Nous savons que les organismes peuplent non seulement la surface de la Terre, mais aussi le sol. Ce qui est difficile à imaginer, c’est que la vie puisse aller aussi loin plus de 10 km de profondeur souterrain. Pourtant, même à ces profondeurs, il existe des preuves de l’existence de micro-organismes : comment est-ce possible ? Leurs sources d’énergie sonthydrogène blanc (c’est-à-dire d’origine naturelle et trouvé sous terre) et le méthane résultant de processus d’origine géologique. Ces gaz sont au centre des recherches du laboratoire Laboratoire de carbone profond de l’Université de Bologne, née du projet DeepSeepfinancé par le Conseil européen de la recherche (ERC). Pour étudier les roches qui hébergent de l’hydrogène naturel et du méthane d’origine géologique, l’équipe dirigée par Alberto Vitale Brovaroneprofesseur titulaire de pétrographie au Département des sciences biologiques, géologiques et environnementales de Bologne, a réalisé ces dernières années des expéditions dans le monde entier. Ces études sont fondamentales sur le rôle que pourrait jouer l’hydrogène dans l’origine de la vie sur Terre, ainsi que dans la transition énergétique en tant que source d’énergie propre.
Comment et où se forment l’hydrogène et le méthane d’origine géologique
Hydrogène naturel (H2) est de l’hydrogène libre, c’est-à-dire non lié à d’autres éléments pour former des composés, qui proviennent principalement de la processus de serpentinisation. Ce processus consiste en la transformation des roches du manteau terrestre, qui sont péridotites composé de minéraux olivinedans serpentinites composé du minéral serpentin. Cela arrive quand, à des températures et pressions élevéesl’eau circulant dans le manteau réagit chimiquement avec l’olivine : au contact de l’eau le fer de l’olivine s’oxyde Et de l’hydrogène blanc est libéré. Si du carbone est alors présent, l’hydrogène s’y combine pour former méthane (CH4).
Mais quelles sont les zones sur Terre où l’eau et les roches du manteau peuvent interagir ? Il s’agit du zones de subductiondans lequel une plaque lithosphérique s’enfonce sous une autre plaque au fond de l’océan, donnant naissance à des tranchées océaniques, et crêtes océaniquesoù émergent les roches du manteau supérieur. Récemment, près de la dorsale médio-atlantique, un cylindre de roche de 1 268 m de long a été extrait du manteau terrestre, le plus profond jamais obtenu, dans lequel des traces de serpentinisation ont été trouvées. L’accès aux roches du manteau par forage est très compliqué en raison des températures et des pressions très élevées, mais il y a des endroits où les mouvements de la lithosphère les ont mis en lumière : ce sont les chaînes de montagnesoù se concentrent les recherches du projet Deep Carbon Lab.
Le projet Deep Carbon Lab et le rôle de l’hydrogène dans l’origine de la vie
Mongolie, États-Unis, Corse Et Groenland: ce ne sont là que quelques-unes des régions explorées par les chercheurs du Deep Carbon Lab de Bologne, qui visent à mieux comprendre comment l’hydrogène et le méthane naturels d’origine géologique (c’est-à-dire abiotique, différente de celle d’origine biologique) et comment ceux-ci remontent dans le lithosphère à des profondeurs compatibles avec la vie. Pour ce faire, les chercheurs d’abord ils collectent des échantillons d’anciennes roches du manteau apparu en correspondance avec les chaînes de montagnes. En laboratoire, les roches sont ensuite datées et analysées au microscope pour identifier bulles d’hydrogène et de méthane piégées dans les minéraux, appelés inclusions fluides. Grâce aux analyses de roches et de gaz et aux simulations théoriques, il est possible de retracer les méthodes et les moments de formation des gaz.
Les roches trouvées au Groenland s’élèvent à 3,8 milliards d’années et contiennent des bulles d’hydrogène et de méthane à l’intérieur. On pense qu’à cette époque les mécanismes du subductioncapable de favoriser la formation d’hydrogène. On émet également l’hypothèse que ce gaz, remontant à travers les fractures des roches, aurait pu atteindre des profondeurs caractérisées par des températures compatibles avec la vie (ne dépassant pas 122 °C). Ici, il aurait constitué, avec le méthane, un source d’énergie pour les micro-organismesdont les premiers témoignages remontent également à environ Il y a 3,8 milliards d’années. La vie aurait donc pu se développer d’abord dans les profondeurs de la croûte terrestre, pour ensuite remonter à la surface. Un témoignage de la façon dont ces gaz favorisent la vie est représenté par bouches hydrothermales présentes au niveau des dorsales océaniques, structures particulières d’où sort l’eau chauffée par le magma sous-jacent et où abondent des communautés microbiennes primordiales, associées à des roches du manteau ayant subi une serpentinisation.
Les études du Deep Carbon Lab ont également des implications dans recherche de vie microbienne sur d’autres planètes: ici aussi, en effet, le processus de serpentinisation serait impliqué. Par ailleurs, toutes les informations recueillies sur l’hydrogène blanc sont fondamentales pour comprendre quel pourrait être son rôle dans le futur. source d’énergie propre.
