Premiers signes de vie dans des lacs volcaniques acides ? // Early life signs in acidic volcanic lakes?

Une étude effectuée par une équipe de chercheurs de l’Université d’Akita (Japon) a révélé que peu de temps après avoir émergé de l’océan, la vie a pu s’adapter et s’installer dans des lacs volcaniques acides. L’étude, publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters, s’appuie sur une analyse géochimique de roches sédimentaires vieilles de trois milliards d’années prélevées dans le bassin de Witwatersrand en Afrique du Sud.

Les conclusions de l’étude japonaise ne sont pas vraiment un scoop. Des recherches antérieures ont déjà mis en évidence des signes de vie autour des «fumeurs noirs» au fond des océans, ou dans des mares de boue volcanique comme les celles qui mijotent dans la caldeira d’Uzon au Kamtchatka.

L’équipe japonaise a concentré son travail sur le Dominion Group, une formation rocheuse datant du Mésoarchéen et qui se trouve sur l’une des plus anciennes portions de la croûte terrestre – le craton du Kaapvaal – en Afrique australe. Bien que le Dominion Group se compose principalement de roches volcaniques, les chercheurs ont été plus intrigués par ses litages de roches sédimentaires, connus localement sous le nom de Wonderstone.

Dans trois carrières différentes, les chercheurs ont découvert des parois de Wonderstone, parfois hautes de plusieurs dizaines de mètres. Le matériau se compose principalement de grès et de schistes que les chercheurs ont interprété comme des débris provenant de l’érosion d’un volcan et qui auraient glissé dans un grand lac. Ce lac aurait existé à peine quelques dizaines de millions d’années après l’émergence du continent de l’océan.

La Wonderstone est une roche d’aspect sombre, presque noir et lisse. La couleur provient d’un matériau riche en carbone intercalé entre les grains de la roche. Bien que les mineurs exploitent les gisements de Wonderstone depuis des décennies, l’origine du carbone reste un mystère.

L’équipe scientifique japonaise a étudié les origines du matériau de couleur sombre en examinant la disposition des différentes formes de carbone dans la roche. Ils ont remarqué que la forme la plus lourde était rare, ce qui laisse supposer qu’elle provient d’êtres vivants tels que des micro-organismes morts. Les chercheurs ont également constaté que le profil du carbone correspondait à celui que l’on est censé trouver dans des organismes producteurs de méthane, ou méthanogènes. Ces organismes appartiennent à une ancienne famille de bactéries, les archées ou Archaea, connues pour leur capacité à survivre dans des conditions extrêmes.

En général, on pense que l’acidité n’est pas propice à la vie, mais elle a permis d’expulser des roches volcaniques les nutriments nécessaires à la vie. Ces nutriments ont pu également être fournis par une autre source. En observant les métaux présents dans la Wonderstone, les chercheurs sont arrivés à la conclusion que les fluides chauds présents dans les profondeurs avaient pu s’infiltrer dans l’ancien lac et y apporter des nutriments. Aujourd’hui, les colonies d’archées colonisent les bouches hydrothermales, elles aussi  riches en nutriments, au fond des océans.

Les chercheurs pensent que la Wonderstone pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre les anciens environnements lacustres sur Mars et la vie qui a pu y élire domicile, à supposer qu’une telle vie ait jamais existé.

Source: Yahoo News / ABC News.

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 A team of researchers from Akita University in Japan has suggested that shortly after emerging from the sea, life may have adapted to survive in acidic volcanic lakes. Their research, published in the journal Earth and Planetary Science Letters, comes from a geochemical analysis of 3-billion-year-old sedimentary rocks in the Witwatersrand Basin of South Africa.

The findings are not really new. Previous studies evidenced signs of life in the “black smokers” at the bottom of the oceans, or at volcanic mud pools like the acidic thermal pools in the Uzon Caldera (Kamchatka).

The Japanese team focused their study on the Dominion Group, a formation of rocks assembled in the Mesoarchean on what is today some of the oldest crust on Earth – southern Africa’s Kaapvaal Craton. Though the Dominion Group consists mostly of volcanic rocks, the researchers were most intrigued by its beds of sedimentary rock, known by local miners as Wonderstone*.

In three different quarries, the researchers found walls of Wonderstone, sometimes tens of meters tall. It consisted mostly of sandstones and shales, which they interpreted as debris that eroded from a volcano and slid downhill into a large lake. This lake would have existed just tens of millions of years after the continent’s emergence from the sea.

The Wonderstone is dark, almost black, and soft. The colour comes from a carbon-rich material interspersed between the rock’s grains. Although miners have exploited the Wonderstone deposits for decades, the origins of the carbon had remained a mystery.

The scientific team decided to investigate the origins of the dark material by looking at the array of different forms of carbon in the rock. They found a scarcity of the heaviest form of the element, which suggested that it came from living things such as dead microorganisms.

The team also found that the carbon profile matched what would be expected of methane-producing organisms, called methanogens. These organisms belong to an ancient domain of microbes called Archaea, which are known for their ability to survive in extreme conditions.

In general, it is believed that acidity is not conducive for life. But it leached nutrients from the volcanic rocks, which were necessary for life. Sustenance may have also come from another source. Metals present in the Wonderstone hinted to the researchers that hot fluids from deep underground were likely seeping into the ancient lake and bringing nutrients with them. Today, colonies of Archaea cluster around similarly nutrient-rich vents on the seafloor.

The researchers believe the Wonderstone could help scientists better understand ancient lake environments on Mars. Moreover, the rocks could shed light on the environments Martian life might have inhabited, if it ever existed.

Source: Yahoo News / ABC News.

* Wonderstone est l’appellation commerciale de la pyrophyllite qui est extradite en plusieurs endroits de la planète, comme l’Inde et l’Afrique du Sud.

Carrière de Wonderstone en Afrique du Sud

Echantillon de Wonderstone noire car riche en carbone

( Photos : Wonderstone Ltd)

Les archées ont d’abord été découvertes dans les environnements extrêmes, comme les sources chaudes volcaniques (Photo : C. Grandpey)

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