Stromatolithe - Définition

Introduction

Un stromatolithe ou stromatolite (on parle aussi parfois de thrombolites ») est une roche calcaire ou une structure marine biogénique et organique laminée double-couche.

Les premiers stromatholites, fossilisés, datent de plus de 3 milliards d'années. Ils sont la trace des premières formes de vies en colonies fixées.

Coupe d'une roche montrant la trace fossile de stromatolithes et sédiments intermédiaires datant du protérozoïque.

Stromatolithes de forme plus arrondie et couleur plus claire. Tous les stromatolites se forment en eaux peu profondes.

La baie Shark en Australie est un des très rares endroits du monde qui abritent encore des stromatolithes en développement actif.

Autre forme de stromatolithe, sur le lac Thetis en Australie.

Leur structure inhabituelle crée un écotone et habitat très particulier, qui à marée basse modifie le courant marin et la température de l'eau, à leur avantage.

Stromatholithe contemporain, en croissance, sur le littoral ouest de l'Australie, dans le parc national de Yalgorup.

Ils finissent par former de petits platiers en bordure de mer ou de lac, à la structure plus tourmentée au bord de l'eau.

Là où la salinité diminue, la végétation terrestre colonise le platier

trace de stromatolithe sur roche sédimentaire

Les stromatolithes sont biogéniques et organiques, car bio-construites par des communautés bactériennes, où dominent actuellement les cyanobactéries ; ils sont dits

• « laminée », car elle prend la forme de feuillets superposés de 0,1 à 5mm d'épaisseur, formant un tapis biominéral foncé produit par une colonie qui est une forme organisée d'un biofilm ; a priori la plus ancienne connue
• « double-couche », car dans la plupart des stromatolithes, la structure en feuillet est nettement constituée d'une couche de bactéries, et d'une couche sédimentaire. La sédimentation semble être une forme de cristallisation induite par les bactéries dans une eau presque saturée en sels minéraux, ce qui explique la forme en boule des stromatolite alors qu'une sédimentation normale créerait une structure en feuillets horizontaux superposés. Macroscopiquement, les stromatolithes se présentent sous la forme de « coussins » discoïdes ou mamelonnées.

Le stromatolithe en tant que structure n'est pas vivant, seules les bactéries qui le construisent le sont. Selon les cas l'intérieur du stromatolithe peut être quasi-plein ou laisser une quantité significative de vides dans lesquels d'autres bactéries ou organismes peuvent trouver abri.

Quelques structures de forme proche des stromatolithes, comme les oncolithes, ne sont peut-être pas biogéniques (c'est-à-dire résultant de processus mis en œuvres par des organismes vivants bioconstructeurs) mais simplement issues de phénomènes de cristallisation. Leur microstructure, leur composition isotopique diffère de celle des stromatolithes.

Les stromatolithes dans le passé

Ils existaient déjà il y a 3,5 milliards d'années comme le montrent des fossiles trouvés au sud de Marble Bar dans le craton de Pilbara, l'un des plus vieux cratons du monde, dans le groupe de Warrawoona dans l'ouest-australien, mais il en existe sur tous les continents. Les premières publications scientifiques ont laissé penser qu'ils ont connu un optimum d'extension mondiale et un maximum de diversité de formes et structure au Précambrien (il y a 1,5 milliards d'années) qui aurait persisté à ce niveau jusqu'il y a environ 700 millions d'années. Des données plus récentes montrent que leur nombre et leur diversité se sont effondrées plus tôt, au profit d'autres espèces. On pense maintenant que s'il est possible qu'ils aient été la seule forme de vie, ou la forme très dominante jusqu'il y a environ 550 Ma, le déclin de leur diversité a été initié bien plus tôt qu'on l'a d'abord pensé. Inversement leur persistance est de plus d'1 milliard d'années. Le pic de diversité serait daté d'1 à 1,3 milliards d'années pour ensuite chuter à 75 % de ce niveau(entre - 1 milliard et - 700 millions d'années), pour enfin tomber à moins de 20 % de cette diversité au début du Cambrien.

MacNamara estime que la baisse de leur diversité résulte sans doute de la concurrence avec l'émergence d'autres espèces à la fin du Protérozoïque. L'apparition de cette tendance si l'on se base sur les temps de divergence des séquences moléculaires, d'origine animale remonterait au moins à 1 milliard d'années.

Ils ont sans doute contribué à créer notre atmosphère riche en dioxygène et la couche d'ozone qui ont permis le développement d'une vie terrestre et océanique plus complexes. Leur croissance est lente, mais au cours des milliards d'années, elles ont été à l'origine de puissants récifs ou massifs calcaires ou dolomitiques imposants (jusqu'à 3 kilomètres d'épaisseur dans l'Anti-Atlas au Maroc) ou au Congo (créés il y a plus de 700 millions d'années. Ces communautés microbiennes sont ainsi, dans le passé, à l'origine d'une première importante séquestration du carbone (et du calcium, qui à dose élevée est un métal toxique pour les organismes complexes).

Les stromatolithes morts sont considérés comme des roches fossiles. Par principe d'actualisme, les plus anciens sont supposés avoir également été élaborés par une communauté d'organismes microscopiques, du type bactéries et algues primitives.

Les stromatolithes anciens sont parmi les plus anciennes roches fossiles d'origine biologique connues (plus anciennes connues : 3,465 milliard d'années). Elles sont les plus fréquentes dans les sédiments d'âge précambrien.

Ces communautés ont dominé la vie marine entre 3 500 et 500 Ma. L'apparition de formes de vie plus complexes tels que les mollusques, les crustacés et les vertébrés vers la fin du Précambrien et le début du Cambrien annoncent leur déclin. Les communautés qui forment ces roches se cantonnaient alors à des niches écologiques isolées, entre autres les milieux marins peu profonds et plutôt très salés, peu propices aux autres organismes. Ces roches se rencontrent dans des sédiments de tout âge.