L'Archéen, au commencement de la vie

La vie sur Terre serait apparue entre - 3,8 et - 3,5 milliards d’années (Ga). Notre planète présentait alors les conditions physiques et climatiques autorisant l’éclosion de la vie. Les premiers organismes vivants façonnèrent ensuite eux aussi la planète, préparant le terrain à une plus grande diversification du vivant.

La Terre, un berceau acceptable pour la vie

La vie a besoin d’énergie et d’eau pour se développer. La Terre primitive va fournir ces éléments aux premiers organismes vivants.

Un effet de serre utile au vivant

Au début de l’Archéen, le Soleil était 20 % à 30 % moins chaud qu’aujourd’hui et sa luminosité était 30 % inférieure. Toutefois, l’atmosphère contenait de fortes concentrations de CO2 et des gaz à effet de serre. La présence de ces gaz, qui retiennent sur Terre une partie du rayonnement solaire, a permis d’éviter une glaciation et de maintenir une température moyenne autour de 15 °C.

L’eau, bain originel

L’eau liquide semble indispensable à la réalisation des réactions chimiques aboutissant à la vie. C’est sa présence qui a rendu la vie terrestre possible et unique. Dans le système solaire, seule notre planète cumule en effet les températures et les pressions permettant d’avoir l’eau sous ses trois états : solide, liquide et gazeux.

Des continents se mettent en place

À l’Archéen, la croûte continentale et la croûte océanique s’installent. La croûte océanique est composée d’éléments du manteau refroidis en surface. La croûte continentale est faite elle aussi d’éléments chimiques relativement légers remontés du manteau, qui refroidissent et durcissent pour constituer une autre croûte. Mais comme ces deux croûtes ne sont pas constituées des mêmes éléments, elles forment deux plaques distinctes.

coupe de la Terre

Coupe transversale de la Terre

© MNHN - P. De Wever
Plaques continentales

Illustrations représentant les différences entre les plaques continentales à l'Archéen et aujourd'hui

© MNHN - P. De Wever

Une mosaïque de plaques continentales

Croûte continentale et croûte océanique se côtoient en général. Par la suite, des mouvements continueront de se produire. Ils conduiront à la tectonique des plaques et modèleront les continents.

À l’Archéen ces plaques forment une mosaïque de petits continents séparés par de grandes masses d’eau.

Les komatiites, des roches qui racontent la Terre

Au nord-ouest de l’Australie se trouve l’un des plus anciens terrains de la planète. Ce bloc de roche qui s’est structuré durant 350 millions d’années, entre - 3,6 et - 3,1 Ga (- 3 100 Ma), renferme les plus anciennes laves connues, les komatiites. Formées à des températures bien plus élevées que les laves nées des éruptions actuelles, elles témoignent de l’activité volcanique de l'époque, conservent des traces des marées et des premiers organismes vivants (les stromatolithes).

Et la vie apparaît !

Des bactéries vont trouver de quoi naître et se développer dans l’environnement terrestre. En particulier, elles absorbent le carbone et rejettent l’oxygène.

Premières traces de vie

Des traces de vie ont été décelées qui pourraient avoir 4,3 milliards d’années. Mais une intense période de bombardement météoritique survenue entre - 4 et - 3,8 milliards d’années aurait eu raison de ces éventuels premiers organismes.

Des tas de bactéries

Vers - 3,8 Ga (- 3 800 Ma ), des indices indirects — des traces de carbones enfermées dans des roches — suggèrent qu’une forme de vie ait pu exister dès cette époque. C’est toutefois à – 3,5 Ga (- 3 500 Ma) que l’on repère de façon certaine les premiers organismes vivants. Il s’agit des stromatolithes, des fossiles de micro-organismes qui se développent dans l’eau en laissant des dépôts calcaires caractéristiques.

Qu’est-ce que le vivant ?

Difficile de définir le vivant ! La vie est une notion complexe. Mais on retient généralement trois critères : la présence d’un métabolisme (l’ensemble des réactions chimiques de l’organisme) ; l’auto-organisation (la capacité de chaque organisme à créer et structurer son propre système physique, chimique, biologique, écologique…) et la reproduction.

L’oxygène bouscule le vivant

Les micro-organismes primitifs sont des cyanobactéries, des sortes de micro-algues capables de réaliser une photosynthèse. Elles captent la lumière, l’eau et le CO2 pour les transformer en sucres (glucides) qui fournissent l’énergie nécessaire à leur développement. Durant ce processus, elles absorbent le CO2 de l’eau. Reste l’oxygène, qui s’accumule dans l’océan.

Cette accumulation d’oxygène va bouleverser la composition de la planète, car jusqu’alors, l’atmosphère terrestre n’en contenait pas ou très peu. Or, à partir de- 2,5 milliards d’années, l’oxygène emmagasiné dans l’océan commencera à se répandre jusqu’à l’atmosphère. Les organismes existants doivent s’adapter à ce nouvel environnement. Et de nouvelles formes de vie apparaîtront… hors de l’eau. S’ouvrira alors une nouvelle ère, le Protérozoïque.

Dossier rédigé en octobre 2023. Remerciements à Patrick de Wever, géologue, professeur émérite au Muséum national d’Histoire naturelle (UMR 7207, Centre de recherche en paléontologie). 

L'Archéen dans l'histoire de la vie

Ma = Millions d’années
2303
Hadéen
Archéen
Protérozoïque
Paléozoïque
Cambrien
Ordovicien
Extinction
Ordovicien-Silurien
Silurien
Dévonien
Extinction
du Dévonien
Carbonifère
Permien
Extinction
Permien-Trias
Mésozoïque
Trias
Extinction
Trias-Jurassique
Jurassique
Crétacé
Extinction
Crétacé-Paléogène
Cénozoïque
Paléogène
Néogène
Quaternaire

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