La biosphère souterraine en système mantellique

La biosphère souterraine en système mantellique
Marie-Anne Cambon, Joël Quérellou
L'une des découvertes les plus extraordinaires de ces quinze dernières années est celle de la biosphère souterraine se développant dans les profondeurs des formations géologiques. L'idée que des communautés microbiennes vivent dans le plancher océanique, pouvait passer il y a encore peu de temps pour farfelue.
Ce n'est plus le cas aujourd'hui. Cette découverte est allée de pair avec celle de la biosphère souterraine continentale, qui a révélé la présence de microorganismes vivants jusqu'à des profondeurs de plusieurs kilomètres (3600 mètres), dont la limite de distribution était probablement déterminée par la température et la disponibilité des sources d'énergie.
En effet, dans la croûte continentale comme dans la croûte océanique, la température augmente régulièrement avec la profondeur, sur une base moyenne de 30°C par kilomètre, cette dernière valeur pouvant être affectée par les particularités des sites.
La biosphère souterraine océanique la plus profonde étudiée à ce jour en système sédimentaire a révélé la présence de microorganismes vivants à 1600 mètres sous le plancher océanique, par une profondeur de 4500 mètres d'eau.
L'une des questions les plus intrigantes liée à la biosphère souterraine est celle du taux de croissance. Les estimations les plus récentes (Jorgensen et al., 2006) ont permis de formuler l'hypothèse que la fréquence de division cellulaire serait comprise entre 100 et 10000 ans, ce qui est incompatible avec les données actuelles en physiologie des microorganismes, soulevant au passage la possibilité de mécanismes d'adaptation spécifiques.
La présence de concentrations importantes de méthane et d'hydrogène dans les fluides hydrothermaux des sites associés aux roches du manteau, permet l'installation de communautés microbiennes qui servent de base au développement des autres microorganismes et des animaux de ces sources hydrothermales. L'une des questions importantes et non encore résolue porte sur la présence de communautés microbiennes souterraines endogènes (c.a.d. s'y développant localement et non transportées par les fluides), basées sur l'hydrogène et le méthane, dans les profondeurs du manteau. Ces communautés auraient une dynamique propre, partiellement indépendante des contraintes du fond.
L'analyse des fluides des nouveaux sites découverts au cours de la campagne Serpentine devrait permettre de confirmer l'importance de la synthèse du méthane et de l'hydrogène nécessaire au développement d'une biosphère profonde mantellique.
Et pour bien comprendre cela, les forages sont nécessaires. Un projet dans ce sens est dicsuté dans le cadre du programme international de forage IODP (Integrated
Ocean Drilling Programme)