Des roches écossaises et irlandaises confirmées comme un rare enregistrement de la « Terre boule de neige »

Une formation rocheuse couvrant l’Irlande et l’Écosse pourrait être le témoignage le plus complet au monde de la « Terre boule de neige », un moment crucial de l’histoire planétaire où le globe était recouvert de glace, révèle une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’UCL (University College London).

L’étude, publiée dans le Journal de la Société géologique de Londresa découvert que la formation de Port Askaig, composée de couches de roches atteignant 1,1 km d’épaisseur, s’est probablement formée il y a 662 à 720 millions d’années pendant la glaciation de Sturtian, la première des deux gelées mondiales censées avoir déclenché le développement d’une vie multicellulaire complexe.

Un affleurement exposé de la formation, découvert sur les îles écossaises appelées Garvellachs, est unique car il montre la transition vers une « Terre boule de neige » à partir d’un environnement tropical auparavant chaud.

D’autres roches qui se sont formées à la même époque, par exemple en Amérique du Nord et en Namibie, ne présentent pas cette transition.

Le professeur Graham Shields, auteur principal de l’étude et professeur des sciences de la Terre à l’UCL, a déclaré : « Ces roches témoignent d’une époque où la Terre était recouverte de glace. Toute vie complexe et multicellulaire, comme les animaux, est née de ce gel profond, et les premières traces fossiles sont apparues peu après le dégel de la planète. »

Le premier auteur, Elias Rugen, candidat au doctorat à l’UCL Earth Sciences, a déclaré : « Notre étude fournit les premières contraintes d’âge concluantes pour ces roches écossaises et irlandaises, confirmant leur importance mondiale.

« Les couches de roches exposées sur les Garvellachs sont uniques au monde. Sous les roches déposées pendant le froid inimaginable de la glaciation du Sturtien se trouvent 70 mètres de roches carbonatées plus anciennes formées dans les eaux tropicales. Ces couches témoignent d’un environnement marin tropical avec une vie cyanobactérienne florissante qui est devenue progressivement plus froide, marquant la fin d’un milliard d’années environ d’un climat tempéré sur Terre.

« La plupart des régions du monde n’ont pas observé cette transition remarquable parce que les anciens glaciers ont gratté et érodé les roches qui se trouvaient en dessous, mais en Écosse, par miracle, la transition peut être observée. »

La glaciation de Sturtian a duré environ 60 millions d’années et fut l’une des deux grandes périodes de gel survenues au cours de la période cryogénique (entre 635 et 720 millions d’années). Pendant des milliards d’années avant cette période, la vie se résumait uniquement à des organismes unicellulaires et à des algues.

Après cette période, une vie complexe est apparue rapidement, en termes géologiques, la plupart des animaux d’aujourd’hui étant fondamentalement similaires aux types de formes de vie qui ont évolué il y a plus de 500 millions d’années.

Une théorie est que la nature hostile du froid extrême pourrait avoir provoqué l’émergence de l’altruisme, avec des organismes unicellulaires apprenant à coopérer les uns avec les autres, formant ainsi une vie multicellulaire.

On pensait que l’avancée et le retrait de la glace sur la planète s’étaient produits relativement rapidement, sur des milliers d’années, en raison de l’effet d’albédo : plus il y a de glace, plus la lumière du soleil est réfléchie vers l’espace, et vice versa.

Le professeur Shields a expliqué : « Le retrait des glaces aurait été catastrophique. La vie avait été habituée à des dizaines de millions d’années de gel profond. Dès que la planète se serait réchauffée, toute la vie aurait dû participer à une course aux armements pour s’adapter. Ceux qui ont survécu étaient les ancêtres de tous les animaux. »

Pour la nouvelle étude, l’équipe de recherche a collecté des échantillons de grès de la formation de Port Askaig, épaisse de 1,1 km, ainsi que de la formation plus ancienne de Garbh Eileach, épaisse de 70 mètres, située en dessous.

Ils ont analysé des minéraux minuscules et extrêmement résistants dans la roche, appelés zircons. Ceux-ci peuvent être datés avec précision car ils contiennent de l’uranium, un élément radioactif qui se transforme (se désintègre) en plomb à un rythme constant. Les zircons, ainsi que d’autres preuves géochimiques, suggèrent que les roches se sont déposées il y a entre 662 et 720 millions d’années.

Les chercheurs ont déclaré que les nouvelles contraintes d’âge pour les roches pourraient fournir les preuves nécessaires pour que le site soit déclaré comme marqueur du début de la période cryogénique.

Ce marqueur, connu sous le nom de section et point stratotypique de frontière mondiale (GSSP), est parfois appelé pointe dorée, car une pointe dorée est enfoncée dans la roche pour marquer la frontière.

Les GSSP attirent des visiteurs du monde entier et, dans certains cas, des musées ont été créés sur ces sites.

Un groupe de la Commission internationale de stratigraphie, qui fait partie de l’Union internationale des sciences géologiques, s’est rendu aux Garvellachs en juillet pour évaluer la possibilité d’une pointe dorée sur l’archipel. Actuellement, les îles ne sont accessibles qu’en affrétant un bateau, en voilier ou en kayak.

L’étude a impliqué des chercheurs de l’UCL, de l’Université de Milan-Bicocca, en Italie, et de l’Université Birkbeck de Londres.