Des traces de la plus ancienne forme de vie sur Terre découvertes dans le nord du Québec

Environ 35 kilomètres au sud d'Inukjuak, un village inuit du Nord-du-Québec, on trouve un affleurement rocheux inhabituel. Appelée ceinture Nuvvuagittuq Supracrustal, elle se compose essentiellement de roches vertes striées de veines rouges. Si l'on parvient à cette région si reculée, et qu'on n'est pas géologue, on ne se rendra sans doute compte de rien. Mais, autrefois submergées par un océan préhistorique, formées près de monts hydrothermaux, ces roches étranges présentent des signes d'une vie extraordinairement ancienne.

Dans un article publié dans Nature, une équipe internationale de chercheurs affirme que ces roches ont entre 3,8 milliards et 4,3 milliards d'années, ce qui en fait les plus vieilles jamais trouvées sur la planète. Et ce n'est pas tout. Leurs structures inusitées révèlent l'existence passée de micro-organismes qui seraient la plus ancienne forme de vie sur Terre jamais découverte.

Notre planète a un peu plus de 4,5 milliards d'années. À l'ère de la formation de ces roches, pas plus de quelques centaines de millions d'années après que la planète s'est refroidie et que les océans se sont formés, l'atmosphère de la Terre était presque entièrement toxique et les conditions n'admettaient aucune forme de vie que nous connaissons aujourd'hui. (La première période géologique de notre planète, l'Hadéen, qui s'est terminée il y a plus ou moins 4 milliards d'années, était si infernale qu'on lui a donné un nom dérivé d'Hadès, dieu grec surnommé le « maître des Enfers ».) C'est ce qui fait l'importance de découvertes comme celles-ci : si la vie a pu éclore sur notre planète à une ère aussi infernale, les chances sont plus grandes qu'elle puisse avoir aussi émergé sur d'autres planètes.

Le géochimiste Dominic Papineau est parti en expédition au nord de la province en 2011. Il lui a fallu trois vols différents dans de petits avions à hélices et trois heures de bateau pour parvenir au site, nous a-t-il raconté en entrevue.

Il ne s'attendait pas à trouver des fossiles, surtout parce que les roches étaient considérablement métamorphosées (c'est-à-dire qu'elles avaient changé en raison des immenses pressions et températures sous la croûte terrestre, ce qui aurait normalement détruit toute trace de vie).

Il était donc curieux, dit-il, que des bandes rouge vif coloraient ce paysage gris-vert.
« Une hypothèse à propos de ces roches, c'est qu'il y ait eu une implication biologique à leur formation », explique le géochimiste, professeur au University College London (UCL). Certains types de bactéries qui existent aujourd'hui peuvent récolter les nutriments du fer au moyen d'une réaction chimique. Il s'est demandé si des organismes semblables avaient pu exister il y a quatre milliards d'années.

« J'étais intrigué par l'existence de ces roches, alors j'en ai prélevé un échantillon, raconte-t-il. Mais ce qui m'a indiqué que quelque chose d'important était préservé là-dedans, c'est que j'ai trouvé des concrétions [réunion de différents corps chimiques et physiques qui se sont solidifiés] de jaspe sur le site. »

Les dépôts d'hématite (minerai composé d'oxyde de fer) trouvés dans le jaspe formaient une grande variété de structures ressemblant à des tubes et des filaments, des granules et des rosettes. Bien que cela indique une possible origine biologique, on est loin de la coupe aux lèvres. Comme il est possible que des interactions non biologiques aient produit ces structures, Dominic Papineau et les autres chercheurs ont dû creuser davantage. Une des caractéristiques intéressantes des formations, c'étaient les couches d'autres minerais autour d'elles.

« Les rosettes que nous avons documentées sont composées de carbonate, d'apatite et de carbone graphitique. Le carbonate avec de l'apatite, c'est vraiment ce de quoi sont faits les os. » En d'autres mots, il s'agissait de matière organique qui pouvait provenir de microfossiles.

De retour à l'université, il a, avec l'auteur principal de l'étude, continué d'étudier ces roches. Conclusion : il y a des preuves de la présence de microfossiles d'organismes anciens capables d'oxyder le fer.

Il n'y a que de rares exemples sur Terre de roches aussi anciennes. Les stromatolites du Groenland sont l'un d'eux. En 2016, des chercheurs ont annoncé la découverte de fossiles datant de 3,7 milliards d'années. À ce moment, c'étaient les plus vieux jamais découverts.

Il s'agit de la même période géologique que celle décrite dans l'article à propos du site du Nord-du-Québec et ce sont aussi des micro-organismes qui produisent de l'oxygène. Preuve que non seulement il y avait de la vie dès le début de l'existence de notre planète, mais elle était aussi relativement diversifiée.

« S'il y avait des microbes capables de produire de l'oxygène et des microbes capables d'oxyder le fer près de cheminées hydrothermales, c'est une diversité assez considérable, parce que ce sont des micro-organismes assez peu apparentés aujourd'hui », explique Dominic Papineau.

Découvrir deux branches distinctes dans l'arbre généalogique de la vie sur Terre si tôt dans son histoire a des conséquences sur les théories à propos de la vie sur d'autres planètes. Si deux espèces distinctes de bactéries ont pu évoluer dans ces conditions, pourrait-on en trouver près de cheminées hydrothermales dans les anciennes mers de Mars? Le robot Opportunity a déjà trouvé des concrétions d'hématite sur la planète rouge.

Papineau avait choisi le Québec comme cible parce que, après avoir pris connaissance des travaux au Groenland, il soupçonnait que des découvertes semblables pouvaient être faites encore plus près de chez lui. Et en explorant les coins les plus reculés de sa province avec ses collaborateurs, il a ajouté des pages à l'histoire de la vie sur Terre.