Une étude, dont les résultats intitulés «Iron minerals within specific microfossil morphospecies of the 1.88 Ga Gunflint Formation» ont été publiés dans la revue Nature Communications , a permis de détecter pour la première fois, dans des bactéries fossilisées il y a 1,88 milliards d’années, des dérivés de biominéraux intracellulaires qui suggèrent qu’une fraction importante des microorganismes fossilisés auraient été des bactéries photosynthétiques produisant de l’oxygène (des cyanobactéries) dans un environnement riche en fer.

Rappelons tout d'abord que si l'oxygénation de l’atmosphère «a débuté il y a près de 3 milliards d’années, transformant à tout jamais la chimie des océans et de l’atmosphère de la Terre, et l’évolution de la biosphère», les «fossiles démontrés de cyanobactéries, les microorganismes photosynthétiques oxygéniques (=produisant de l’oxygène), sont rares dans les roches d’environ 1.9 milliards d’années et avant» (en fait, «la plupart des microorganismes fossiles de cet âge et plus anciens pourraient représenter des bactéries ne produisant pas d’oxygène»). D'ailleurs, après «un premier bond d’oxygénation il y a 2,3 milliards d’années, la concentration en oxygène aurait chuté à des valeurs très faibles durant plus d’un milliard d’années, peut-être partiellement en raison d’une moindre abondance de ces microorganismes oxygéniques».

Comme «avant l’avènement des algues il y a au moins 1,2 milliards d’années, et en général, des organismes pourvus d’un noyau cellulaire (les eucaryotes) il y a au moins 1,7 milliards d’années, notre planète était dominée par des microorganismes de structure relativement simple tels que les bactéries et les archées», les microorganismes fossiles plus anciens que ~1,7 milliards d’années «sont très difficiles à identifier biologiquement en raison de leur simple morphologie, de leur petite taille (quelques micromètres au plus), et la faible préservation de leurs « parties molles » organiques».

Ainsi, «depuis plus de 60 ans» se pose le problème de l'identification «des microorganismes de la formation de Gunflint (Canada), âgés de 1,88 milliards d’années» qui «représentent un des cas les plus anciens et mieux préservés de fossiles microbiens». C'est d'ailleurs leur découverte qui avait «initié la recherche des traces de vie précoce sur Terre». Le but est donc de savoir si on est en présence de restes de bactéries «capables de produire de l’oxygène par photosynthèse» ou de «bactéries non photosynthétiques qui métabolisaient par exemple de la matière organique et/ou du Fer».

L'analyse à nano-échelle des microfossiles de la formation de Gunflint dans le cadre de l'étude ici présentée a d'abord permis «de discriminer différentes espèces (ou différents types) de fossiles en montrant la préservation de structures cellulaires que la microscopie conventionnelle ne savait pas distinguer clairement»: plus précisément, «les nano-analyses chimiques et cristallographiques ont montré que des nano-cristaux ferrugineux se trouvent systématiquement à l’intérieur des cellules fossiles de certaines espèces, alors que d’autres espèces en sont dépourvues».

Ces nano-cristaux ferrugineux ont été «interprétés comme dérivés de biominéraux formés par certaines espèces de microorganismes, à l’intérieur de leur cellule et de leur vivant, il y a 1,88 milliards d’années»: en effet, parmi les microorganismes minéralisant le fer qui ont été largement «étudiés ces 20 dernières années en raison de leur impact environnemental», seules les bactéries photosynthétiques produisant de l’oxygène «ont à la fois la capacité de produire des biominéraux ferrugineux intracellulaires et une morphologie compatible avec celle des microfossiles de Gunflint riches en Fer».

Il en résulte «que certains des microfossiles de Gunflint produisaient de l’oxygène par photosynthèse». Comme, de plus, «ils auraient été tolérants aux eaux ferrugineuses de l’époque, qui sont toxiques pour de nombreuses espèces», ils auraient pu contribuer (il y a ~1,9 milliards d’années), en produisant de l’oxygène, «à l’oxygénation des environnements» et «à la formation de colossaux gisements de Fer exploités en plusieurs endroits du monde».

Une étude, dont les résultats intitulés «Large historical growth in global terrestrial gross primary production» ont été publiés dans la revue Nature, a permis (en s’appuyant sur des simulations informatiques et des mesures dans les glaces de l’Antarctique de l’évolution atmosphérique d’un composé soufré analogue au dioxyde de carbone) de mettre en évidence un aspect méconnu de l’action à grande échelle de l’être humain sur la nature puisqu'il est apparu que l’assimilation du CO2 par les plantes a cru d’environ 30% au cours du XXème siècle.

Notons tout d'abord que l'oxysulfure de carbone (OCS), qui «est le composé soufré gazeux le plus abondant de l’atmosphère de notre planète, même si sa concentration est très faible, de l’ordre de 500 pptv (soit 0,00000005 % du réservoir atmosphérique)», intéresse les scientifiques parce qu’il se comporte comme le CO2. Autrement dit, «il est assimilé par les plantes de la même façon que le CO2, au moment de la photosynthèse» et, de ce fait, les variations de sa teneur dans l’atmosphère peuvent «permettre d’en savoir plus sur l’évolution de la photosynthèse au cours des dernières décennies».

Jusqu'ici «les prélèvements d’air réalisés à la fois dans les bulles emprisonnées dans les glaces de l’Antarctique et dans l’atmosphère au-dessus de ce continent ont permis de reconstituer depuis la moitié du XVIIIème siècle jusqu’à nos jours les variations de la teneur atmosphérique de l’OCS»: ainsi, après avoir été «incontestablement à la hausse (+70% en plus de deux siècles) en raison des émissions industrielles d’OCS, issues de la combustion du charbon, de la fabrication de l’aluminium et de la viscose, la tendance s’est inversée depuis les années 1990».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée, «en recherchant la meilleure combinaison possible de puits et de sources d’OCS, permettant d’expliquer la tendance atmosphérique observée», a montré «qu’il fallait associer aux émissions industrielles une forte augmentation du puits d’OCS lié à la photosynthèse des plantes terrestres». Elle en déduit «que la production primaire brute des végétaux s’est trouvée stimulée à l’échelle globale dans des proportions voisines de +30% en un siècle en réponse à l’augmentation du CO2 et au changement climatique qui en résulte».

Cette stimulation de la production primaire brute par le CO2, qui explique en grande partie «que les plantes soient capables de capter aujourd’hui environ un quart de nos émissions anthropiques de CO2», va «permettre de mieux contraindre les modèles numériques qui calculent l’évolution conjointe du climat et du cycle du carbone en réponse aux émissions anthropiques de CO2, donc de mieux contraindre les projections climatiques», car «la façon dont la photosynthèse répond aux variations du CO2 atmosphérique» était jusqu'à présent «l’un des termes les plus incertains prescrits dans ces simulations de changement climatique».

Pour finir, soulignons cependant que «cette capacité des plantes à absorber plus de CO2 au cours du vingtième siècle ne présage pas forcément de l’avenir puisque des facteurs susceptibles de limiter l’effet fertilisant du CO2 atmosphérique ont récemment été identifiés».

Une étude, dont les résultats intitulés «Implicit modeling of folds and overprinting deformation» ont été publiés dans la revue Earth and Planetary Science Letters, a permis de mettre au point une nouvelle approche de modélisation, baptisée Implicit Folding, qui améliore la représentation numérique des structures géologiques plissées et rend possible la construction de géométries complexes du sous-sol.

À l’heure du numérique, l'élaboration de cartes géologiques 3D passe par l'extrapolation des observations souvent ponctuelles et parcellaires sur la position ou l’orientation des structures géologiques. Comme les méthodes employées depuis une trentaine d’années, «assez similaires à celles utilisées en infographie et en conception assistée par ordinateur, ne peuvent pas prendre en compte l’ensemble des informations disponibles en géologie», il s'avère nécessaire de mettre œuvre «des techniques mathématiques intégrant les grands concepts géologiques et structuraux».

L'étude ici présentée vient d'accomplir «un pas vers cet objectif» en parvenant à «intégrer les concepts d’historique de plissement et d’éléments structuraux dans les techniques mathématiques de pointe servant à la construction de modèles géologiques structuraux».

Plus précisément, «ces avancées intègrent et mettent en équation deux concepts clefs en géologie structurale : (1) la relation géométrique entre les épisodes de déformation successifs, et (2) l’interprétation des traces laissées dans les roches par chacun de ces épisodes (foliations)».

Ainsi, cette approche, qui «permet d’intégrer de précieuses informations structurales qui sont habituellement ignorées par le processus de construction des structures» améliore «la cohérence des modèles générés».

Une étude, dont les résultats intitulés «A decorated raven bone from the Zaskalnaya VI (Kolosovskaya) Neanderthal site, Crimea» ont été publiés dans la revue PLOS ONE, a permis de décrire un os fin gravé d'encoches découvert en Crimée dans la grotte Zaskalnaya VI, qui a connu une longue occupation humaine durant le Paléolithique.

Cet os, daté de 38.000 à 43.000 ans, est «un radius de Grand corbeau (Corvus corax), donc un os de l'aile» qui était conservé dans la couche stratigraphique 3 dans laquelle les fouilles «ont mis au jour des restes d'Hommes de Néandertal». Lorsque les concrétions ont été retirées de ce fossile, sept entailles perpendiculaires à l'axe de l'os sont apparues: bien parallèles, elles «ne peuvent correspondre à des marques de boucherie».

L'analyse «montre qu'elles ont été réalisées à l'aide d'un outil en pierre, dans un mouvement de va-et-vient» et que «deux entailles ont été ajoutées après les précédentes, avec un angle très légèrement différent, dans des espaces plus grands, comme pour parfaire la régularité».

Soulignons que «ce n'est pas la première fois que des traces attribuées à Néandertal sont retrouvées sur des restes d'oiseaux» puisque «des marques nettes ont été repérées sur des serres de rapaces» et que «la collection d'objets décorés retrouvée dans la grotte d'Arcy-sur-Cure (-36.000 à -45.000 ans) est bien de la main d'Homo neanderthalensis».

La comparaison «avec 17 réalisations de ce genre (gravure sur structure tubulaire) provenant de sept sites magdaléniens» a montré que «dans la plupart des cas, l'objet gravé était un os d'oiseau» et que «les encoches étaient similaires, parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe, avec un espacement semblable».

De plus, comme des expérimentateurs bénévoles à qui on avait demandé «de tailler des encoches régulièrement espacées dans des os de pintade», sont parvenus à ce que la distance entre les marques soit «très proche de celle de l'os de corbeau gravé il y a 40.000 ans», cela confirme que «cette gravure est bien intentionnelle» et «assurément pas liée au dépeçage»: cet os qui n'est pas un outil a été réalisé «dans un but esthétique plutôt que pratique».

Une étude, dont les résultats intitulés «Two-stage opening of the Dover Strait and the origin of island Britain» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de montrer que la séparation de l’Europe et de la Grande-Bretagne, il y a moins de 450000 ans, résulte du déversement catastrophique d’un lac proglaciaire dont les eaux viennent des fleuves de l’Europe du Nord Ouest et de la fonte de la calotte glaciaire.

Rappelons tout d'abord que «jusqu’au stade isotopique MIS12 (+/- 450 ka) au cours de la glaciation de l’Elsterien-Anglien, l’Europe et la Grande-Bretagne étaient connectées, y compris lors des hauts niveaux marins du Pléistocène»: en effet, «un isthme localisé sur le haut structural du Weald-Artois reliait les deux entités et séparait la mer du Nord de la Manche». S'il est communément accepté que la connexion entre les deux mers va se faire à cette époque, «les modalités de la rupture de cet isthme sont débattues».

C'est en 2015 que la question des modalités de l’ouverture du détroit a été mise à l'ordre du jour, lorsqu'une étude a identifié «de gigantesques vallées sur les fonds de la Manche» qui ont été interprétées «comme le résultat de méga-inondations qui incisèrent le substratum rocheux». Notons cependant que, dans les années 1960-1970, les premiers travaux sur cette zone avaient mis en évidence «des dépressions appelées les fosses Dangeard».

La nouvelle étude, entreprise pour résoudre ce problème, a fait apparaître qu'une barre de craie «a agit comme un gigantesque barrage derrière lequel se trouvait un lac proglaciaire» et montre «comment le lac s’est déversé sous la forme de chutes d’eau géantes, érodant l’escarpement rocheux, le fragilisant et, éventuellement, conduisant à sa chute et le largage de quantités énormes d’eau sur le fond des vallées situées en dessous».

Ainsi, «les dépressions énormes analysées sur les fonds de la mer correspondraient à des marmites de géants, creusées par l’eau qui descendait en cascade de l’escarpement, se fracassant sur le sol et érodant les roches». Plus précisément, sept dépressions géantes, «creusées dans de la roche», «ont été observées, à peu près alignées entre les ports de Calais et de Douvres».

Comme elles font jusqu'à plusieurs kilomètres de diamètre et ont un ordre de 100 mètres de profondeur, elles «seraient la preuve du déversement des eaux du lac dans le sud de la mer du Nord». L'alignement de ces dépressions profondes «suggère qu’elles sont le résultat de cascades provenant d’un unique escarpement rocheux qui a peut être atteint 32 kilomètres de long et 100 mètres de haut : la connexion continentale entre l’Europe et la Grande Bretagne».

Ensuite («peut-être des centaines ou des milliers d’années plus tard»), «un nouveau système de vallées, le chenal du Lobourg, a été sculpté par des méga-inondations au travers du détroit». Ce système «est en connexion avec le gigantesque réseau que l’on observe dans la zone centrale de la Manche» et «le déversement de plus petits lacs au front des calottes glaciaires de la mer du Nord a pu être responsable des derniers épisodes d’érosion».

Néanmoins, «il subsiste des questions non résolues», car «le cadre chronologique n’est déterminé qu’indirectement par des comparaisons de faunes entre les deux bassins marins (Manche et mer du Nord) et les dépôts de la mer Celtique par exemple»: en effet, «les seuls prélèvements effectués n’ont pénétré les sédiments des fosses que sur quelques dizaines de centimètres». Il va donc falloir «réaliser des forages profonds afin de recueillir les sédiments piégés dans les fosses» et les dater.