Lorsque les scientifiques trouvent de la vie microbienne prospérer dans certains des environnements les plus extrêmes de la Terre, cela leur donne l’espoir de pouvoir trouver de la vie sur d’autres planètes.
Aujourd’hui, les chercheurs ont découvert des milliards de bactéries vivant dans de minuscules fissures dans les roches volcaniques sous le plancher océanique, à plus de 14 km sous la surface de l’océan et à 90 mètres de plus sous le plancher océanique, selon une nouvelle étude publiée jeudi.
Et ils estiment que de minuscules fissures similaires, remplies d’argile, dans les roches sur Mars ou sous sa surface pourraient constituer un centre de vie similaire.
La croûte océanique supérieure, connue sous le nom de fond océanique, a été continuellement créée sur Terre depuis environ 3,8 milliards d’années. Les volcans sous-marins libèrent de la lave à 1 200 °C qui se solidifie en roche basaltique lorsque la roche chaude réagit aux profondeurs froides de l’océan.
Les évents hydrothermaux le long du plancher océanique sont connus pour soutenir les bactéries et autres formes de vie qui convertissent les minéraux en énergie plutôt qu’en lumière.
Auparavant, les chercheurs ont étudié les bactéries systèmes qui avaient entre 3,5 et 8 millions d’années. Mais 90 % des fonds océaniques sont beaucoup plus anciens que cela.
Yohey Suzuki, professeur agrégé au Département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université de Tokyo, et ses collègues ont étudié des échantillons de lave basaltique trouvés à 100 mètres sous le fond de l’océan entre Tahiti et Nouvelle-Zélande. La lave variait de 33 à 104 millions d’années.
Ils y ont trouvé une richesse de vie microbienne unicellulaire vivant dans de minuscules fissures parmi la roche, qui étaient riches en fer et en argile.
Pour être exact, ils estiment que 10 milliards de cellules bactériennes vivent par centimètre cube dans ces communautés. (Les bactéries connues pour vivre dans la boue le long du fond marin pâlissent en comparaison, à 100 cellules par centimètre cube.)
Les chercheurs pensent que la teneur en fer de l’argile trouvée dans les profondeurs des fonds marins favorise la croissance de ces grandes communautés bactériennes. L’étude a été publiée dans la revue Communications Biology.
« Je pensais que c’était un rêve, de voir une vie microbienne aussi riche dans les roches », a déclaré M. Suzuki, « Je m’attends maintenant presque à trouver de la vie sur Mars. Si ce n’est pas le cas, c’est que la vie repose sur un autre processus que Mars n’a pas, comme la tectonique des plaques. »
Du fond de l’océan à Mars
Les fissures se forment lorsque la lave refroidit, créant des espaces étroits de moins d’un millimètre de diamètre. Des millions d’années de résidus et d’accumulations les remplissent d’argile infusée de minéraux. Ensuite, les bactéries y trouvent un bon foyer et s’y installent.
« Ces fissures sont un endroit très accueillant pour la vie. Les minéraux d’argile sont comme un matériau magique sur Terre ; si vous pouvez trouver des minéraux d’argile, vous pouvez presque toujours trouver des microbes qui y vivent », a déclaré M. Suzuki.
La bactérie que M. Suzuki et ses collègues ont trouvée est similaire à la façon dont nos cellules produisent de l’énergie, un processus qui repose sur les nutriments organiques contenus dans l’oxygène. Au lieu des ressources que les humains tirent de la surface de la Terre, ils obtiennent ce dont ils ont besoin des minéraux argileux.
L’argile est un élément que le rover Curiosity de la NASA a beaucoup exploré sur Mars.
Depuis son atterrissage en 2012, Curiosity a exploré le cratère de Gale, un lit de lac ancien vaste et sec avec en son centre – le mont Sharp – de 5 000 m de haut.
Des ruisseaux et des lacs ont probablement rempli le cratère Gale il y a des milliards d’années, c’est pourquoi la NASA y a fait atterrir le rover en 2012. Les scientifiques veulent savoir si l’ancienne Mars a déjà soutenu une vie microbienne.
Mars, comme la Terre, possède également une croûte basaltique qui s’est formée il y a quatre milliards d’années. Et ces dernières années, des eaux souterraines et du méthane ont été détectés sur la planète rouge.
Curiosity a observé et foré des échantillons de roches riches en argile dans le lit du lac.
Les minéraux argileux présents dans ces roches à la surface de Mars pourraient être similaires à ceux des fissures des roches océaniques.
« Les minéraux sont comme une empreinte digitale des conditions présentes dans l’argile au moment de sa formation. Des niveaux neutres à légèrement alcalins, une température basse, une salinité modérée, un environnement riche en fer, des roches basaltiques – toutes ces conditions sont partagées entre les profondeurs de l’océan et la surface de Mars », a déclaré M. Suzuki.
Son équipe collabore avec des chercheurs du Centre spatial Johnson de la NASA à Houston, au Texas, pour mettre au point un plan d’examen et d’analyse des échantillons de roche qui reviendront un jour de Mars.
Une radiographie 3D pourrait les aider à jeter un coup d’œil à l’intérieur des échantillons et à rechercher des fissures remplies de minéraux – et peut-être trouver des preuves de vie.
« Cette découverte de la vie là où personne ne l’attendait dans la roche solide sous le plancher océanique pourrait changer la donne dans la recherche de la vie dans l’espace », a déclaré M. Suzuki.
L’étude des fonds marins
Mais la recherche de bactéries dans les profondeurs de l’océan est délicate.
« Honnêtement, c’était une découverte très inattendue. J’ai eu beaucoup de chance, car j’ai failli abandonner », a avoué M. Suzuki.
Les échantillons ont été collectés en 2010 dans le cadre du Programme intégré de forage océanique, un programme international de recherche marine, qui a emmené les chercheurs de Tahiti en Nouvelle-Zélande. Il s’arrêtait à trois endroits sur le chemin, utilisant un tube métallique de 14,4 km (9,7 milles) de long pour atteindre le fond de l’océan et ensuite forer à 125 m (410 pieds) en dessous. Des carottes ont été prélevées, constituées notamment de boue, de sédiments et de roche solide.
Les échantillons ont été prélevés loin des évents hydrothermaux pour éviter toute contamination, au cas où la bactérie était transportée de l’un d’entre eux vers les roches, et les roches ont été stérilisées lorsqu’elles ont été remontées.
Ébrécher et broyer des roches n’ont donné aucun résultat.
Yohey Suzuki, inspiré par les fines tranches d’échantillons de tissus que les pathologistes utilisent pour diagnostiquer les maladies, a enduit les roches d’époxy pour maintenir la forme de la roche, puis a découpé de fines couches. Il a lavé les minces morceaux avec un colorant qui tacherait tout ADN présent.
Sous son microscope, il a vu des cellules bactériennes vertes, entourées d’argile orange et de roche noire. M. Suzuki a pu effectuer une analyse d’ADN du génome entier et identifier ce qui vivait à l’intérieur des fissures.
Il a trouvé des preuves de vie.
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