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Une clé de l'origine de la vie dans les sources de la Cité perdue ?

Les briques de la vie sont-elles venues pour l’essentiel de l’espace ? Ou bien ont-elles été produites sur Terre dans les océans ? On n'a pas encore tranché entre ces deux hypothèses mais on vient de découvrir que les sources hydrothermales peuvent effectivement produire de grandes quantités de molécules hydrocarbonées.

The Lost City, au beau milieu de l'Atlantique, sur la dorsale. Crédit : University of Washington The Lost City, au beau milieu de l'Atlantique, sur la dorsale. Crédit : University of Washington

Une clé de l'origine de la vie dans les sources de la Cité perdue ? - 4 Photos

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Découverts en décembre 2000, lors d'une expédition de la National Science Foundation avec le navire Atlantis sur un massif montagneux situé sur la fameuse dorsale médio-océanique du milieu de l'Atlantique nord, le champ de cheminées hydrothermales baptisé The Lost City (La cité perdue) diffère sensiblement de ceux possédant les célèbres fumeurs noirs découverts en 1977. D’autres expéditions suivirent, notamment en 2003 puis 2005 avec le sous-marin DSV Alvin.

Les véhicules Hercules et Argus inspectant une cheminée haute de plus de 30 mètres à Lost City. Cliquez pour agrandir. Crédit : University of Washington
Les véhicules Hercules et Argus inspectant une cheminée haute de plus de 30 mètres à Lost City. Cliquez pour agrandir. Crédit : University of Washington

Les évents de The Lost City résultent des réactions entre l'eau de mer et la péridotite du manteau supérieur. Un processus connu sous le nom de serpentinisation se produit alors et c'est la chaleur libérée par celui-ci qui élève la température de l'eau sortant des évents. Il en résulte des fluides riches en hydrogène et en méthane, fortement alcalins (pH 9 à 11), avec des températures allant de 40 à 90 °C. Le champ de Lost City, impressionnant, compte environ 30 cheminées de carbonate de calcium de 30 à 60 mètres de hauteur. Ces structures sont d'ailleurs très similaires en composition aux travertins de Yellowstone.

Collecte de gaz à la sortie d'un des évents. En haut à droite, des filaments composés de bactéries capables de vivre dans un milieu très basique. Cela contraste avec les bactéries de fumeurs noirs vivant, elles, dans un milieu plutôt acide. Cliquez pour agrandir. Crédit : University of Washington
Collecte de gaz à la sortie d'un des évents. En haut à droite, des filaments composés de bactéries capables de vivre dans un milieu très basique. Cela contraste avec les bactéries de fumeurs noirs vivant, elles, dans un milieu plutôt acide. Cliquez pour agrandir. Crédit : University of Washington

On atteint donc des hauteurs largement supérieures à celles des champs de fumeurs noirs, mais des températures moins élevées, et un pH fortement basique. De plus, contrairement à ces derniers, les évents de Lost City ne crachent que de faibles quantités de gaz carbonique, de métaux et de sulfures. C'est d'ailleurs la présence de minéraux riches en fer et en sulfures métalliques qui donne sa teinte à l'eau sortant des fumeurs noirs. Les datations conduites à l’aide d’isotopes d’oxygène, de carbone et de strontium indiquent que certaines des cheminées sont âgées de 30.000 ans, ce qui là aussi contraste avec les cheminées des fumeurs noirs, beaucoup plus éphémères.

Encore une collecte de gaz à la sortie des évents hydrothermaux. Cliquez pour agrandir. Crédit : University of Washington
Encore une collecte de gaz à la sortie des évents hydrothermaux. Cliquez pour agrandir. Crédit : University of Washington

Comme il l’explique dans un article de Science Giora Proskurowski, post doc à la  Woods Hole Oceanographic Institution, et Deborah Kelley, qui faisait partie de l’équipe ayant découvert les évents de Lost City, ont réussi à prouver que non seulement ceux-ci crachent de 10 à 100 fois plus d’hydrogène et de méthane que les fumeurs noirs mais aussi des molécules hydrocarbonées plus complexes et en plus grandes concentrations.

Or, ces dernières sont essentielles pour l’apparition de la vie car des membranes cellulaires peuvent être construites à partir de simples chaînes de ces molécules hydrocarbonées et il suffit de leur ajouter quelques atomes d’azote, d’oxygène et même de soufre pour produire des acides aminés, ces briques de la vie.

Afin d’éliminer l’atmosphère et les organismes microbiens vivant à proximité des évents comme sources du carbone présent dans les molécules hydrocarbonées détectées, les chercheurs ont effectué des analyses basées sur la géochimie. La signature isotopique caractéristique des atomes de carbone dans l’atmosphère n’a pas été trouvée, ce qui sigifie que les atomes de carbone composant les molécules ne proviennent pas du dioxyde de carbone atmosphérique, et qui est dissous dans l’eau des océans. De même, d’autres analyses ont exclu une origine biologique et pointent clairement les rochers de Lost City comme sources du carbone.

L’origine abiotique des molécules carbonées et leur production au niveau des évents semblent donc bien établies.


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