Les stromatolites sont les structures biologiques les plus imposantes découvertes dans la roche précambrienne. Si ce sont des fossiles, leur profil stratigraphique, qui s'étendrait sur 3,5 milliards d'années, serait le plus long laissé par un organisme vivant.

Stromatolites vivants, à marée basse dans la baie Shark, à l'ouest de l'Australie. (Photographie par Paul Hoffman)

La baie Shark est une grande échancrure dans l'océan Indien, au Nord de Perth, à un jour de voyage par la route de la côte Nord-Ouest qui traverse les régions désertiques de l'Ouest australien. Les sédimentologues considèrent que cette baie est un lieu saint : c'est le seul endroit sur terre où les constructions dues aux algues, ou stromatolites, ont une taille et une diversité morphologique analogues à celles de leurs lointains ancêtres, pendant leur âge d'or, au Précambrien. Découvertes à la fin des années 1950, les plus belles stromatolites de la baie Shark s'élèvent dans la zone intertidale, le long d'un lagon intérieur appelé Hamelin Pool. Elles doivent leur prospérité à la forte salinité - deux fois la salinité des océans  - qui éloigne les brouteurs d'algues, tels les chitons et les escargots. La forme et la taille des stromatolites de Hamelin Pool dépendent de l'environnement immédiat. Les grosses stromatolites en forme de champignon croissent sur les pointes où elles sont battues dans toutes les directions par les vagues et la marée. Les stromatolites en forme de pain existent dans les échancrures protégées, perpendiculaires aux berges. 

Les stromatolites sont des structures solides en forme de choux-fleurs créées par une association microbienne. La partie éclairée du sommet est constituée d'une couche, mince et gluante, formée de cyanobactéries qui, par photosynthèse, produisent de l'oxygène, alors que des microbes, dont l'existence dépend de la fermentation, survivent dans les replis sombres sous cette couche. Le tapis de cyanobactéries piège les sédiments et favorise la précipitation de carbonates, ce qui provoque l'érection de ces structures solides en forme de chou-fleur. Puisque leur croissance dépend des marées, de la température et de l'ensoleillement, les stromatolites ont une lamination périodique plus petite que un millimètre.

Stromatolites vieilles de un milliard huit cent millions d'années exhumées dans le bras Est du Grand lac des Esclaves. (Photographie par Paul Hoffman.)

Coupe transversale de stromatolites trouvées au Grand lac des Esclaves. (Photographie par Paul Hoffman)

Paul Hoffman était l'un des géologues qui, dans les années soixante, s'était rendu à la baie Shark pour examiner les stromatolites vivantes. Ce Canadien, alors doctorant à l'université John Hopkins de Baltimore (États-Unis), étudiait la stratigraphie de la roche précambrienne exposée dans la région du bras Est du Grand lac des Esclaves. Le bras Est du Grand lac des Esclaves s'étend sur trois cents kilomètres en direction nord-est dans le cœur granitique du Bouclier canadien. Les îles et les presqu'îles allongées qui meublent le bras Est sont composées surtout de roches volcaniques et, dans le groupe de Pethei, de roches sédimentaire contenant des stromatolites magnifiquement préservées et exposées. Bien que très anciennes (environ un milliard huit cent millions d'années), ces roches sont bien préservées et elles n'ont sans doute jamais été enfouies profondément. 

Les stromatolites d'eau peu profonde du groupe Pethei présentent une similitude étonnante avec celles vivant dans un milieu analogue dans la baie Shark. À l'évidence, les fossiles en forme de miches alignées perpendiculairement à la rive subissaient les mêmes forces environnementales que celles exercées sur les stromatolites vivantes. Hoffman a démontré que dans le groupe de Pethei, les stromatolites vivant en eau profonde étaient très différentes. Ce sont des cônes minuscules et des colonnes tronquées d'environ deux centimètres. Vivant dans l'obscurité permanente, ces stromatolites rabougries n'ont pas été construites par des cyanobactéries photosynthétiques. Elles ont été érigées probablement par des microbes subsistant grâce à la fermentation.