En stromatolitt eller stromatolitt (også noen ganger referert til som "trombolitt") er en laminær struktur som ofte består av kalkstein som utvikler seg i grunne ferskvannsmiljøer i vann, marine eller kontinentale områder . Stromatolitter er av både biogen opprinnelse ( biolithogenesis av samfunn av cyanobakterier ) og sedimentære ( karbonatstrukturer i stablede lag dannet av sedimentære partikler fanget i gelatinøse algeslør produsert av disse bakteriene).
Stromatolitter sies å være:
Stromatolitten som struktur lever ikke, bare bakteriene som bygger den er. Avhengig av tilfelle, kan det indre av stromatolitten være nesten fullt eller etterlate en betydelig mengde plass der andre bakterier eller organismer kan finne ly.
Noen strukturer som ligner stromatolitter i form, for eksempel onkolitter , er kanskje ikke biogene (det vil si resultatet av prosesser implementert av levende biokonstruktive organismer), men bare som følge av krystalliseringsfenomener. Mikrostrukturen og den isotopiske sammensetningen avviker fra stromatolittene.
De eksisterte allerede for 3,42 milliarder år siden på alle kontinenter . På den tiden var Månen nærmere Jorden (333.150 kilometer i stedet for 384.400 kilometer for tiden) og Jordens rotasjon var raskere enn i dag (dagene varte i 18 timer), var tidevannssonen mye høyere (estimert gjennomsnittlig tidevannsrekkevidde : 25 meter ) og derfor var forstranden mye større, slik at fossile stromatolitter kan strekke seg over store områder som sør for Marble Bar i Pilbara craton , en av de eldste cratons i verden, i Warrawoona- gruppen i Vest-Australia . Stromatolitter på 3,7 milliarder år gamle ble antatt å bli oppdaget i Isua greenstone beltet, på en øy sørvest på Grønland i 2016, men denne konklusjonen ble satt i tvil i 2018 i en publisert studie. Av tidsskriftet Nature . De "stromatolitiske strukturer" i form av kjegler eller kupler som ble beskrevet, blir i denne artikkelen betraktet som et resultat av deformasjoner av sedimentet etter avsetning, som fant sted lenge etter at det ble begravet.
De første vitenskapelige publikasjonene antydet at de opplevde et optimalt av global utvidelse og et maksimalt mangfold av former og struktur i proterozoikumet (1,5 milliarder år siden), som ville ha holdt på dette nivået til det for rundt 700 millioner år siden. Nyere data viser at antallet og mangfoldet deres kollapset tidligere, til fordel for andre arter. Det antas nå at selv om det er mulig at de var den eneste livsformen, eller den veldig dominerende formen til rundt 550 Ma siden, begynte nedgangen i mangfoldet deres mye tidligere enn det man har kjent. Omvendt er deres utholdenhet over 1 milliard år. Mangfoldstoppen ville være datert fra 1 til 1,3 milliarder år før den falt til 75% av dette nivået (mellom -1 milliard og -700 millioner år), og til slutt falt til mindre enn 20% av dette nivået. Mangfold i det tidlige Kambrium .
MacNamara mener at nedgangen i mangfoldet deres sannsynligvis er et resultat av konkurranse med fremveksten av andre arter på slutten av proterozoikumet . Utseendet til denne trenden, basert på tidene for avvik fra molekylære sekvenser av animalsk opprinnelse, vil gå minst 1 milliard år tilbake.
Stromatolittene bidro utvilsomt til å skape atmosfæren vår rik på dioksygen og ozonlaget som tillot utviklingen av et mer komplekst terrestrisk og oceanisk liv. Veksten deres er treg, men i løpet av milliarder av år har de stått ved opprinnelsen til kraftige skjær eller imponerende kalkstein eller dolomittiske massiver (opptil 3 kilometer tykke i Anti-Atlas i Marokko ) eller i Kongo (opprettet for over 700 millioner år siden) ). Disse mikrobielle samfunnene er således tidligere i utgangspunktet for en første viktig binding av karbon (og av kalsium , som i høye doser er et giftig metall for komplekse organismer).
Døde stromatolitter regnes som fossile bergarter . I prinsippet om aktualisme skal de eldste også ha blitt utviklet av et fellesskap av mikroskopiske organismer , som bakterier og primitive alger .
Gamle stromatolitter er blant de eldste fossile bergarter av kjent biologisk opprinnelse ( eldst kjent: 3,465 milliarder år gammel). De er mest vanlig i sedimenter alder prekambrium .
Disse samfunnene dominerte det marine livet mellom 3500 og 500 Ma . Utseendet til mer komplekse livsformer som bløtdyr , krepsdyr og virveldyr mot slutten av prekambrium og begynnelsen av kambrium varsler tilbakegang.
Samfunnene som danner disse bergartene ble deretter begrenset til isolerte økologiske nisjer , inkludert grunne og ganske salte marine miljøer, ikke veldig gunstige for andre organismer. Disse bergartene finnes i sedimenter i alle aldre.
Nå veldig sjeldent, ser de nåværende revstrukturene ut til å være ganske like stromatolittene som ble dannet for over 3 milliarder år siden. De finnes i forskjellige størrelser, strukturer og farger (gråblå, kremgul, rødaktig til nesten svart), men bare noen få steder på kloden, ved sjøen eller innsjøen:
Tallrike svovelholdige varme kilder , som i Yellowstone nasjonalpark , er også hjemsted for cyanobakterier som ofte skaper stromatolitiske strukturer, selv om de er færre i antall og forskjellige fra arter som lever i kjøligere farvann.
Stromatolites er også til stede i petrifying kilder og strømmer som i Frankrike i Dard strøm nær Lons-le-Saunier ( avdeling av Jura ) og i strømmen av den petrifying foss av Saint Pierre-Livron nær Caylus ( avdeling av Tarn-et-Garonne ).
De har former, størrelser, tetthet som varierer i henhold til de geografiske stedene, og lokalt i henhold til en gradient av dybde, vindretningen og bølgene (de forlenges i denne retningen). Hvor de er mest varierte, i Thetis Lake, kan vi skille mellom:
Veksten deres er veldig langsom: i Shark Bay har vi målt en årlig gevinst på mindre enn en halv millimeter (0,4 mm ) per år.
Opprinnelsen til disse stromatolittformasjonene av levende organismer har vært veldig kontroversiell, men oppdagelsen og studien av fortsatt aktive stromatolitter i Australia i Shark Bay (WA) og noen få andre steder over hele kloden har overbevist geologer om at mineralarkene som strukturerer gamle stromatolitter kunne sakte skapes over utviklingen av mikrobielle kolonier i påfølgende lag.
To hovedmekanismer er identifisert: cyanobakterier under deres vekst i kolonier eller klynger danner en plexus av bakteriefilamenter kjent som prokaryot mucilaginøs matrise eller til og med bakteriell matte. Den slimede masse de produserer er i stand til å felle noen av de suspenderte partikler som er tilgjengelige i vannet, som til slutt danner en skorpe som er rik på løselige bikarbonater og uløselige kalsiumkarbonater som herder det.
Enkelte andre alkaliske og varmebestandige bakterier som den nåværende Bacillus sphaericus , Sporosarcina pasteurii eller Proteus aeruginosa kan også utfelle kalsium i uoppløselig kalkstein som vedvarer etter at bakteriene forsvinner.
Slimhinnen og flerlagsstrukturen produsert av disse veldig gamle (og av den grunn kalt "primitive" bakterier) kan begge stamme fra naturlig utvalg .
Da disse organismene dukket opp og begynte å kolonisere tidevannssonen og de bak-littorale lagunene i landet på den tiden dukket opp , tillot ikke fraværet av oksygen i atmosfæren , og dens knapphet, eksistensen i lang tid. Et ozonlag slik som den som beskytter oss i dag mot solstråling og spesielt UV-stråler , som er dødelige for bakterier.
Dette gelatinøse stoffet kan ha virket som en solkrem mot UV-stråling. Denne rollen kan fortsatt eksistere i Ediacaran Fauna , som er mer kompleks, men hvis fossiler antyder at den består av gelatinøse dyreorganismer som maneter.
I dag kan vi fremdeles observere bakteriekolonier (eksempel: slekten Nostoc ) eller høyere alger som tåler å bli utsatt for full sol ved lavvann takket være en slim eller en slimete substans.
På sin side ser det ytre laget av biogen kalkstein (dannet av koloniene av celler fra en "ekstern biofilm" og det slimete stoffet som letter utfelling av kalsium i kalkstein) å spille flere komplementære roller:
To andre hypoteser er nevnt, særlig av James Lovelock i Gaia-hypotesen og dens påfølgende utvikling:
Som en biogen stein bærer stromatolitstrukturer spor av de eldste levende organismer og organisasjoner; de er ikke rester av en spesiell organisme, men fossilization av en ikke- korall rev . Cyanobakteriene som for tiden dominerer på disse strukturene, hvis de også var dominerende i prekambriske tider, er en indeks over fotosyntetisk aktivitet og derfor av karbonvask og betydelig oksygenproduksjon på et veldig tidlig stadium i den primitive atmosfære. I fravær av en biologisk motmodell er det denne hypotesen som er fremherskende i jordvitenskap. Disse mikrobielle revene, når de er fossiliserte, gir bergarter forskjellige strukturer, hvis undersøkelse gjør at vi bedre kan forstå fortiden i ettertid, inkludert klimatiske. Ofte kvalifisert som "stromatolitisk" er alle fossile rev som antas å være dannet av aktiviteten til biokonstruktive mikroorganismer.
Ved fotosyntetisk aktivitet blir karbon 12 ( 12 C) tilgjengelig i oppløst karbondioksid fortrinnsvis fraksjonert med karbon 13 ( 13 C), idet denne andre isotopen finnes i overskudd i havvann: den utgjør derfor en god geokjemisk proxy av variasjoner i autotrof aktivitet i den prekambriske . I tillegg til fangst av sediment, er bakteriekolonier derfor ansvarlige for en del av utfellingen av karbonater og jernsalter . Når en mikrobiell matrise er mettet, dør filamentene og fungerer som en solid kalkholdig støtte for utvikling av en annen matrise ved fornyet mikrobiell aktivitet.