Un estromatolito o estromatolito (también denominado a veces "trombolito") es una estructura laminar a menudo formada por piedra caliza que se desarrolla en ambientes acuáticos, marinos o continentales de agua dulce poco profundos . Los estromatolitos son tanto de origen biogénico ( biolitogénesis por comunidades de cianobacterias ) como sedimentario (estructuras carbonatadas en láminas apiladas formadas por partículas sedimentarias atrapadas en velos de algas gelatinosas producidas por estas bacterias).
Se dice que los estromatolitos son:
El estromatolito como estructura no está vivo, solo las bacterias que lo construyen lo están. Dependiendo del caso, el interior del estromatolito puede estar casi lleno o dejar una cantidad importante de espacio en el que otras bacterias u organismos pueden refugiarse.
Algunas estructuras similares en forma a los estromatolitos, como los oncolitos , quizás no son biogénicas (es decir, resultantes de procesos implementados por organismos bioconstructivos vivos) sino simplemente resultantes de fenómenos de cristalización. Su microestructura y composición isotópica difieren de las de los estromatolitos.
Ya existían hace 3.420 millones de años en todos los continentes . En ese momento, la Luna estaba más cerca de la Tierra (333.150 kilómetros en lugar de los 384.400 kilómetros actuales) y la rotación de la Tierra era más rápida que hoy (los días duraban 18 horas), la zona intermareal era mucho más alta ( rango de marea promedio estimado : 25 metros). ) y, por lo tanto, la playa era mucho más grande, de modo que los estromatolitos fósiles pueden extenderse sobre grandes áreas como el sur de Marble Bar en el cratón Pilbara , uno de los cratones más antiguos del mundo, en el grupo Warrawoona en Australia Occidental . Se pensaba que se habían descubierto estromatolitos de 3.700 millones de años en el cinturón de piedra verde de Isua, en una isla en el suroeste de Groenlandia en 2016, pero esta conclusión fue cuestionada en 2018 en un estudio publicado por la revista Nature . Las “estructuras estromatolíticas” en forma de conos o cúpulas descritas entonces son consideradas en este artículo como resultado de deformaciones post-deposición del sedimento, que tuvieron lugar mucho después de su enterramiento.
Las primeras publicaciones científicas sugirieron que experimentaron un óptimo de extensión global y un máximo de diversidad de formas y estructura en el Proterozoico (hace 1.500 millones de años) que habría persistido en este nivel hasta hace unos 700 millones de años. Los datos más recientes muestran que su número y diversidad colapsaron antes, en beneficio de otras especies. Ahora se cree que si bien es posible que fueran la única forma de vida, o la forma muy dominante hasta hace unos 550 Ma, el declive en su diversidad comenzó mucho antes de lo que se pensaba. Por el contrario, su persistencia es de más de mil millones de años. El pico de la diversidad estaría fechado de 1 a 1300 millones años antes de caer al 75% de este nivel (entre -1 mil millones y -700 millones de años), para caer finalmente a menos del 20% de este nivel. Diversidad en el temprano Cambrian .
MacNamara cree que la disminución de su diversidad es probablemente el resultado de la competencia con la aparición de otras especies al final del Proterozoico . La aparición de esta tendencia, basada en los tiempos de divergencia de secuencias moleculares de origen animal, se remontaría al menos a mil millones de años.
Los estromatolitos contribuyeron sin duda a crear nuestra atmósfera rica en dioxígeno y la capa de ozono que permitió el desarrollo de una vida terrestre y oceánica más compleja. Su crecimiento es lento, pero durante miles de millones de años han estado en el origen de poderosos arrecifes o imponentes macizos calcáreos o dolomíticos (hasta 3 kilómetros de espesor en el Anti-Atlas en Marruecos ) o en el Congo (creado hace más de 700 millones de años). ). Estas comunidades microbianas están, pues, en el pasado, en el origen de un primer secuestro importante de carbono (y calcio , que en altas dosis es un metal tóxico para organismos complejos).
Los estromatolitos muertos se consideran rocas fósiles . En principio de actualidad , se supone que los más antiguos también fueron desarrollados por una comunidad de organismos microscópicos, como bacterias y algas primitivas.
Los estromatolitos antiguos se encuentran entre las rocas fósiles más antiguas de origen biológico conocido (el más antiguo conocido: 3.465 mil millones de años). Son más frecuentes en sedimentos de la edad Precámbrica .
Estas comunidades dominaron la vida marina entre 3500 y 500 Ma . La aparición de formas de vida más complejas como moluscos , crustáceos y vertebrados hacia el final del Precámbrico y el comienzo del Cámbrico presagia su declive.
Las comunidades que forman estas rocas fueron confinadas a nichos ecológicos aislados, incluidos ambientes marinos poco profundos y bastante salados , poco propicios para otros organismos. Estas rocas se encuentran en sedimentos de todas las edades.
Ahora muy raro, las estructuras de arrecifes actuales parecen ser bastante similares a los estromatolitos formados hace más de 3 mil millones de años. Se encuentran en diferentes tamaños, estructuras y colores (gris azulado, amarillo cremoso, rojizo a casi negro), pero solo en algunos lugares del mundo, en el mar o en la costa del lago:
Numerosas fuentes termales sulfurosas , como en el Parque Nacional de Yellowstone , también albergan cianobacterias que a menudo crean estructuras estromatolíticas, aunque son menos numerosas y diferentes de las especies que viven en aguas más frías.
Los estromatolitos también están presentes en las fuentes y arroyos petrificantes como en Francia en el arroyo Dard cerca de Lons-le-Saunier ( departamento de Jura ) y en el arroyo de la cascada petrificante de Saint Pierre-Livron cerca de Caylus ( departamento de Tarn-et -Garonne ).
Tienen formas, tamaños, densidades que varían según los sitios geográficos, y localmente según un gradiente de profundidad, la dirección del viento y las olas (se alargan en esta dirección). Donde son más variados, en el lago Thetis, podemos distinguir:
Su crecimiento es muy lento: en Shark Bay hemos medido una ganancia anual de menos de medio milímetro (0,4 mm ) por año.
La génesis de estas formaciones de estromatolitos por organismos vivos ha sido muy controvertida, pero el descubrimiento y estudio de estromatolitos todavía activos en Australia en Shark Bay (WA) y luego en algunos otros lugares del mundo ha convencido a los geólogos de que las capas minerales que estructuran el Los viejos estromatolitos podrían crearse lentamente sobre el desarrollo de colonias microbianas en capas sucesivas.
Se han identificado dos mecanismos principales: las cianobacterias durante su crecimiento en colonias o racimos forman un plexo de filamentos bacterianos conocido como matriz mucilaginosa procariota o incluso mata bacteriana. El mucílago que producen es capaz de atrapar algunas de las partículas en suspensión disponibles en el agua, que eventualmente forman una costra rica en bicarbonatos solubles y carbonatos de calcio insolubles que la endurecen.
Algunas otras bacterias alcalinas y resistentes al calor, como las actuales Bacillus sphaericus , Sporosarcina pasteurii o Proteus aeruginosa , también pueden precipitar calcio en la piedra caliza insoluble que persiste después de la desaparición de la bacteria.
El mucílago y la estructura de múltiples capas producidos por estas bacterias muy antiguas (y por esa razón llamadas bacterias "primitivas") podrían tener su origen en la selección natural .
Cuando estos organismos aparecieron y comenzaron a colonizar la zona intermareal y emergieron las lagunas litorales de la tierra en ese momento, la ausencia de oxígeno en la atmósfera , luego su escasez, no permitió la existencia por mucho tiempo. De una capa de ozono. como el que hoy nos protege de la radiación solar y en particular de los rayos ultravioleta , que son mortales para las bacterias.
Esta sustancia gelatinosa puede haber actuado como protector solar anti-radiación UV. Este papel aún puede existir en la Fauna de Ediacara , que es más compleja pero cuyos fósiles sugieren que estaba formada por organismos animales gelatinosos como las medusas.
En la actualidad, todavía podemos observar colonias de bacterias (ejemplo: el género Nostoc ) o algas superiores que resisten la exposición durante varias horas a pleno sol durante la marea baja gracias a un moco o una sustancia mucilaginosa.
Por su parte, la capa exterior de caliza biogénica (formada por las colonias de células de un "biofilm externo" y la sustancia mucilaginosa que facilita la precipitación del calcio en caliza) parece jugar varios papeles complementarios:
Se mencionan otras dos hipótesis, en particular por James Lovelock en su hipótesis de Gaia y sus desarrollos posteriores:
Como roca biogénica, las estructuras de estromatolitos tienen rastros de las organizaciones y organismos vivos más antiguos; no son los restos de un organismo en particular, pero la fosilización de un no- coral de arrecife . Las cianobacterias actualmente dominantes en estas estructuras, si también lo fueron en la época precámbrica, son un índice de actividad fotosintética y, por lo tanto, de sumideros de carbono y producción significativa de oxígeno en una etapa muy temprana de la historia de la atmósfera primitiva. En ausencia de un contramodelo biológico, es esta hipótesis la que prevalece en las ciencias de la Tierra. Estos arrecifes microbianos, una vez fosilizados, dan a las rocas diversas estructuras, cuyo estudio nos permite comprender mejor el pasado en retrospectiva, incluidos los climáticos. A menudo calificados como "estromatolíticos" son todos los arrecifes fosilizados que se presume están formados por la actividad de microorganismos bioconstructores.
Por actividad fotosintética , el carbono 12 ( 12 C) disponible en el dióxido de carbono disuelto se fracciona preferentemente con el carbono 13 ( 13 C), encontrándose este segundo isótopo en exceso en el agua del océano: por lo tanto, constituye un buen proxy geoquímico de las variaciones en la actividad autótrofa en el Precámbrico . Además de la captura de sedimentos, las colonias bacterianas son responsables de parte de la precipitación de carbonatos y sales de hierro . Cuando se satura una matriz microbiana, los filamentos mueren y sirven como soporte calcáreo sólido para el desarrollo de otra matriz, mediante la renovada actividad microbiana.