Les collisions continentales violentes et les éruptions volcaniques ne sont pas des choses normalement associées à des conditions confortables pour la vie. Cependant, une nouvelle étude, impliquant l'Université du Tennessee, Knoxville, Professeur agrégé de microbiologie Karen Lloyd, dévoile un vaste écosystème microbien vivant au plus profond de la terre, alimenté par les produits chimiques produits lors de ces cataclysmes tectoniques.

Lorsque les plaques océanique et continentale se heurtent, une plaque est poussée vers le bas, ou subduit, dans le manteau et l'autre plaque est poussée vers le haut et parsemée de volcans. C'est le processus principal par lequel les éléments chimiques sont déplacés entre la surface de la Terre et l'intérieur et finalement recyclés vers la surface.

"Les zones de subduction sont des environnements fascinants - elles produisent des montagnes volcaniques et servent de portails pour le carbone se déplaçant entre l'intérieur et l'extérieur de la Terre, " dit Maarten de Moor, professeur agrégé à l'Université nationale du Costa Rica et co-auteur de l'étude.

Normalement, on pense que ce processus se produit hors de portée de la vie en raison des pressions et des températures extrêmement élevées impliquées. Bien que la vie n'existe presque certainement pas dans les conditions extrêmes où le manteau terrestre se mélange à la croûte pour former de la lave, Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont appris que les microbes s'étendent bien plus profondément dans la croûte terrestre qu'on ne le pensait auparavant.

Cela ouvre la possibilité de découvrir des types d'interactions biologiques auparavant inconnus se produisant avec les processus tectoniques des plaques profondes.

Une équipe interdisciplinaire et internationale de scientifiques a montré qu'un vaste écosystème microbien mange principalement le carbone, soufre, et les produits chimiques du fer produits lors de la subduction de la plaque océanique sous le Costa Rica. L'équipe a obtenu ces résultats en échantillonnant les communautés microbiennes souterraines profondes qui sont remontées à la surface dans des sources chaudes naturelles, dans des travaux financés par le Deep Carbon Observatory et la Fondation Alfred P. Sloan.

L'équipe a découvert que cet écosystème microbien séquestre une grande quantité de carbone produit lors de la subduction qui s'échapperait autrement dans l'atmosphère. Le processus entraîne une diminution estimée jusqu'à 22% de la quantité de carbone transportée vers le manteau.

"Ce travail montre que le carbone peut être siphonné pour alimenter un vaste écosystème qui existe en grande partie sans apport de l'énergie solaire. Cela signifie que la biologie pourrait affecter les flux de carbone entrant et sortant du manteau terrestre, qui oblige les scientifiques à changer leur perception du cycle profond du carbone sur des échelles de temps géologiques, " a déclaré Peter Barry, scientifique adjoint à la Woods Hole Oceanographic Institution et co-auteur de l'étude.

L'équipe a découvert que ces microbes, appelés chimiolithoautotrophes, séquestrent tellement de carbone en raison de leur régime alimentaire unique, ce qui leur permet de produire de l'énergie sans soleil.

"Les chimolithoautotrophes sont des microbes qui utilisent l'énergie chimique pour construire leur corps. Ils sont donc comme des arbres, mais au lieu d'utiliser la lumière du soleil, ils utilisent des produits chimiques, " dit Lloyd, un co-auteur de l'étude. "Ces microbes utilisent des produits chimiques de la zone de subduction pour former la base d'un écosystème vaste et rempli de divers producteurs primaires et secondaires. C'est comme une vaste forêt, mais sous terre."

Cette nouvelle étude suggère que la relation qualitative connue entre la géologie et la biologie peut avoir des implications quantitatives importantes pour notre compréhension de la façon dont le carbone a changé à travers le temps. « Nous connaissons déjà de nombreuses façons dont la biologie a influencé l'habitabilité de notre planète, entraînant l'augmentation de l'oxygène atmosphérique, par exemple, " a déclaré Donato Giovannelli, professeur à l'Université de Naples Federico II et co-auteur de l'étude. « Maintenant, notre travail en cours révèle une autre manière passionnante dont la vie et notre planète ont coévolué. »