Le schiste d'alun d'Europe du Nord a non seulement une histoire mouvementée de formation, lié au microcontinent Baltica, il détient également un grand potentiel en tant qu'objet d'investigation pour de futures questions de recherche. Les géologues utilisent la roche pour reconstituer les processus de formation du pétrole et du gaz, et même d'éventuelles traces de vie passée sur Mars peuvent être identifiées avec son aide. Des chercheurs du Centre allemand de recherche en géosciences Potsdam GFZ, avec des collègues du Canada, Chine, la Suisse et le Danemark, ont résumé l'état des connaissances sur la roche multicouche. Leur article a été publié en juillet dans la revue Avis sur les sciences de la Terre .

Le microcontinent 'Baltica'

"Ce rocher raconte une histoire, " dit Hans-Martin Schulz lorsqu'il évoque les schistes d'alun d'Europe du Nord. C'est l'histoire mouvementée d'un microcontinent appelé " Baltique ", qui était situé dans l'hémisphère sud il y a environ 500 millions d'années. « Le microcontinent est entouré d'un calme, mer marginale peu profonde, " dit le scientifique de la Section Géochimie Organique du GFZ, décrivant la situation dans la période allant du Cambrien moyen à l'Ordovicien inférieur. Les plantes terrestres supérieures n'existent pas encore, et la surface de Baltica est exposée au vent et aux intempéries. "Le temps des rochers, et les débris et la poussière sont emportés dans la mer. Avec des composants d'algues et d'autres micro-organismes, ils ruissellent à travers les couches de la mer marginale calme et se déposent couche par couche dans les eaux de fond sans oxygène, " poursuit Schulz. Ces gisements organo-minéraux se fossilisent et forment l'argile sombre qui compose les schistes d'alun d'aujourd'hui. Au cours de millions d'années, Baltica a migré vers le nord et est maintenant intégrée au nord de l'Europe. « Près d'un demi-milliard d'années plus tard, la mer Baltique se forme sur la Baltique, " Schulz conclut la première partie de l'histoire.

Formation de pétrole et de gaz par phases

Pour trois ans, Le groupe de Schulz et ses collègues internationaux ont passé au peigne fin leurs propres données et celles d'autres groupes de recherche. Dans leur synopsis complet, ils décrivent également les différentes phases de la formation du pétrole et du gaz au cours du développement de Baltica. Certaines parties du microcontinent s'enfoncent à des profondeurs de plusieurs milliers de mètres pendant la migration. Le pétrole se forme sous l'influence de la chaleur géothermique. "Le pétrole qui était généré à cette époque est maintenant produit sur l'île suédoise de Gotland et dans la mer Baltique au large des côtes polonaises, " explique Schulz.

D'autres parties du microcontinent se trouvent plus près de la surface, par exemple dans ce qui est maintenant le sud de la Suède. Là, il y a environ 300 millions d'années, une expansion accrue de la croûte terrestre a lieu. Le magma s'échappe, dont la chaleur provoque la formation de pétrole brut supplémentaire dans les schistes d'alun. "Ces gisements plutôt régionaux sont enfermés dans la roche, " décrit le géologue. A la fin de la dernière glaciation, il y a environ dix mille ans, l'eau de fonte douce pénètre ici dans le schiste. "Il rencontre de minuscules inclusions d'eau de mer ancienne. Ils contiennent des bactéries qui ont survécu pendant des millions d'années, " Schulz décrit. L'eau douce les éveille à une nouvelle activité, et d'autres bactéries sont peut-être contenues dans l'eau de fonte. Les microbes décomposent les composants du pétrole et forment du méthane.

Influence de l'uranium

Et ce n'est pas la fin de l'histoire :bien qu'il y ait encore beaucoup de matière organique, le potentiel de formation de pétrole des schistes d'alun est en déclin. C'est parce qu'il contient de l'uranium, dont le rayonnement altère les composés carbonés enfermés sur de longues périodes de temps - "avec des conséquences fatales pour la formation de pétrole", comme le dit Schulz. "Les longues chaînes sont coupées, " explique-t-il. " Ce qui reste, ce sont des hydrocarbures en forme d'anneau, principalement des cycles benzéniques, qui sont liés entre eux." Ces changements empêchent la formation ultérieure de pétrole à partir des restes organiques de la vie cambrienne et ordovicienne. L'uranium provient probablement des roches qui ont été érodées sur la Baltique et déposées dans la mer. "Et l'eau de mer contient également de l'uranium dissous, donc une partie du métal radioactif aurait pu être absorbée par les sédiments de celui-ci, " ajoute Schulz.

Le schiste d'alun a de nombreux talents

Le chercheur du GFZ et son équipe étudient l'importance des concentrations très élevées d'uranium par endroits dans les schistes d'alun :« La matière organique altérée par l'uranium peut-elle encore alimenter une biosphère profonde ? ils se demandent dans les études en cours, par exemple. Ou la fission radioactive des hydrocarbures empêche-t-elle les microbes de survivre à de grandes profondeurs ? Et ce n'est pas seulement l'influence de l'uranium sur la vie microbienne qui l'intéresse. "Le schiste d'alun est un rocher aux multiples talents, " dit Schulz. " Nous pouvons étudier de nombreux processus à différentes profondeurs, à différents degrés de maturité de la matière organique, différentes concentrations d'uranium et parfois des conditions extrêmes.

Les schistes d'alun peuvent même avoir des réponses à la question de la vie passée à une distance de 70 millions de kilomètres de la Terre :des composants organiques ont été trouvés sur Mars qui ont des similitudes structurelles avec ceux trouvés dans les schistes d'alun. Et semblable au mudstone terrestre contenant de l'uranium, ces molécules ont été exposées au cosmique également radioactif sur de longues périodes de temps. "Donc, ces composés d'hydrocarbures pourraient être les restes altérés d'organismes similaires à nos bactéries antérieures, " explique Schulz. " Le schiste d'alun nous sert d'analogue à Mars pour interpréter les traces possibles de la vie passée sur notre planète voisine. "

Un aperçu du stockage définitif des déchets nucléaires ?

Pour nous sur Terre, un autre aspect de ses recherches est d'actualité :outre les sels et les granites, mudstone est un candidat pour le stockage définitif des déchets nucléaires. "Nous avons aussi des idées pour de futurs projets sur ce sujet, " Schulz révèle. " Au cœur de tout cela se trouve la question de la vie microbienne sur de longues périodes de temps dans les régions à faible porosité, les schistes d'alun riches en uranium, mais cette histoire se trouve sur une autre page."