La recherche dirigée par l'Université de Technologie de Chengdu a établi un cadre astrochronologique haute résolution couvrant environ 57,6 millions d'années de la période Ediacaran. Cette chronologie calibrée fournit des contraintes précises sur les événements climatiques majeurs et l'apparition d'une vie complexe précoce, offrant un contexte critique pour comprendre le changement environnemental et l'innovation biologique au début de l'histoire de la Terre.
Comprendre le début de la vie sur Terre a été fréquemment bloqué par une horloge géologique imprécise. Les scientifiques se sont appuyés sur des schémas stratigraphiques larges pour retracer la première période d'Ediacaran (635 à 538,8 millions d'années), un temps marqué par des bouleversements climatiques massifs et les premiers signes de vie complexe.
Sans datation radiométrique cohérente, les chercheurs ont eu du mal à aligner les perturbations environnementales telles que les changements dans la chimie du carbone ou les niveaux d'oxygène marin avec un changement biologique. C'est un peu comme avoir quelques pièces de puzzle et une pile de puzzles dont ils pourraient provenir. Des délais fragmentés ont laissé des questions sans réponse sur ce qui peut avoir déclenché des étapes évolutives et lorsqu'elles se sont produites.
Dans l'étude, «calibrer astronomique Early Ediacaran Evolution», publié dans Communications de la natureles chercheurs ont appliqué l'astrochronologie et l'analyse de la sensibilité magnétique pour construire un calendrier de 57,6 millions d'années de la première période d'Ediacaran.
L'astrochronologie est une méthode utilisée pour dater les couches de roche sédimentaire en les reliant à des changements réguliers et prévisibles dans l'orbite terrestre autour du soleil. Les variations orbitales, appelées cycles de Milankovitch, influencent le climat mondial sur des dizaines à des centaines de milliers d'années.
À mesure que le climat change, le type et la quantité de matériau déposés dans les océans et les lacs changent également. Les modèles sédimentaires peuvent être appariés à des cycles orbitaux connus, permettant aux chercheurs de construire des délais détaillés.
La sensibilité magnétique mesure combien une roche réagit à un champ magnétique externe. Dans les sédiments marins, cela reflète la concentration de minéraux magnétiques qui proviennent souvent de l'érosion sur les terres ou des processus chimiques dans l'océan. Des valeurs plus élevées indiquent souvent une plus grande entrée des particules dérivées du territoire au cours des intervalles climatiques plus humides ou plus dynamiques.
En numérisant les noyaux de sédiments à haute résolution, les chercheurs ont créé des profils détaillés de la façon dont la teneur en minéraux magnétique variait au fil du temps. Les modèles ont ensuite été alignés sur les cycles orbitaux dans le cadre de la chronologie astrochronologique.
Les échantillons provenaient de trois forages récupérés sur la plate-forme Yangtze en Chine méridionale. Les sites ont été sélectionnés pour représenter une gamme de paramètres de dépôt, du bassin intrashelf peu profond aux environnements de pente plus profonds. Ensemble, ils s'étendent sur la majeure partie de la formation inférieure et moyenne de Doushantuo, une unité de roche déposée peu de temps après la glaciation du marinoan. Le réglage astrochronologique des noyaux sédimentaires a révélé plusieurs tournants dans l'histoire précoce de l'Ediacaran.
La superposition des sédiments a soigneusement apparié les cycles orbitaux connus, produisant une chronologie calibrée ancrée au début de la glaciation de Gaskiers à 579,63 millions d'années. Les événements de déglaciation en marinoan étaient limités entre 636,05 et 634,90 millions d'années. Trois grands décalages d'isotopes de carbone, identifiés comme EN1, Wance et EN2, ont été détectés et séquencés à travers des environnements peu profonds à des environnements en eau profonde.
Des excursions en carbone alignées sur les preuves stratigraphiques de perturbation biogéochimique. EN1 et EN2 sont apparus à l'échelle mondiale et à des échelles de temps cohérentes, tandis que Wance n'a été enregistré qu'en sud de la Chine. Sur les trois sites, les différences d'apparition et de durée ont suggéré la variabilité locale de la sédimentation mais maintenaient la stimulation orbitale.
Les zones fossiles telles que les biotas Weng'an et Lantien ont été fixées à des points précis à l'échelle astrochronologique. Les modèles reflétaient la complexité écologique par étapes sans augmentation mesurable de la diversité globale.
Les contraintes d'âge mises à jour résolvent certaines incertitudes de longue date autour du moment où des changements environnementaux et biologiques clés se sont produits. Par exemple, l'apparition et la résiliation de la déglaciation en marinoan (636,05 et 634,90 millions d'années) ont affiner les gammes débattues auparavant plus larges. EN1 et EN2 se sont produits à l'échelle mondiale et à des échelles de temps cohérentes, confirmant leur utilisation comme marqueurs géochimiques synchronisés.
La vie multicellulaire complexe dans le biote Weng'an peut désormais être datée d'il y a environ 589,89 millions d'années, pendant l'intervalle marqué par l'excursion d'isotopes de carbone Wance. Des groupes fossiles supplémentaires étaient liés à des événements isotopiques de carbone séparés, montrant que l'innovation biologique a émergé dans des phases liées à ces perturbations.
Les corrélations entre la stimulation orbitale, les changements isotopiques et le renouvellement fossile offrent un cadre testable pour lier le début de la vie au changement planétaire aux niveaux régional et mondial.
