géosciences

Dans les profondeurs terrestres, un foisonnement de vie insoupçonné

L’absence de lumière et une pression insoutenable n’empêchent pas les micro-organismes de prospérer dans les sous-sols profonds de la planète, d’après un projet de recherche international qui vient d’aboutir

Ils ont fouillé l’intimité d’une mine de diamants sud-africaine; les entrailles d’un réservoir de pétrole canadien; les tréfonds d’un aquifère souterrain islandais; les tripes d’une nappe d’eau vieille de deux cents millions d’années dans le New Jersey; mais aussi les fondements de glaciers groenlandais ou antarctiques, sans oublier le sous-sol des océans…

Ils ont ensuite analysé leurs échantillons au microscope, puis séquencé des génomes… Avec, partout, une même surprise: l’absence de lumière, la pauvreté en nutriments, le froid ou la chaleur et une pression insoutenable n’empêchent pas la vie de foisonner dans les roches souterraines: ces dernières renfermeraient même une abondance et une diversité microbiennes qui surpassent ce qu’on connaît en surface!

Lire aussi: Des microbes parfois pathogènes peuplent l’atmosphère

A Washington le 10 décembre, les présentations se sont succédé lors d’un congrès de l’Union américaine de géophysique (AGU). Il fallait bien cela pour résumer le travail de l’Observatoire du carbone profond (DCO), une collaboration décennale de milliers de chercheurs de tous pays. Un inventaire inédit. «Cette profusion biologique souterraine m’étonne, affirme Edward Mitchell, spécialiste de la biologie du sol à l’Université de Neuchâtel. On pensait cette vie possible, sans imaginer son ampleur ni sa déconnexion de la surface du globe. Mes collègues montrent qu’elle se fournit en énergie et nutriments avec les moyens du bord.»

Abondance insoupçonnée

A cent, mille ou cinq mille mètres de profondeur, sous les continents ou les océans, les ressources sont rares. «Mais tant qu’il y a un peu d’eau et que la température le permet, la vie est possible, résume Bénédicte Ménez, de l’Institut de physique du globe de Paris, membre du DCO. Au cœur de la roche, faute d’oxygène, il faut respirer du fer, du soufre, de l’arsenic… la vie se débrouille. Parfois en attaquant la roche pour en tirer ce dont elle a besoin.» Faute de photosynthèse, c’est le royaume de la chimiosynthèse. Un empire à explorer. «Il nous aide à comprendre l’apparition de la vie sur Terre et – peut-être – sur d’autres planètes.»

La vie, son métabolisme, est extrêmement ralentie par le manque d’énergie et de nutriments

Isabelle Daniel, du laboratoire de géologie de Lyon

Cette abondance insoupçonnée est d’abord liée au volume des régions souterraines où la vie peut prospérer, soit là où la température est inférieure à 122°C, une limite entre enfer et paradis déduite du laboratoire. Les géologues estiment cette «isotherme 122» à une profondeur comprise entre 300 mètres et 23 kilomètres, suivant le lieu. Soit un volume de roche compatible avec la vie plus important que celui offert par les océans. D’après les calculs des chercheurs du DCO, il y aurait en masse deux fois plus de (micro) zombies des profondeurs que de leurs homologues de surface.

Gestion parcimonieuse

«La vie, son métabolisme, est extrêmement ralentie par le manque d’énergie et de nutriments, explique Isabelle Daniel, du Laboratoire de géologie de Lyon (France), elle aussi membre du DCO. Nous estimons que le temps de renouvellement de ces populations microbiennes du sous-sol – la demi-vie – se mesure au moins en centaines, voire en milliers d’années.» Une affaire de minutes ou d’heures en surface! «Ces organismes ont une gestion parcimonieuse et un recyclage efficace des ressources», explique la chercheuse. «J’ai hâte d’en savoir plus sur la répartition géographique de ces espèces, souligne Edward Mitchell. Compte tenu de leur grande durée de vie, on peut imaginer que certaines ont pu voyager depuis des millions d’années au gré de la dérive tectonique.»

Lire aussi: Un virus géant inconnu sorti des glaces

En attendant que notre connaissance progresse, les as du puits – géants pétroliers compris – espèrent trouver dans ces résultats des solutions à certains de leurs soucis. Comme l’obstruction – ou le tarissement prématuré – de gisements, par exemple. «En Islande, une expérience d’enfouissement de CO2 industriel en nappe d’eau profonde a failli tourner court. Le gaz devait se muer en roche pour des millénaires. Mais le forage a tant stimulé la vie microbienne que les puits se sont bouchés. Il a fallu en faire d’autres, dans des zones trop chaudes pour la vie», raconte Bénédicte Ménez.

La mésaventure devrait servir de leçon aux velléitaires du stockage en sous-sol d’excédents d’énergie verte, sous forme d’hydrogène, prisé par des études en Allemagne et en France. «C’est le carburant préféré de la vie microbienne. On peut s’attendre à des surprises.»

Lire aussi: Les «émissions négatives» de carbone, un pari hasardeux

Publicité