Um estromatólito ou estromatólito (também algumas vezes referido como "trombolito") é uma estrutura laminar freqüentemente composta de calcário que se desenvolve em ambientes aquáticos rasos, marinhos ou continentais de água doce . Os estromatólitos são de origem biogênica ( biolitogênese por comunidades de cianobactérias ) e sedimentares (estruturas carbonáticas em camadas empilhadas formadas por partículas sedimentares aprisionadas em véus de algas gelatinosas produzidos por essas bactérias).
Diz-se que os estromatólitos são:
O estromatólito, como estrutura, não está vivo, apenas as bactérias que o formam. Dependendo do caso, o interior do estromatólito pode estar quase cheio ou deixar uma quantidade significativa de espaço no qual outras bactérias ou organismos podem encontrar abrigo.
Algumas estruturas semelhantes em forma aos estromatólitos, como oncolitos , talvez não sejam biogênicas (ou seja, resultantes de processos implementados por organismos bioconstrutivos vivos), mas simplesmente resultantes de fenômenos de cristalização. Sua microestrutura e composição isotópica diferem das dos estromatólitos.
Eles já existiam 3,42 bilhões de anos atrás em todos os continentes . Naquela época, a Lua estando mais perto da Terra (333.150 quilômetros em vez dos 384.400 quilômetros atuais) e a rotação da Terra sendo mais rápida do que hoje (os dias duravam 18 horas), a zona entremarés era muito maior ( amplitude média estimada das marés : 25 metros ) e, portanto, a costa era muito maior, de modo que os estromatólitos fósseis podem se estender por grandes áreas, como o sul de Marble Bar no cráton Pilbara , um dos crátons mais antigos do mundo, no grupo Warrawoona , na Austrália Ocidental . Acredita-se que estromatólitos de 3,7 bilhões de anos tenham sido descobertos no cinturão de pedras verdes de Isua, em uma ilha no sudoeste da Groenlândia, em 2016, mas essa conclusão foi questionada em 2018 em um estudo publicado pela revista Nature . As “estruturas estromatolíticas” em forma de cones ou cúpulas então descritas são consideradas neste artigo como o resultado de deformações pós-deposição do sedimento, ocorridas muito tempo depois de seu soterramento.
As primeiras publicações científicas sugeriram que eles experimentaram um ótimo de extensão global e um máximo de diversidade de formas e estruturas no Proterozóico (1,5 bilhão de anos atrás) que teria persistido neste nível até cerca de 700 milhões de anos atrás. Dados mais recentes mostram que seu número e diversidade entraram em colapso antes, para o benefício de outras espécies. Acredita-se agora que, embora seja possível que eles fossem a única forma de vida, ou a forma dominante até cerca de 550 milhões de anos atrás, o declínio em sua diversidade começou muito antes do que se pensava. Por outro lado, sua persistência é superior a 1 bilhão de anos. O pico da diversidade seria datado de 1 a 1,3 bilhão de anos antes de cair para 75% desse nível (entre -1 bilhão e -700 milhões de anos), para finalmente cair para menos de 20% desse nível. Diversidade no início de o Cambriano .
MacNamara acredita que o declínio de sua diversidade é provavelmente resultado da competição com o surgimento de outras espécies no final do Proterozóico . O surgimento dessa tendência, baseada nos tempos de divergência de sequências moleculares de origem animal, remontaria a pelo menos 1 bilhão de anos.
Os estromatólitos sem dúvida contribuíram para criar nossa atmosfera rica em dioxigênio e camada de ozônio, o que permitiu o desenvolvimento de uma vida terrestre e oceânica mais complexa. Seu crescimento é lento, mas ao longo de bilhões de anos eles estiveram na origem de recifes poderosos ou calcários imponentes ou maciços dolomíticos (até 3 quilômetros de espessura no Anti-Atlas em Marrocos ) ou no Congo (criado há mais de 700 milhões de anos ) Essas comunidades microbianas estão, portanto, no passado, na origem de um primeiro sequestro importante de carbono (e de cálcio , que em altas doses é um metal tóxico para organismos complexos).
Os estromatólitos mortos são considerados rochas fósseis . Em princípio do atualismo , supõe-se que os mais antigos também foram desenvolvidos por uma comunidade de organismos microscópicos, como bactérias e algas primitivas.
Os estromatólitos antigos estão entre as rochas fósseis mais antigas de origem biológica ( mais antigas conhecidas: 3,465 bilhões de anos). Eles são mais comuns em sedimentos da idade pré-cambriana .
Essas comunidades dominaram a vida marinha entre 3.500 e 500 milhões de anos . O aparecimento de formas de vida mais complexas, como moluscos , crustáceos e vertebrados, no final do Pré - cambriano e no início do Cambriano, anuncia seu declínio.
As comunidades que formam essas rochas foram confinadas a nichos ecológicos isolados, incluindo ambientes marinhos rasos e bastante salgados , pouco propícios a outros organismos. Essas rochas são encontradas em sedimentos de todas as idades.
Agora muito raro, as estruturas atuais do recife parecem ser bastante semelhantes aos estromatólitos formados há mais de 3 bilhões de anos. Eles são encontrados em diferentes tamanhos, estruturas e cores (cinza-azulado, amarelo cremoso, avermelhado a quase preto), mas apenas em alguns lugares do globo, no mar ou na costa do lago:
Numerosas fontes termais sulfurosas , como no Parque Nacional de Yellowstone , também abrigam cianobactérias, muitas vezes criando estruturas estromatolíticas, embora sejam em menor número e sejam diferentes das espécies que vivem em águas mais frias.
Os estromatólitos também estão presentes nas nascentes e riachos petrificando como na França no riacho Dard perto de Lons-le-Saunier ( departamento de Jura ) e no riacho da cachoeira petrificante de Saint Pierre-Livron perto de Caylus ( Departamento de Tarn-et -Garonne ).
Têm formas, tamanhos, densidades que variam de acordo com os sítios geográficos, e localmente de acordo com um gradiente de profundidade, a direção do vento e das ondas (se alongam nessa direção). Onde são mais variados, no Lago Thetis, podemos distinguir:
Seu crescimento é muito lento: em Shark Bay medimos um ganho anual de menos de meio milímetro (0,4 mm ) por ano.
A gênese dessas formações de estromatólitos por organismos vivos tem sido muito controversa, mas a descoberta e o estudo de estromatólitos ainda ativos na Austrália em Shark Bay (WA) e em alguns outros lugares ao redor do globo convenceu os geólogos de que as folhas minerais que estruturam o antigo Os estromatólitos podem ser criados lentamente ao longo do desenvolvimento de colônias microbianas em camadas sucessivas.
Dois mecanismos principais foram identificados: as cianobactérias durante seu crescimento em colônias ou aglomerados formam um plexo de filamentos bacterianos conhecido como matriz mucilaginosa procariótica ou mesmo fosco bacteriano. A mucilagem que produzem é capaz de reter algumas das partículas em suspensão disponíveis na água, que acabam por formar uma crosta, rica em bicarbonatos solúveis e carbonatos de cálcio insolúveis que a endurecem.
Algumas outras bactérias resistentes ao calor e alcalinas, como o atual Bacillus sphaericus , Sporosarcina pasteurii ou Proteus aeruginosa, também podem precipitar cálcio em calcário insolúvel que persiste após o desaparecimento da bactéria.
A mucilagem e a estrutura multicamadas produzida por essas bactérias muito antigas (e por essa razão chamadas de bactérias "primitivas") podem ter origem na seleção natural .
Quando esses organismos surgiram e começaram a colonizar a zona entremarés e surgiram as lagoas litorâneas da terra naquela época, a ausência de oxigênio na atmosfera , então sua escassez, não permitiu a existência por muito tempo. Uma camada de ozônio. como o que hoje nos protege da radiação solar e, em particular , dos raios ultravioleta , que são mortais para as bactérias.
Essa substância gelatinosa pode ter atuado como um filtro solar anti-radiação UV. Esse papel ainda pode existir na Fauna de Ediacaran , que é mais complexa, mas cujos fósseis sugerem que era composta de organismos animais gelatinosos, como as águas-vivas.
Ainda hoje podemos observar colônias de bactérias (exemplo: o gênero Nostoc ) ou algas superiores que resistem à exposição por várias horas ao sol na maré baixa graças a um muco ou a uma substância mucilaginosa.
Por sua vez, a camada externa de calcário biogênico (formada pelas colônias de células de um "biofilme externo" e a substância mucilaginosa que facilita a precipitação do cálcio no calcário) parece desempenhar vários papéis complementares:
Duas outras hipóteses são mencionadas, notadamente por James Lovelock em sua hipótese de Gaia e seus desenvolvimentos subsequentes:
Como uma rocha biogênica, as estruturas do estromatólito apresentam traços dos organismos e organizações vivos mais antigos; eles não são os restos de um organismo em particular, mas a fossilização de um recife não coral . As cianobactérias atualmente dominantes nessas estruturas, se também eram dominantes nos tempos pré-cambrianos, são um índice de atividade fotossintética e, portanto, de sumidouros de carbono e produção significativa de oxigênio em um estágio muito inicial na história da atmosfera primitiva. Na ausência de um contra-modelo biológico, é essa hipótese que prevalece nas ciências da Terra. Esses recifes microbianos, uma vez fossilizados, dão às rochas várias estruturas, cujo estudo permite compreender melhor o passado em retrospecto, inclusive o climático. Freqüentemente qualificados como "estromatolíticos" são todos os recifes fossilizados que se presume serem formados pela atividade de microorganismos bioconstrutivos.
Pela atividade fotossintética , o carbono 12 ( 12 C) disponível no dióxido de carbono dissolvido é preferencialmente fracionado com o carbono 13 ( 13 C), este segundo isótopo sendo encontrado em excesso na água do oceano: constitui, portanto, um bom proxy geoquímico das variações na atividade autotrófica em o Pré - cambriano . Além da captura de sedimentos, as colônias bacterianas são responsáveis por parte da precipitação de carbonatos e sais de ferro . Quando uma matriz microbiana está saturada, os filamentos morrem e servem como suporte calcário sólido para o desenvolvimento de outra matriz, pela atividade microbiana renovada.