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Au cœur de l’océan Atlantique, au sommet d’une montagne sous-marine qui s’élève à plus de 3000 mètres au-dessus du fond, se trouve Lost City. Des centaines de stalagmites blanches forment des murs dans l’océan sombre, couvrant toute la zone d’un pâté de maisons et mesurant entre 10 et 60 mètres de hauteur. Des fluides alcalins chauds remplis de gaz hydrogène jaillissent des sommets de ces tours naturelles dans les eaux situées juste à l’est de la dorsale médio-atlantique.

Lost City pour comprendre les origines de la vie

Ce qui ressemble à une métropole abandonnée depuis longtemps, grouille en fait de vie microscopique. Les milliards de résidents microbiens de Lost City, perchés au sommet du massif de l’Atlantide, sont devenus une fascination pour les scientifiques. Ces microbes, prospères dans un champ hydrothermal situé au fond de l’Atlantique, détiennent le secret de la survie dans des environnements hostiles – et peuvent même fournir des indices sur les origines de la vie sur Terre.

lost-city-bras-robotiqueUn bras robotique récoltera des échantillons des stalagmites

Le 8 septembre, un groupe de 22 chercheurs, microbiologistes, géologues et océanographes se rendra à Lost City pour la première fois depuis des années. Ce groupe de scientifiques veut savoir comment les microbes de Lost City arrivent à prospérer, ce qu’ils mangent et respirent, et comment ils survivent dans les températures et les pressions extrêmes de l’océan profond.

Comment les microbes vivent dans ce lieu hostile

«Nous voulons savoir comment ils vivent là-bas», déclare William Brazelton, un microbiologiste de l’Université d’Utah, codirecteur de l’équipe. Découvert en 2000, contrairement à des types de sources hydrothermales plus courants, tels que les fumoirs noirs et les suintements de méthane, Lost City n’est pas alimenté par une activité volcanique.

Les évents sont plutôt créés lorsque l’eau de mer rencontre des roches provenant du manteau terrestre, créant du gaz et de l’énergie dans un processus connu sous le nom de serpentinisation car ils ressemblent à la peau des serpents. L’eau riche en calcium de ces évents réagit alors avec le carbone présent dans l’eau de mer pour former les cheminées de carbonates dans Lost City.

L’hydrogène qui jaillit des cheminées fournit une source d’énergie suffisante pour les microbes vivant dans Lost City. «C’est la chose la plus proche d’un repas gratuit offert par l’Univers», explique Brazelton. Les cheminées libèrent également du méthane, une molécule organique riche en énergie pour de nombreux types de vie.

Bien que l’énergie soit abondante, on ne sait pas encore où les microbes de cet écosystème des grands fonds acquièrent leur carbone ou leurs nutriments. Selon Susan Lang, cochef d’équipe et géochimiste à l’Université de Caroline du Sud, la résolution de ce mystère est l’une des principales missions de cette expédition. «L’une des questions que nous essayons de poser est la suivante: à quoi servent ces microbes? « La vie apparaît toujours pour une raison. »

Le véhicule Jason récoltera des échantillons

jason-explorationLe véhicule télécommandé Jason

Au cours de l’expédition de trois semaines, des scientifiques à bord du navire de recherche américain R/V Atlantis enverront un véhicule télécommandé, nommé Jason, à environ 800 mètres dans Lost City pour recueillir des échantillons. «Jason ressemble à un VUS avec une grosse queue qui sort de l’arrière», explique Beth Orcutt, microbiologiste au laboratoire Bigelow pour les sciences océaniques, qui participe à l’expédition mais n’y va pas elle-même. « Les scientifiques utilisent Jason comme leurs yeux et leurs bras sur les fonds marins. »

Jason va recueillir des sédiments du fond marin et extraire de petits échantillons des cheminées de Lost City, mais surtout, Jason cherchera de l’eau. Les scientifiques de l’expédition prévoient de collecter l’eau qui s’écoule des cheminées pour capturer les microbes qui vivent au plus profond du massif de l’Atlantide. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que les microbes présents à cet endroit introduisent du carbone et des nutriments dans l’écosystème, ce qui permet la vie microbienne à la surface des cheminées.

« Cela montrerait que la terre est un système hautement connecté », explique Lang. « Même les organismes les plus étranges qui vivent au sous-sol permettent la vie à la surface. »

Jason collectera environ 30 litres d’eau de mer chaque jour. Une partie de l’eau collectée sera stockée dans des congélateurs pour de futures recherches, tandis que le reste sera analysé sur place pour mesurer la composition chimique ainsi que les populations de microbes et de virus. Au cours des prochaines années, les tests génétiques des échantillons d’eau de mer permettront de déterminer quels types de microbes vivent dans cet environnement extrême et comment ils parviennent à survivre.

Résoudre l’origine de la vie

«La géochimie et la géologie de Lost City semblent se rassembler de manière à résoudre le problème énergique de l’origine de la vie comme la poule et l’œuf», a déclaré Jeffrey Marlow, microbiologiste à l’Université Harvard. Le problème de la «poule et de l’œuf» fait référence au fait qu’une cellule a besoin d’énergie pour créer des biomolécules et que des biomolécules sont nécessaires pour exploiter l’énergie.

D’autres endroits comme Lost City existent dans les profondeurs de la mer, mais ils se sont révélés difficiles à trouver. Parce que les sous-produits de la serpentinisation sont relativement banals – principalement l’hydrogène et le méthane – des sites comme Lost City n’ont pas de fortes biosignatures comme d’autres systèmes hydrothermaux, comme les fumoirs noirs qui dégagent des gaz soufrés.

«Nous pensons que des sites comme Lost City sont assez répandus, mais nous ne savons pas où ils se trouvent», explique Lang. « En ce moment, nous dirions que Lost City est unique, mais ce n’est probablement pas le seul. »

Certains scientifiques de la mer affirment que l’exploitation des fonds marins avant que nous comprenions sa biologie de base pourrait constituer une catastrophe. «Comme pour toutes les frontières, il est assez facile d’affecter les changements sans même savoir ce qu’il y a ou quelles sont leurs vulnérabilités», explique Lisa Levin, biologiste des fonds marins et cofondatrice de Deep Ocean Stewardship Initiative.

microbesUn échantillon vu au microscope des microbes de Lost City

Conserver ces lieux inconnus d’une importance mondiale

De nombreux chercheurs en eau profonde appellent maintenant à la conservation de Lost City et de sites similaires, soulignant l’importance mondiale de la microbiologie des océans profonds, qui contribue aux cycles des nutriments, à l’atténuation du climat et à la diversité génétique.

« Nous voulons attirer l’attention sur la fraction invisible de la vie », a déclaré Orcutt, qui a organisé des réunions scientifiques sur les impacts de l’exploitation minière en haute mer sur l’activité microbienne. «Le fond de la mer a de la valeur. Chaque fois que des scientifiques vont au fond de l’océan, de nouvelles espèces sont découvertes.

Il y a tellement de régions dans l’océan que nous ne connaissons pas. L’expédition à Lost City nous aidera à en apprendre un peu plus sur les mondes mystérieux qui existent dans tous les océans, mais qui sont souvent négligés par plusieurs scientifiques et totalement inconnus par la population.

Source : Smithsonian