Le sel est un nutriment essentiel pour le corps humain. Mais des centaines de millions d’années avant les premiers humains, les minéraux salins façonnaient autrefois des paysages entiers. Ils ont même déterminé où les premières formes de vie sur Terre pourraient prospérer.
Au plus profond du passé de la Terre, pendant des millions d'années, les mers anciennes se sont évaporées, laissant derrière elles d'épaisses couches de sel. Ceux-ci furent finalement enterrés et transformés en roche. Ces énormes couches de sel gemme enfouies se déplacent lentement au fil du temps, déformant les autres couches de roche autour d'elles et créant des « montagnes de sel » à la surface de la Terre.
Notre nouvelle recherche, publiée dans le Bulletin de la Société géologique d'Amériqueétudie l'une de ces anciennes montagnes de sel, appelées diapirs de sel, qui se sont formées sous une mer peu profonde au cours de la période précambrienne, il y a environ 640 millions d'années.
Notre étude révèle que ce diapir dans le sud de l’Australie augmentait activement alors que les écosystèmes récifaux se développaient dans les eaux situées au-dessus. Le Précambrien a été une période critique pour la complexité croissante de la vie sur Terre, et nos recherches suggèrent que ces montagnes de sel ont joué un rôle important.
Une lampe à lave géologique
Les couches de sel sont comme des lampes à lave géologique au ralenti. Dans une lampe à lave, les gouttes chaudes et douces situées au fond s'élèvent lentement à travers le liquide, se courbant et s'étirant au fur et à mesure de leur mouvement.
Sous terre, le sel gemme se comporte un peu comme ces gouttes : il se déplace vers le haut pendant des millions d’années, formant des formes complexes. D'épaisses couches de sel gemme enfouies s'élèvent parce qu'elles sont moins denses et plus flexibles que les roches sus-jacentes.
Lorsque le sel monte vers le haut, il forme une structure que les géologues appellent diapir. C'est une sorte de dôme de sel entouré de couches rocheuses déformées. Ces structures peuvent mesurer plusieurs kilomètres de hauteur et de largeur.
Dans les environnements actuels, les couches de sel se trouvent à la fois sur terre et sous le fond océanique. Ils abritent souvent des communautés dynamiques d’êtres vivants, depuis des sols uniques jusqu’aux organismes des grands fonds qui survivent sans lumière du soleil.
Signes du début de la vie
Les géologues étudiant les environnements anciens ont trouvé des preuves préservées de structures de diapir salin dans les archives rocheuses. Celles-ci sont bien connues des spectaculaires chaînes de Flinders en Australie méridionale, qui se sont formées à une époque de changements majeurs dans le climat et la vie sur Terre au cours de l'ère néoprotérozoïque, il y a 1 à 541 millions d'années.
Notre emplacement pour cette étude était le diapir Enorama, dans le parc national d'Ikara-Flinders Ranges, dans le pays d'Adnyamathanha Yarta.
Nous avons trouvé des preuves que la formation de cette montagne de sel sous-marine a fourni les conditions idéales pour que la vie précoce puisse prospérer dans les environnements situés juste au-dessus. Nous proposons que le mouvement des diapirs ait formé la topographie idéale pour le développement de ces écosystèmes.
Dans l'histoire de la Terre, en particulier avant l'évolution des animaux complexes, la vie a souvent été confrontée à de longues périodes de difficultés mondiales : périodes glaciaires, chaleur extrême et changements majeurs dans la chimie des océans.
À cette époque, des environnements spécialisés comme ceux autour des couches de sel pouvaient servir de refuges, offrant un abri lorsque le monde dans son ensemble était inhospitalier. Lorsque les conditions s'amélioreraient, les survivants de ces refuges pourraient à nouveau se disperser, contribuant ainsi à repeupler les océans.
De cette manière, les couches de sel pourraient avoir discrètement joué un rôle dans la persistance de la vie lors d’extinctions massives et d’autres crises.
Des récifs, mais pas comme ceux que nous connaissons aujourd'hui
Au Précambrien, la mer abritait des récifs carbonatés, des écosystèmes beaucoup moins complexes que ne le sont aujourd’hui les récifs coralliens.
Ces récifs étaient formés de stromatolites, colonies de micro-organismes cyanobactéries, qui précipitaient des minéraux carbonatés entre les grains de sable et de boue, construisant lentement des couches rocheuses.
Les stromatolites existent sur Terre depuis plus de 3 milliards d'années, ce qui en fait l'une des formes de vie les plus anciennes de la planète. Au fil des temps géologiques, les récifs carbonatés ont évolué de simples stromatolites vers des écosystèmes de plus en plus complexes et leurs environnements connectés.
Bien que nous n’ayons étudié qu’un seul diapir salé, il existe de nombreuses preuves de la présence de diapirs salés dans le Précambrien à l’échelle mondiale. Nos recherches concluent que les couches de sel pourraient avoir joué un rôle essentiel dans le développement des récifs de stromatolites au cours de cette période.
Les couches sont toujours d'actualité aujourd'hui
Comprendre comment les couches de sel se sont développées et ont façonné les écosystèmes dans le passé aide les scientifiques à donner un sens aux propriétés des roches situées en profondeur sous la surface. Ceux-ci concernent directement les ressources modernes en eau, en minéraux et en énergie.
Les couches de sel enfouies influencent la façon dont les fluides se déplacent à travers les roches, affectant le débit de l'eau et d'autres matériaux tels que le pétrole, le cuivre, le dioxyde de carbone et l'hydrogène.
Les géologues qui étudient les anciens environnements liés au sel contribuent à la conception de projets de stockage d’hydrogène. Alternative énergétique au gaz naturel, l’hydrogène peut être injecté en profondeur sous terre pendant les périodes de production abondante d’hydrogène. Ensuite, il peut être récupéré en cas de besoin.
Les leçons du passé, notamment la manière dont la vie s’est adaptée aux environnements salés, contribuent directement aux stratégies pour un avenir plus durable.
La prochaine fois que vous verrez un grain de sel de table, imaginez-le enfoui profondément sous le fond marin, faisant partie d’une épaisse couche de sel qui s’élève lentement. En s'élevant, il remodèle les fonds marins et crée des environnements propices au développement d'un écosystème.
Sous les vagues de l’océan, la lumière du soleil filtre sur les récifs de stromatolites, de minuscules créatures s’abritent dans leurs crevasses et la vie prospère.
