L'homme n'a encore pu accéder au lac de Vostok, cette nappe d'eau qui gît bien au frais depuis une vingtaine de millions d'années sous la calotte antarctique. Grâce au sondage effectué sur la base russe, les chercheurs commencent toutefois à mieux cerner les conditions physico-chimiques qui règnent dans cet énorme réservoir. Les données recueillies à ce jour, résumées jeudi 6 décembre dans la revue Nature, montrent que des microbes pourraient très bien avoir évolué dans ce milieu certes hostile, mais pas incompatible avec la vie.

Aussi grand que la Corse

Les contours du lac ont été repérés grâce à des échosondages effectués par avion. Ses dimensions (240 km sur 50, l'équivalent de la Corse) et sa profondeur (jusqu'à 1000 mètres) en font de loin le plus grand lac sous-glaciaire connu. Il est enfoui sous une calotte dont l'épaisseur varie de 3750 à 4150 mètres. Il s'est installé à l'air libre à l'intérieur d'un rift, avant d'être recouvert par les glaciers il y a une vingtaine de millions d'années, lorsque le continent Antarctique qui dérivait vers le pôle Sud a vu son climat se refroidir.

De l'eau qui circule

Bien qu'enfoui sous 4000 mètres de glace, sans rivière pour l'alimenter ou pour le vidanger, le lac Vostok n'est pas inerte. Les scientifiques ont découvert que les eaux y circulent: un lent mouvement de convexion est entretenu par le «réchauffement» des eaux profondes au contact des roches ou de sources hydrothermales. Les eaux du lac ne se contentent pas de se mouvoir, elles sont également entraînées dans un cycle de gel et de dégel. Le point de fusion de l'eau, qui dépend notamment de la pression, n'est en effet pas le même partout, la colonne de glace surplombant le lac étant variable. En certains endroits, la glace fond, se mêle aux eaux lacustres, et ailleurs de la glace se reforme à la surface, à partir de ces mêmes eaux. Cette glace, dite d'accrétion, qui a des propriétés physiques différentes de celles des couches empilées résultant de l'accumulation neigeuse, a d'abord été repérée par les sondages radar.

Depuis, elle a été échantillonnée sur le site de Vostok (voir l'infographie). Les chercheurs ont donc déjà mis des cubes d'eau lacustre congelée dans leurs éprouvettes. Bien sûr, sa composition n'est pas représentative de l'ensemble du réservoir sous-glaciaire, car l'essentiel des minéraux est éjecté au moment de la cristallisation. Le lac pourrait par ailleurs être stratifié selon un gradient de salinité. La circulation des eaux lacustres est sans doute complexe: seule une couche plutôt superficielle pourrait alors être entraînée dans ce cycle de gel et de dégel.

Assez de nutriments pour survivre

Des sels minéraux parviennent, lentement mais régulièrement, dans l'eau du lac. Ils proviennent de la surface, ont fait le long voyage vers le bas en compagnie des cristaux de glace – l'âge des couches les plus vieilles est estimé à environ 1 million d'années – et sont dissous au moment où la glace fond au contact du lac. Lors du regel de l'eau, ces minéraux n'entrent pas dans les mailles cristallines. Résultat: le lac s'enrichit en sels avec le temps. De même, les rares grains de sable et de poussière qui se déposent sur la calotte parviennent à la surface du lac un million d'années plus tard, puis ils coulent et s'accumulent au fond sous forme de sédiments.

Les premières analyses de la glace d'accrétion montrent que l'eau contient du sodium, du magnésium, du calcium, des chlorures, des carbonates et des sulfates, ainsi que de faibles quantités de composés organiques. Les chimistes y ont aussi trouvé des «hydrates gazeux», des assemblages de cristaux de glace et de molécules de gaz qui se forment à basse température et sous une pression élevée. Alimentée par ces hydrates gazeux, l'eau du lac serait donc légèrement oxygénée, du moins à sa surface. Les chercheurs pensent en revanche qu'au fond, au voisinage des sédiments, il ne devrait plus y avoir d'oxygène.

Des bactéries dans la glace

Des chercheurs américains ont annoncé, en 1999, avoir trouvé des bactéries dans la glace d'accrétion. Ces microbes se remettent à manger et à respirer lorsqu'on les plonge dans des conditions qui leur sont favorables. Les études génétiques qui ont été faites depuis ont montré que ces bactéries sont très proches de celles que l'on trouve aujourd'hui à la surface de la Terre. D'où viennent-elles? Ont-elles été emprisonnées lorsque les eaux du lac où elles vivaient ont regelé? Ou s'agit-il d'une contamination via le liquide de forage, essentiellement du kérosène? La question reste en suspens.

Des microbes dans le lac?

Les chercheurs s'attendent à trouver des bactéries plus «originales». Elles auraient évolué isolées de leurs consœurs de la surface pendant une vingtaine de millions d'années. Largement le temps de développer des traits caractéristiques, que l'on ne retrouve nulle part ailleurs. S'ils existent, ces microbes sont forcément dépendants des éléments nutritifs présents dans l'eau: dans le noir total, il ne peut y avoir production de sucres par photosynthèse. Ils doivent aussi supporter une pression plutôt élevée et un froid relatif. Pour respirer? L'oxygène présent pourrait suffire à certains. D'autres pourraient utiliser le soufre, un élément qui pourrait être amené par des sources hydrothermales. Bref, pour des microbes spécialisés, la vie dans le lac Vostok semble possible.