Altération des basaltes océaniques par les microorganismes

Altération des basaltes océaniques par les microorganismes endémiques des
sources hydrothermales.
Céline Rommevaux-Jestin, Pauline Henri et Bénédicte Ménez
Institut de Physique du Globe de Paris (UMR7154), Equipe Géobiosphère Actuelle et Primitive
(GAP)
Les processus d’altération des roches jouent un rôle très important dans les échanges
chimiques entre lithosphère, asthénosphère et atmosphère, et sont réalisés à plus de 70% au
niveau de la croûte océanique composée largement de basaltes et de péridotites. Ces roches
sont exposées à l’altération par contact avec l’eau de mer ou les fluides hydrothermaux, ce qui
a une implication majeure dans les cycles géochimiques globaux de certains éléments comme
fer (Fe), soufre (S), manganèse (Mn), magnésium (Mg) et carbone (C). De plus cette altération
impliquant des réactions d’oxydo-réduction sont théoriquement capable de fournir l’énergie
nécessaire au développement de communautés microbiennes chimiotrophes. Une grande
diversité de microorganismes a été décrite au sein de la lithosphère océanique et en particulier
dans sa composante basaltique, et pourrait donc être impliquée dans les processus d’altération.
Cependant les interactions microorganismes/roches ne sont pas complètement comprises, en
particulier les mécanismes et leur ampleur, en raison de la difficulté à différencier entre
processus biotiques et abiotiques.
Le but de cette étude est, au travers d’expérimentation de colonisation in situ au niveau
du champ hydrothermal Lucky Strike (MAR, 37°N-32°W), de caractériser les produits
d’altération d’origine biologique de verres basaltiques synthétiques, et d’étudier l’impact des
variations naturelles dans l’espace et dans le temps. Pour cela nous avons profité du cadre de
l’observatoire MoMAR, pour déployer et récupérer des incubateurs biotiques et abiotiques
autour de différents évents du champs hydrothermal Lucky Strike et pour des durées de
déploiement variant de quelques semaines à plus de 2 ans.
La nature et le niveau de colonisation de chaque échantillon sont déterminés par
séquençage des gènes des ARNr 16S, complétés par de l’imagerie en fluorescence (FISH). Les
phases d’altération sont parallèlement caractérisées à l’échelle micrométrique par microscopie
électronique à balayage et spectroscopie RAMAN. Les résultats préliminaires montrent une
grande variabilité dans le degré de colonisation et les phases d’altération obtenues.
L’occurrence de cellules microbiennes semble corrélée avec les phases d’altération contenant
du fer, pouvant être liées à des métabolismes spécifiques (ferro-oxydation, sulfo-oxydation et
sulfato-réduction).