Combler les lacunes dans l’histoire de l’évolution précoce de la vie microbienne et ses conséquences sur l’oxygénation de la Terre

Débutée en octobre 2025

Financements : ½ HARMI et ½ GS Transbio

Christophe Thomazo & Emmanuelle Vennin

Résumé

L’ère paléoprotérozoïque (2500–2000 Ma) a été marquée par le Grand événement d’oxygénation (GOE) correspondant à une profonde transformation des environnements de surface de la Terre marquée par des glaciations globales, l’excursion isotopique massive du carbone de Lomagundi-Jatuli (LJE) et une réorganisation du cycle du soufre. Malgré ces bouleversements, la réponse des cycles biogéochimiques et de la sédimentation, ainsi que la séquence précise des relations de cause à effet, restent énigmatiques. Répondre à ces questions est entravé par la mauvaise conservation de la plupart des successions sédimentaires et par les interprétations contradictoires des traceurs géochimiques, ce qui remet en question notre capacité à distinguer les signaux globaux des empreintes locales.

Ce projet de doctorat s’appuie sur l’opportunité sans précédent offerte par le projet de forage GOE-DEEP, récemment financé, dans le bassin de Franceville au Gabon, exceptionnellement bien préservé. Je réaliserai des analyses sédimentologiques et géochimiques multi-proxy à haute résolution à partir de ces nouvelles carottes afin de reconstituer l’interdépendance des cycles du carbone, du soufre et des nutriments durant cette période critique. Plus précisément, le projet testera des hypothèses concurrentes sur la genèse du LJE, les facteurs responsables des excursions isotopiques et la nature de la transition environnementale post-LJE.

Sur le plan méthodologique, je vais utiliser des outils d’analyse sédimentologique de pointe ainsi qu’une série de systèmes isotopiques bien établis (par exemple, δ¹³Ccarb, δ¹³Corg, δ³⁴Spyr, δ¹⁵N) intégrés à des proxies d’éléments traces sensibles à l’oxydoréduction (U, Mo, V, Cr, REE). Cette approche permettra de discriminer les processus primaires microbiens des effets diagénétiques précoces et des transformations ultérieures. L’objectif est de produire un modèle auto-cohérent de la mise en place du GOE et de l’évolution de la biosphère et de ses cycles biogéochimiques associés, en contraignant les conditions qui ont facilité la transition vers une biosphère aérobie et la potentielle évolution précoce de la vie eucaryote.

Mots clefs

GOE, Franceville, paléoprotérozoïque, précambrien, paléobiogéochimie, isotopie, δ¹³C, δ¹⁵N, δ³⁴S, métabolisme microbiens, évolution de la vie, biosphère précambrienne, carbonates, conditions redox précambrien

extrait:

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Combler les lacunes dans l'histoire de l'évolution précoce de la vie microbienne et ses conséquences sur l'oxygénation de la Terre

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octobre 2025

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Hugonnot

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20251001

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Combler les lacunes dans l'histoire de l'évolution précoce de la vie microbienne et ses conséquences sur l'oxygénation de la Terre

Débutée en octobre 2025

Financements : ½ HARMI et ½ GS Transbio

Christophe Thomazo & Emmanuelle Vennin

 

Résumé

L'ère paléoprotérozoïque (2500–2000 Ma) a été marquée par le Grand événement d'oxygénation (GOE) correspondant à une profonde transformation des environnements de surface de la Terre marquée par des glaciations globales, l'excursion isotopique massive du carbone de Lomagundi-Jatuli (LJE) et une réorganisation du cycle du soufre. Malgré ces bouleversements, la réponse des cycles biogéochimiques et de la sédimentation, ainsi que la séquence précise des relations de cause à effet, restent énigmatiques. Répondre à ces questions est entravé par la mauvaise conservation de la plupart des successions sédimentaires et par les interprétations contradictoires des traceurs géochimiques, ce qui remet en question notre capacité à distinguer les signaux globaux des empreintes locales.

Ce projet de doctorat s'appuie sur l'opportunité sans précédent offerte par le projet de forage GOE-DEEP, récemment financé, dans le bassin de Franceville au Gabon, exceptionnellement bien préservé. Je réaliserai des analyses sédimentologiques et géochimiques multi-proxy à haute résolution à partir de ces nouvelles carottes afin de reconstituer l'interdépendance des cycles du carbone, du soufre et des nutriments durant cette période critique. Plus précisément, le projet testera des hypothèses concurrentes sur la genèse du LJE, les facteurs responsables des excursions isotopiques et la nature de la transition environnementale post-LJE.

Sur le plan méthodologique, je vais utiliser des outils d'analyse sédimentologique de pointe ainsi qu'une série de systèmes isotopiques bien établis (par exemple, δ¹³Ccarb, δ¹³Corg, δ³⁴Spyr, δ¹⁵N) intégrés à des proxies d'éléments traces sensibles à l'oxydoréduction (U, Mo, V, Cr, REE). Cette approche permettra de discriminer les processus primaires microbiens des effets diagénétiques précoces et des transformations ultérieures. L'objectif est de produire un modèle auto-cohérent de la mise en place du GOE et de l'évolution de la biosphère et de ses cycles biogéochimiques associés, en contraignant les conditions qui ont facilité la transition vers une biosphère aérobie et la potentielle évolution précoce de la vie eucaryote.

 

Mots clefs

GOE, Franceville, paléoprotérozoïque, précambrien, paléobiogéochimie, isotopie, δ¹³C, δ¹⁵N, δ³⁴S, métabolisme microbiens, évolution de la vie, biosphère précambrienne, carbonates, conditions redox précambrien