Le système Terre à l'échelle des temps géologiques : origine azoïque et évolution biogénique

2.2. L'apparition de la vie à l'éon Archéen (de -4 à -2,5 milliards d'années)

L'éon Archéen est, étymologiquement, l'éon de l'origine. Avec la fin des phénomènes cosmiques liés à la naissance du système solaire, les éléments mis en place à partir de l'éon Archéen se pérennisent.

On suppose que l’intense activité magmatique archéenne est à l’origine de plus des trois-quart du volume de la croûte continentale actuelle.

C'est au cours de l'Archéen qu'apparait la vie, et avec elle la biosphère. C'est une vie primitive, dont la date de naissance et la forme initiale sont discutées, faute de traces fossiles.

Au début de l'Archéen, dans un environnement océanique anoxique (avec pas ou peu d'oxygène dissout), les premières formes de vie, unicellulaires, sont méthanogènes. Elles produisent du méthane CH₄.

• Le méthane produit est partiellement transmis à l'atmosphère où il joue, avec le CO₂, un rôle de gaz à effet de serre.
• On pense que l'enrichissement de l'atmosphère en CH₄ à l'Archéen expliquerait pourquoi la surface de la Terre est restée à une température compatible avec la vie, alors qu'avec une activité solaire alors réduite, elle aurait dû être gelée.

Les plus anciennes traces de vie connues sont des stromatolithes. Les stromatolithes sont des structures calcaires dont la formation en milieu marin peu profond est associée à l'activité de cyanobactéries photosynthétiques. Ces premières formes de vies témoignent déjà d'interactions :

• Entre la biosphère et la lithosphère : la contribution d'organismes vivants à la formation de structure minérale. On parle de biominéralisation, parfois de biolithogénèse.
• Entre la biosphère et l'hydrosphère : les cyanobactéries prélèvent dans l'eau les gaz et les sels minéraux nécessaire à la respiration, la photosynthèse, et les biominéralisation
• Entre l'hydrosphère et la lithosphère: le CO₂ prélevé par les cyanobactéries est dissout dans l'eau après altération des roches.