stries d'accroissement qui sont tout ce qu'il reste des lamines après leur épigénisation.

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La deuxième image montre la section d'une colonne brisée en position horizontale ( à gauche ), au niveau du branchement de deux colonnes filles qui elles aussi se retrouvent en position horizontale ( à droite ).

Les stries d'accroissement des colonnes filles qui témoignent de la présence passée des lamines sont bien visibles, et peuvent même être mises en correspondance.

La cavité que l'on voit est sans doute due à un phénomène de dissolution.

Moi qui pensait avoir fait un polissage minutieux, je me rends bien compte que celui ci ne supporte pas l'examen à la binoculaire !

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L'image suivante est celle que je préfère.

Le plan de coupe passe ( enfin ) par la partie cassée d'une colonne, au centre, dans la partie haute de l'image.

De plus, après l'accident cette dernière s'est retrouvée à l'horizontale, et le plan de coupe a eu la bonne idée de passer par son axe.

De plus bis, les stries d'accroissement sont bien visibles sur toute sa longueur.

Dans le bas du cliché, on peut voir des colonnes verticales qui n'ont pas été brisées lors de cet évènement, mais elles ont quand même été affectées en ce sens que leur croissance s'est arrêtée là ( malgré une tentative de reprise qui a avorté pour celle de gauche ).

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En plus gros plan, les détails sont mieux visibles, en particulier la cassure.

Un autre chose saute aux yeux : un liseré d'hématite massive s'est déposé à la surface de tout ce qui se trouve dans cette zone accidentée.

En raison de sa présence limitée à la zone accidentée et de sa morphologie, je pense que ce liseré n'a aucun rapport avec la vie mais que son origine est à rechercher dans un phénomènes physico-chimique.

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La dernière image de cette série provient de l'extrême droite de la zone accidentée.

A mi-hauteur de l'image on voit deux sections de colonnes qui ont été cassée et qui se retrouvent en position oblique.

Celle de droite est même dirigée vers le coin inférieur gauche du cliché, et c'est la seule à montrer cette direction pour toute la zone accidentée.

Les stries d'accroissement, le liseré d'hématite massive, les colonnes encore en place dans le bas de l'image, et la médiocrité de mon polissage, sont bien visibles.

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Pour en terminer avec les lamines de la zone accidentée de la surface polie du jumeau de l'échantillon N°3, je dirais qu'à ce niveau, un "accident" de nature inconnue est le seul et unique responsable du bris de l'extrémité de certaines colonnes, de l'orientation préférentielle des morceaux en résultants, de l'arrêt de la croissance des colonnes restées indemnes, de la persistance de la traces des lamines sous la forme de stries d'accroissement, et de la présence d'un liseré d'hématite massive qui entoure tous les éléments.

Les deux derniers effets plaident en faveur d'une modification momentanée des paramètres physico-chimiques du milieu par cet "accident" .

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Passons maintenant à l'observation du matériau de remplissage de l'espace séparant les colonnes.

On a pu voir tout au long des photographies précédentes que sa nature était très différente de celle du matériau constituant les colonnes ; il n'a d'ailleurs pas été concerné par l'épigénisation.

Il vaut mieux éviter de l'observer sur la surface qui a été polie car ses images sont polluées par la boue très fine résultant de l'opération de polissage.

Il est constitué de deux fractions distinctes.

La première fraction est un sédiment très fin de type argile qui a dû se déposer en continu car je n'ai pas remarqué de stratification.

Cette argile est colorée , comme pour les échantillons 1 et 2, en rouge ou en jaune par des minéraux du fer, et cette coloration est aléatoirement répartie dans l'édifice.

La deuxième fraction est un sable fin, presque uniquement constitué de grains de quartz.

La taille de ses grains est toujours, d'après ce que j'ai pu voir, inférieure à 1 millimètre.

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Si l'argile remplissant l'espace entre les colonnes est visible sur tous les clichés, pour voir les grains de sable, il faut leur tomber dessus, ou les chercher !

C'est évidemment ce que j'ai fait : une dizaine de grains de sable photographiables avec mes moyens sur l'échantillon N° 3, (même chose sur son jumeau, mais je n'ai pas pris de cliché).

Un petit aperçu en commençant par un grain de quartz bien roulé, serti dans de l'hématite.

Les colonnes sont bien visibles tout autour.

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De plus prés.

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Maintenant un grains de sable, toujours de quartz, mais moins roulé.

Apparemment, il s'est déposé au sommet d'une colonne puis a été englouti par le biofilm suivant ; s'il est maintenant visible, c'est que la couche d'hématite qui se trouvait à sa verticale a disparu.

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De plus prés.

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Le grain de quartz suivant n'est pas roulé du tout.

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De plus prés

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Pour finir, un grain de sable qui n'est pas du quartz ; beaucoup trop réfringent.

Il est très petit, mais quand on passe à coté, et en fonction de l'orientation, sous la binoculaire il brille beaucoup.

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En le regardant bien, je me suis même aperçu qu'il s'agissait en fait d'un cristal à faces courbes.

J'ai mis un certain temps à vérifier qu'il ne rayait pas un rubis récupéré sur un vieil appareil de mesure ; on ne sais jamais ...

Mais non.

Donc je ne sais pas trop de quel minéral il peut s'agir ; peut être un zircon ...

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Que retenir de l'observation des sédiments accumulés entre les colonnes ?

Contrairement à ce que l'on a pu voir pour les échantillons 1 et 2, tout indique ici que la construction de l'échantillon N°3 et de son jumeau s'est effectuée sous une frange d'eau particulièrement calme.

Dans ce milieu très peu agité, l'immense majorité du sédiment est constitué de particules d'argile ; ces dernières, arrivées en suspension dans l'eau, se sont déposées entre les colonnes, en continu et très régulièrement.

Un grain de sable arrivait de temps en temps et s'immobilisait entre les colonnes, ou même parfois était piégé au sommet de l'une d'elles.

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Conclusion(s).

- Fossile ?

L'absence d'incohérences dans la description de cet échantillons N°3 et de son jumeau en tant que stromatolites fossiles me permet d'affirmer qu'il s'agit bien de fossiles de stromatolites.

La morphologie particulière de ces échantillons les fait même entrer dans la catégorie des ministromatolites.

- Paléoprotérozoïque ?

Je n'ai aucun doute là dessus ; voir #71

Ces stromatolites faisaient bien partie des paysages du Francevillien.

D'ailleurs, des ministromatolites ont déjà été découverts en plusieurs endroits de la planète dans les sédiments du Paléoprotérozoïque.

Il semble même que le Paléoprotérozoïque fut une période particulièrement favorable à l'édification de ces bioconstructions.

Ci après le résumé et la bibliographie d'une publication ( http://www.google.fr/url?q=http://www.maikonline.com/maik/showArticle.do%3Fauid%3DVAEBAGBQN8&sa=U&ei=YSi0Up6eGLGp0AXVzYDQDw&ved=0CCUQFjAA&usg=AFQjCNGAnTsYOA4j-VqB3JsCUeb6J-I7tg )

Le résumé résume, et la bibliographie donne un aperçu très complet des formations où ont été trouvés des ministromatolites.

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-Comparaisons ?

Au début du vingtième siècle les premières descriptions "scientifiques" de stromatolites en tant que fossiles donnèrent lieu à l'attribution d'une dénomination binomiale linnéenne à chacune des nouvelles formes identifiées.

Plus tard, les progrès de la recherche montrèrent que les stromatolites étaient des constructions organosédimentaires dues à la prolifération d'un biofilm microbien photosynthétique.

Dès lors, la dénomination binomiale linnéenne ne pouvait plus s'appliquer qu'aux seules espèces de microorganismes présentes dans le biofilm.

Comme il est difficile de revenir en arrière, et que d'un point de vue pratique, il faut bien donner un nom à ce dont on parle, la dénomination binomiale est encore conservée aujourd'hui, mais avec une modification de son sens.

Le nom de "genre" est ainsi devenu le nom du "genre de forme de stromatolite", ou plus simplement dit, celui du "type de forme".

Le nom d'"espèce" est ainsi devenu le nom de l"espèce de forme de stromatolite", ou plus simplement dit, celui de la "forme".

Ce changement de sens est comparable à celui qui a été appliqué aux noms des ichnofossiles.

Malgré les progrès de la recherche sur les formes adoptées par les stromatolites en fonction de l'environnement, et quelques évidences, les raisons qui entrainent les biofilms à construire tel ou tel type de stromatolite nous échappent grandement.

Ce sujet n'est pas le lieu pour comparer des images, mais on retrouve des structures stromatolitiques parfaitement identiques dans des formations séparées de dizaines, de centaines, ou de milliers de MA, alors que parfois il est évident que les conditions paléoenvironnementales étaient très différentes.

Certains auteurs tentent quand meme de voir si l'utilisation des différentes formes de stromatolites ne seraient pas utilisables à des fins stratigraphiques, en particulier pour les périodes anciennes, où il est vrai que les stromatolites sont les seuls documents paléontologique dont on dispose. http://www.google.fr/url?q=http://www.umanitoba.ca/science/geological_sciences/people/faculty/bekker/Medvedev-05.pdf&sa=U&ei=-NO2Us30FeWv7Qb3ooGoCQ&ved=0CCMQFjAA&usg=AFQjCNH_gnWZ-lxmy4N470vBfCdEa2bTSA

Tout cela pour en venir à dire que, malgré toute ma bonne volonté, si sur le net j'ai trouvé des ministromatolites comparables, je n'en ai pas vu d'identique, ni pour la forme, ni pour le type de forme.

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-"Accident" ?

Quelle peut bien être la nature du phénomène qui a brisé le sommet des colonnes au niveau de la zone accidentée de l'échantillon qui à été poli ?

La première chose curieuse à noter est que cet "accident" n'a entrainé aucune arrivée de constituants étrangers, ni modifié les proportions des constituants de l'édifice.

La deuxième chose curieuse à noter est l'apparente instantanéité du phénomène, ainsi que l'apparente reprise immédiate de la construction de l'édifice après cet "accident".

La troisième chose curieuse à noter est que la "scène du crime" m'a tout de suite fait penser au résultat du passage d'une onde de choc.

Le seul phénomène qui soit capable d'occasionner de tels dégâts, dont les effets soient compatibles avec les trois points remarquables précédents, et qui n'ai rien d'extraordinaire, c'est ... un impact de la foudre à proximité immédiate de l'édifice stromatolitique !!!

Cela implique évidemment que la frange d'eau très calme qui recouvrait cet édifice, était aussi de très faible épaisseur (moins de 10 centimètres ?), voire même que cet édifice se trouvait légèrement au dessus du niveau de l'eau.

Les arguments que j'avance pour étayer cette hypothèse sont peut-être bien minces.

Mais ils s'accordent parfaitement avec l'existence d'épisodes d'émersion des édifices ( voir #95 ).

Mais ils s'accordent parfaitement avec ce que l'on sait du climat qui régnait durant le Francevillien ( voir #66 ).

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-Hématite ?

Sur le papier, la géochimie du fer est des plus simple, et se résume, en gros, à :

Fe++, soluble <=> Fe+++, insoluble.

Mais dès que l'on est dans la nature, tout devient abominablement compliqué.

L'origine du fer, l'existence de courants, les gradients de température, de PH,de salinité, les variations de pression partielle d'O2, de CO2, d'H2S, la présence de colloïdes, l'évaporation, les arrivées d'eau douces, sont tellement de facteurs déterminants qu'il est bien difficile de s'y retrouver.

Si on ajoute à cela la présence de la vie, comme c'est le cas ici, avec ; les cyanobactéries qui produisent de l'O2 le jour, les autres microorganismes qui consomment de l'O2 et produisent du CO2, la décomposition qui produit de l'H2S, l'existence de bactéries sulfatoréductrices, et de ferrobactéries, beaucoup de choses deviennent possible.

Pour ceux qui veulent quelques bases fiables ; un excellent cours, en français, et gratuit ! (chapitre VII)

http://www.google.fr/url?q=http://www.ulg.ac.be/geolsed/sedim/sedimentologie.htm&sa=U&ei=8PK_UtzZMKOM7QbosYD4BA&ved=0CCMQFjAA&usg=AFQjCNHiO1BPhT9NyN0MLrSp0CeHfJE3VQ

Et deux articles récents : http://www.google.fr/url?q=http://www.umanitoba.ca/science/geological_sciences/people/faculty/bekker/Planavsky%2520et%2520al.,%25202009.pdf&sa=U&ei=d_S_Up_JL6iR7AbFl4GwAw&ved=0CCMQFjAA&usg=AFQjCNEaa_k94l9z-9KIgIBP2a9n3GfM1A et http://www.google.fr/url?q=http://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/4795338/knoll_duckcreek.pdf%3Fsequence%3D1&sa=U&ei=CvW_UrryEcqVhQfYrIHoDg&ved=0CCkQFjAB&usg=AFQjCNHb42brYyY27rrkvfPyIwSElEypYQ.

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-Environnement ?

Avoir démontré que ces édifices proliféraient juste en dessous de la surface de l'eau, ou juste au dessus, est peut-être précis, mais pas du tout assez pour se faire une idée de ce à quoi ressemblait leur environnement.

Sur terre, en effet, "être au bord de l'eau" peut signifier être au bord de la mer, être au bord d'un lac, être au bord d'une lagune salée, être au bord d'un étang, être au bord d'une mare, etc ...

Après avoir bien réfléchi, je me suis rendu compte que pour chacune de ces possibilités il y avait au moins une objection qui la rendait, sinon impossible, du moins fort improbable.

Sauf pour un cas que je n'ai pas cité.

Et le voilà :

http://www.google.fr/images?hl=fr&q=champagne+pool+new+zealand&gbv=2&sa=X&oi=image_result_group&ei=49fDUoHVNMmShgeS6YG4Bg&ved=0CCYQsAQ

Ou encore :

http://www.google.fr/images?hl=fr&q=yellowstone&gbv=2&sa=X&oi=image_result_group&ei=PdjDUuGRFISihgf6sIC4Bg&ved=0CEUQsAQ

Pour coller réellement à la réalité de l'environnement de l' échantillons N°3 et de son jumeau, il vous suffit, par expérience de pensée, de nettoyer ces superbes images des végétaux supérieurs qui les polluent, et pour les photos prises de suffisamment loin, de rajouter à l'horizon ce qu'il restait de la mer francevillienne.

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... Mais, cet échantillon N°3 et son jumeau ont été trouves dans le FB !

Oui, ils sont descendus du dessus depuis le démantèlement de leur couche d'origine (FC FD FE ?) qui ne devait pas être très loin ; verticalement, cela doit se compter en mètres.

... Mais, en plein milieu du bassin de Franceville, il y avait la mer !

Oui, mais à la fin du FB le bassin de Franceville finissait de se combler, et c'est d'ailleurs ce qui a entrainé la sédimentation, en milieu très peu profond, des jaspes et des dolomies du FC, puis du FD, et enfin du FE.

Dans ces conditions, rien d'étonnant à ce que des ilots aient fait surface.

... Mais ce sont des images de champs hydrothermaux, et il n'y en a aucun dans le basin de Franceville !

Il n'y en a plus aucun, ou leur restes n'ont pas encore été découverts, nuance !

... Mais le volcanisme de la région de N'goutou est situé à plus de 100 KM au nord, au delà d'Okondja.

Oui, mais là, le moteur thermodynamique du phénomène n'est pas à rechercher dans un volcanisme mais dans la fission de l'uranium 235.

Et c'est là que ça devient intéressant !

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Un peu de lecture pour bien commencer l'année ; rassurez-vous, ça se lit comme un roman.

Les plus fatigués pourront débuter par les conclusions générales, chapitre XIII, pages 217-228, puis poursuivre par des données générales incontournables, pages 56-57, ce qui devrait les inciter à tout lire.

http://inis.iaea.org/search/download.aspx?RN=18098572&redURL=http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/18/098/18098572.pdf$search=%2522uranium%2520gabon%2520oklo%2520metallogenic%2522

Pour faire court, il y a environ 2.3 GA l'augmentation rapide de la teneur atmosphérique en oxygène, due à la prolifération de microorganismes photosynthétiques, a permis, pour la première et la dernière fois, la mobilisation de l'uranium et son accumulation en amas de taille suffisantes pour que des réacteurs nucléaires naturels y voient le jour.

Le plus extraordinaire n'est pas que ces phénomènes, qui ont du se produire sur l'ensemble du globe quand les conditions géologiques étaient favorables, aient eu lieu, mais que dans le bassin de Franceville les réacteurs soient parvenus jusqu'à nous en l'état.

Dans le bassin de Franceville pas moins d'une douzaine de réacteur naturels ont fonctionné durant le Paléoprotérozoique, sept accumulations d'uranium possédaient une taille suffisante pour en justifier l'exploitation, (Bamgombé n'a pas été exploité au titre de sa conservation en tant que patrimoine géologique remarquable), et les indices sont innombrables.

Voir ci dessous pages 24-25 :

http://infcis.iaea.org/UDEPO/UDEPOMain.asp?Order=1&RPage=1&Page=1&RightP=List

Après la fin du dépôt du FB, le bassin de Franceville devait donc être parsemé de champs hydrothermaux dont les vasques bouillonnaient et fumaient lorsqu'ils se situaient au dessus du niveau de la mer.

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L'échantillon N°3 et son jumeau proviennent donc des constructions stromatolitiques qui se développaient sur les bord des vasques hydrothermales qui existaient au débouché des cheminées évacuant l'eau chauffée en contrebas par les accumulations d'uranium (il y a 2 GA, l'uranium naturel contenait environ 3% d'U235, soit environ le même pourcentage que l'uranium enrichi utilisé dans les centrales nucléaires actuelles).

Tout devient évident avec ce nouvel éclairage.

Au niveau de l'espace séparant les colonnes.

Le matériau argileux est de l'argile de pile issue de l'altération hydrothermale des roches et minéraux entourant l'amas uranifère.

Sa couleur rouge n'est due qu'à son dépôt en surface, au contact de l'oxygène atmosphérique, qui a oxydé le Fe++ en solution.

les grains de sable proviennent tout simplement de la paroi de la, ou des cheminées hydrothermales dont ils se sont détachés lors des soubresauts de leur fonctionnement ; ils ont été remontés en surface avec l'eau thermale et se sont déposés dans la vasque et sur ses bords.

Au niveau des colonnes.

L'hématitisation résulte de la présence de ferrobactéries dans la population microbienne des biofilms de ces édifices stromatolitiques.

Le fer provient de l'altération en milieu réducteur des roches et minéraux de l'encaissant par la chaleur, l'eau, et les radiations (milieu réducteur car l'existence même des accumulations d'uranium nécessitaient un milieu réducteur).

Les traces d'arrêt puis reprise de croissance résultent des variations du niveau de l'eau dans la vasque en relation avec les aléas du fonctionnement des systèmes hydrothermaux.

L'impact de la foudre sur le bord d'une vasque hydrothermale de laquelle s'échappe une colonne de vapeur d'eau qui s'élève dans le ciel n'a vraiment rien d'extraordinaire.

Ce phénomène devait même se reproduire régulièrement.