🌋 Découverte d'une énorme émission d'hydrogène dans les abysses
Publié par Cédric,
Auteur de l'article: Cédric DEPOND
Source: Science Advances
Autres langues: EN, DE, ES, PT
Auteur de l'article: Cédric DEPOND
Source: Science Advances
Autres langues: EN, DE, ES, PT
Restez toujours informé: suivez-nous sur Google Actualités (icone ☆)
Cette trouvaille, réalisée par l'Institut d'océanologie de l'Académie chinoise des sciences (IOCAS), ouvre une nouvelle fenêtre sur les processus géochimiques abyssaux. Le champ hydrothermal Kunlun, exploré à l'aide du submersible habité Fendouzhe, présente des caractéristiques géologiques exceptionnelles qui chamboulent les modèles établis.
Dessin illustrant le mécanisme des activités hydrothermales.
L'eau de mer s'enfonce dans la lithosphère par de profondes failles sur les parties courbées de la plaque Caroline en subduction, à l'ouest de la fosse de Mussau. Elle y réagit avec les roches chaudes, formant de la serpentinite et de l'hydrogène. Les fluides alcalins, riches en hydrogène, magnésium et fer, générés par la serpentinisation, remontent le long des fractures et dissolvent continuellement le calcium des roches environnantes, entraînant un enrichissement en calcium des fluides hydrothermaux. Après leur remontée, ces fluides se mélangent à la circulation superficielle de l'eau de mer et sont libérés au fond de l'océan sous forme de décharge hydrothermale.
Près de la cheminée, sous des températures élevées, les ions calcium et magnésium des fluides hydrothermaux se combinent au dioxyde de carbone de l'eau de mer pour former de la dolomite. À plus grande distance de la cheminée, sous l'effet du refroidissement dû à l'eau de mer, des roches carbonatées authigènes, principalement composées de calcite, se forment dans des conditions de température normale du fond marin. Ces fluides hydrothermaux riches en hydrogène accumulent de l'hydrogène dans la cheminée après avoir été libérés au fond de celle-ci, favorisant ainsi un écosystème chimiolithoautotrophe.
Un géant méconnu des abysses
Le site se compose de vingt dépressions circulaires de grande taille. Certains de ces cratères sous-marins dépassent le kilomètre de diamètre.
Ces structures forment un vaste réseau sur la plaque des Carolines. Leur morphologie évoque des cheminées naturelles canalisant les fluides depuis les profondeurs de la Terre.
L'ensemble couvre une superficie de 11,1 kilomètres carrés. Cette étendue dépasse de cent fois celle du célèbre site de la Cité Perdue dans l'océan Atlantique.
Un processus générateur d'hydrogène
Le phénomène de serpentinisation est au cœur de cette activité. Il implique une réaction chimique entre l'eau de mer et les roches mantelliques riches en olivine.
Ce processus génère des minéraux serpentineux et libère d'importantes quantités d'hydrogène moléculaire. La spectroscopie Raman a mesuré des concentrations atteignant 6,8 millimoles par kilogramme dans les fluides.
Le flux annuel d'hydrogène est estimé à 480 milliards de moles. Ce chiffre représente donc au moins cinq pourcent de la production abiotique mondiale sous-marine, une contribution impressionnante pour un seul système.
Pour aller plus loin: Qu'est-ce qu'un champ hydrothermal ?
Un champ hydrothermal est une zone active du plancher océanique où de l'eau chauffée en profondeur s'échappe. Cette eau provient de l'infiltration de l'eau de mer dans les fractures de la croûte terrestre. Elle se réchauffe au contact du magma et s'enrichit en éléments minéraux. Ces fluides chargés remontent ensuite à la surface.
Ces systèmes forment des évents ou des cheminées minérales aux formes parfois complexes. Les températures des fluides peuvent varier de quelques degrés à plus de 400 °C pour les fumeurs noirs. Ils déposent des sulfures métalliques et d'autres minéraux en précipitant au contact de l'eau froide. Ces structures constituent des archives géochimiques uniques.
Ces oasis des abysses hébergent des écosystèmes basés sur la chimiosynthèse. Ils abritent une vie microbienne et animale spécialisée, indépendante de la lumière solaire. Leur étude éclaire les limites de la vie sur Terre et potentiellement ailleurs. Ils jouent un rôle important dans la composition chimique des océans.