Une étude, dont les résultats intitulés «Extreme ¹³C-depletions and organic sulfur content argue for S-fueled anaerobic methane oxidation in 2.72 Ga old stromatolites» ont été publiés dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta, révèle les plus grands enrichissements en carbone 12 de la matière organique fossile du Précambrien et note que l'association de ces enrichissements avec du soufre organique argumente en faveur d’un métabolisme de méthanotrophie utilisant du sulfate.

Notons tout d'abord que «la mesure des biosignatures isotopiques du carbone permet d’appréhender les métabolismes des organismes», car «ces derniers métabolisent préférentiellement l’isotope le plus léger, conférant des enrichissements en 12C aux molécules organiques qu’ils produisent». Cependant, comme «de nombreuses voies métaboliques des microorganismes produisent des gammes de rapports isotopiques (13C/12C) proches et peu discriminantes», cela limite souvent «l’utilité de ce proxy pour l’interprétation en termes de biosignatures fossiles».

Si «les plus grands enrichissements en 12C dans le carbone organique total des roches sédimentaires ont été découverts dans des roches sédimentaires d’environ 2,7 milliards d’années dans deux nombreuses localités reparties à travers le monde», il apparaît que «les valeurs extrêmes mesurées limitent le nombre d’interprétations possibles à un métabolisme d’oxydation du méthane (la méthanotrophie) aérobie ou anaérobie, un métabolisme anaérobie d’acétogénèse, ou des réactions abiotiques impliquant des aérosols organiques tels que ceux observés dans l’atmosphère de Titan».

Dans ce contexte, en vue de tester ces trois hypothèses, l'étude ici présentée a analysé «les stromatolites des dépôts lacustres de la Formation de Tumbiana (2,72 Ga), Australie Occidentale». Les «analyses isotopiques à micro-échelle» ont alors indiqué «que la composition isotopique du carbone de la matière organique est hétérogène», en particulier, «de micro-globules de matière organique riches en soufre présentent, localement, les enrichissements les plus importants en 12C», des enrichissements en 12C, qui «n’avaient jamais été enregistrés dans des roches précambriennes auparavant» à ce niveau.

En fait, «couplés à la présence de soufre organique», ces enrichissements en 12C «peuvent être interprétés comme le résultat de méthanotrophie anaérobie utilisant des ions sulfate pour oxyder le méthane» et «sont difficilement réconciliables avec le métabolisme d’acétogénèse». En outre, «la corrélation entre hétérogénéités isotopiques, moléculaires (teneur en S), et associations minéralogiques des différents types de matière organique permet d’exclure raisonnablement l’hypothèse d’une origine atmosphérique des signatures observées».

Au bout du compte, cette étude démontre «que la méthanotrophie anaérobie était un métabolisme actif il y a 2,7 Ga», les oxydants utilisés par ce métabolisme incluant «les ions sulfates dérivés de la photosynthèse et/ou de réactions atmosphériques».

Avec la mise en évidence de cette réaction biogéochimique, ce travail «élargit notre connaissance : 1/ du fonctionnement des communautés microbiennes associées aux stromatolites anciens avant l’oxygénation de l’atmosphère terrestre, 2/ du cycle biogéochimique précoce du carbone à une époque où le méthane était un acteur majeur de l’atmosphère».