En stromatolit eller stromatolit (også undertiden benævnt "trombolit") er en laminar struktur, der ofte består af kalksten, der udvikler sig i lavt vandmiljø, marine eller kontinentale ferskvandsmiljøer . Stromatolitter er af både biogen oprindelse ( biolithogenese af samfund af cyanobakterier ) og sedimentære ( carbonatstrukturer i stablet lag dannet af sedimentære partikler fanget i gelatinøse algeslør produceret af disse bakterier).
Stromatolitter siges at være:
Stromatolit som struktur lever ikke, kun de bakterier, der bygger den, er. Afhængigt af tilfældet kan stromatolitens indre være næsten fuldt eller efterlade en betydelig mængde plads, hvor andre bakterier eller organismer kan finde ly.
Nogle strukturer, der ligner stromatolitter i form, såsom onkolitter , er måske ikke biogene (det vil sige resultatet af processer implementeret af levende biokonstruktive organismer), men blot som følge af krystallisationsfænomener. Deres mikrostruktur og isotopiske sammensætning adskiller sig fra stromatolitterne.
De eksisterede allerede for 3,42 milliarder år siden på alle kontinenter . På det tidspunkt var Månen tættere på Jorden (333.150 kilometer i stedet for 384.400 kilometer i øjeblikket) og Jordens rotation var hurtigere end i dag (dagene varede 18 timer), den tidevandszone var meget højere (estimeret gennemsnitligt tidevandsområde : 25 meter ) og derfor var forstranden meget større, så fossile stromatolitter kan strække sig over store områder som syd for Marble Bar i Pilbara craton , en af de ældste kratoner i verden, i Warrawoona- gruppen i West Australia . Stromatolites 3,7 milliarder år gammel, blev anset for at blive opdaget i Isua grønstensbæltet, på en ø i sydvest Grønland i 2016, men denne konklusion blev afhørt i 2018 i en offentliggjort undersøgelse. Af tidsskriftet Nature . De "stromatolitiske strukturer" i form af kegler eller kupler, der blev beskrevet, betragtes i denne artikel som et resultat af deformationer efter aflejring af sedimentet, der forekommer længe efter dets begravelse.
De første videnskabelige publikationer foreslog, at de oplevede et optimalt af global udvidelse og en maksimal mangfoldighed af former og struktur i proterozoikummet (1,5 milliarder år siden), som ville have været ved på dette niveau indtil det for omkring 700 millioner år siden. Nyere data viser, at deres antal og mangfoldighed kollapsede tidligere til fordel for andre arter. Det menes nu, at selv om det er muligt, at de var den eneste livsform eller den meget dominerende form indtil omkring 550 Ma siden, begyndte faldet i deres mangfoldighed meget tidligere, end man har kendt. Omvendt er deres vedholdenhed over 1 milliard år. Højden af mangfoldighed vil dateres fra 1 til 1,3 milliarder år, før den falder til 75% af dette niveau (mellem -1 milliard og -700 millioner år), og endelig falder til mindre end 20% af dette niveau. Mangfoldighed i det tidlige Cambrian .
MacNamara mener, at faldet i deres mangfoldighed sandsynligvis er resultatet af konkurrence med fremkomsten af andre arter i slutningen af proterozoikum . Udseendet af denne tendens, hvis man baserer sig på tiderne for divergens af de molekylære sekvenser af animalsk oprindelse, ville gå tilbage til mindst 1 milliard år.
Stromatolitterne bidrog utvivlsomt til at skabe vores atmosfære rig på dioxygen og ozonlaget, som tillod udviklingen af et mere komplekst jordisk og oceanisk liv. Deres vækst er langsom, men i løbet af milliarder af år har de været oprindelsen til magtfulde koralrev eller imponerende kalksten eller dolomitiske massiver (op til 3 kilometer tykke i Anti-Atlas i Marokko ) eller i Congo (oprettet for over 700 millioner år siden) ). Disse mikrobielle samfund er således tidligere i starten af en første vigtig binding af kulstof (og calcium , som i høje doser er et giftigt metal for komplekse organismer).
Døde stromatolitter betragtes som fossile klipper . I princippet om aktualisme antages det, at de ældste også er blevet udviklet af et samfund af mikroskopiske organismer , såsom bakterier og primitive alger .
Gamle stromatolitter er blandt de ældste fossile klipper af kendt biologisk oprindelse ( ældst kendt: 3,465 milliarder år gammel). De er mest almindelige i sedimenter alder Prækambrium .
Disse samfund dominerede det marine liv mellem 3.500 og 500 Ma . Udseendet af mere komplekse livsformer som bløddyr , krebsdyr og hvirveldyr i slutningen af prækambriske og begyndelsen af det kambriske varsler deres tilbagegang.
De samfund, der danner disse klipper, blev derefter begrænset til isolerede økologiske nicher , herunder lavvandede og temmelig meget salte marine miljøer, ikke særlig befordrende for andre organismer. Disse klipper findes i sedimenter i alle aldre.
Nu meget sjældent ser de nuværende revstrukturer ud til at ligne meget på de stromatolitter, der blev dannet for over 3 milliarder år siden. De findes i forskellige størrelser, strukturer og farver (gråblå, cremegul, rødlig til næsten sort), men kun få steder på kloden, ved havet eller søens kyst:
Talrige svovlholdige varme kilder , såsom i Yellowstone National Park , er også hjemsted for cyanobakterier, der ofte skaber stromatolitiske strukturer, selvom de er færre i antal og adskiller sig fra arter, der lever i køligere farvande.
Stromatolites er også til stede i Kalkaflejrende kilder og vandløb som i Frankrig i Dard stream nær Lons-le-Saunier ( departement af Jura ) og i strømmen af forstenende vandfald af Saint Pierre-Livron nær Caylus ( departement af Tarn-et-Garonne ).
De har former, størrelser, tæthed, der varierer afhængigt af de geografiske steder og lokalt i henhold til en gradient af dybde, vindretningen og bølgerne (de forlænges i denne retning). Hvor de er mest forskellige, i Thetis Lake, kan vi skelne mellem:
Deres vækst er meget langsom: i Shark Bay har vi målt en årlig gevinst på mindre end en halv millimeter (0,4 mm ) om året.
Oprindelsen af disse stromatolitformationer af levende organismer har været meget kontroversiel, men opdagelsen og undersøgelsen af stadig aktive stromatolitter i Australien i Shark Bay (WA) og derefter et par andre steder over hele kloden har overbevist geologer om, at mineralark, der strukturerer den gamle stromatolitter kunne langsomt dannes over udviklingen af mikrobielle kolonier i på hinanden følgende lag.
To hovedmekanismer er blevet identificeret: cyanobakterier under deres vækst i kolonier eller klynger danner en plexus af bakteriefilamenter kendt som prokaryot mucilaginøs matrix eller endda bakteriel mat. Det planteslim de producerer, er i stand til at fælde nogle af de suspenderede partikler tilgængelige i vandet, som til sidst danner en skorpe, rig på opløselige bicarbonater og uopløselige calciumcarbonater som hærder den.
Visse andre alkaliske og varmebestandige bakterier, såsom den nuværende Bacillus sphaericus , Sporosarcina pasteurii eller Proteus aeruginosa, kan også udfælde calcium i uopløselig kalksten, som vedvarer efter bakteriens forsvinden.
Slemhinden og flerlagsstrukturen produceret af disse meget gamle (og af den grund kaldte "primitive" bakterier) kunne begge stamme fra naturlig selektion .
Da disse organismer dukkede op og begyndte at kolonisere den tidevandszone og landets bag-kystlige laguner på det tidspunkt, dukkede op, tillod fraværet af ilt i atmosfæren og derefter dens knaphed ikke eksistensen i lang tid. Et ozonlag som den, der i dag beskytter os mod solstråling og især UV-stråler , som er dødbringende for bakterier.
Dette gelatinøse stof kan have fungeret som en anti-UV-stråling solcreme. Denne rolle kan stadig eksistere i Ediacaran Fauna , som er mere kompleks, men hvis fossiler antyder, at den bestod af gelatinøse dyreorganismer såsom vandmænd.
I dag kan vi stadig observere bakteriekolonier (eksempel: slægten Nostoc ) eller højere alger, der modstår udsættelse i flere timer for fuld sol ved lavvande takket være slim eller slimhindeholdigt stof.
På den ene side synes det ydre lag af biogen kalksten (dannet af kolonierne af celler fra en "ekstern biofilm" og det slimhindeholdige stof, der letter udfældningen af calcium i kalksten) at spille flere komplementære roller:
To andre hypoteser er nævnt, især af James Lovelock i hans Gaia-hypotese og dens efterfølgende udvikling:
Som en biogen sten bærer stromatolitstrukturer spor af de ældste levende organismer og organisationer; de er ikke resterne af en bestemt organisme, men forsteninger af en ikke- koral rev . De cyanobakterier, der i øjeblikket er dominerende på disse strukturer, er, hvis de også var dominerende i prækambriske tider, et indeks for fotosyntetisk aktivitet og derfor for kulstofdræn og betydelig iltproduktion på et meget tidligt stadium i den primitive atmosfære. I mangel af en biologisk modemodel er det denne hypotese, der er fremherskende inden for jordvidenskab. Disse mikrobielle rev, når de først er fossiliserede, giver klipper forskellige strukturer, hvis undersøgelse giver os mulighed for bedre at forstå fortiden i tilbageblik, herunder klimatiske. Ofte kvalificeret som "stromatolitisk" er alle fossile rev, der formodes at være dannet af aktiviteten af biobyggende mikroorganismer.
Af fotosyntetisk aktivitet , carbon 12 ( 12 C) til rådighed i opløst kuldioxid er fortrinsvis fraktioneres med kulstof-13 ( 13 C), idet denne anden isotop findes i overskud i havvand: det er derfor et godt geokemisk proxy variationer i autotrof aktivitet i den prækambriske . Ud over fangst af sediment er bakteriekolonier derfor ansvarlige for en del af udfældningen af carbonater og jernsalte . Når en mikrobiel matrix er mættet, dør filamenterne og tjener som en fast kalkholdig understøtning til udviklingen af en anden matrix ved fornyet mikrobiel aktivitet.