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.

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.

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).