Le fond des océans englouti joue un rôle clé pour la vie sur Terre

Les travaux récents du doctorant Zhengyu Long, sous la direction de Frédéric Moynier, et de leurs collègues de l'Institut de physique du globe de Paris (IPGP,/Université Paris Cité/CNRS) et du CNRS ont mis en lumière un mécanisme qui participe au cycle du carbone terrestre, en lien avec la subduction des plaques océaniques.

Leur étude, publiée dans Science Advances, indique que les carbonatites - des roches volcaniques peu fréquentes, riches en carbonates - présentent une signature isotopique particulière, vraisemblablement héritée de la croûte océanique subductée.

Ces résultats suggèrent l'existence d'un processus de recyclage du carbone marin dans le manteau terrestre, qui pourrait contribuer à la régulation du cycle global du carbone et au maintien des conditions propices à la vie sur Terre.

Un processus au coeur de la dynamique du carbone profond

Les sédiments carbonatés qui s'enfoncent dans les zones de subduction sont souvent interstratifiés avec des couches argileuses, ou reposent sur une croûte océanique ignée altérée. En étudiant des carbonatites issues de milieux géologiques variés - océaniques et continentaux - sur une période couvrant deux milliards d'années, l'équipe a observé que leur composition isotopique en potassium semble refléter l'origine mantellique de ces roches, plutôt que des processus magmatiques secondaires.

Ces observations conduisent à penser que le recyclage des carbonates marins, notamment via la subduction de croûte océanique altérée, pourrait jouer un rôle important dans la dynamique des réservoirs profonds de carbone. L'origine des carbonatites, longtemps discutée, apparaît ainsi davantage liée à la fusion partielle de réservoirs mantelliques enrichis en carbonates recyclés.

Des éléments nouveaux pour mieux comprendre le cycle global du carbone

Les apports carbonatés impliqués dans ce processus pourraient provenir d'un panache mantellique profond ou résulter d'une interaction entre un panache et un manteau lithosphérique contenant des carbonates. Une fusion partielle très limitée pourrait alors produire des magmas carbonatitiques. Ce mécanisme de transfert du carbone en profondeur serait actif depuis au moins deux milliards d'années, y compris dans des contextes de subduction plus chaude.

Ces travaux apportent ainsi des éléments complémentaires pour mieux comprendre le cycle global du carbone. Ils mettent en avant la place des carbonatites dans la dynamique mantellique et soulignent la contribution probable de la croûte océanique subductée au recyclage du carbone, un processus important dans l'équilibre des conditions de surface de la Terre.