Origine de la vie/Cheminée hydrothermale
- découverts en 1977
- Ils remarquent qu'un fluide, chargé en minéraux, en méthane et en sulfures d'hydrogène, s'en échappe.
- ces structures hébergent une vie luxuriante. Cette vie est-elle indigène ou importée ?
La composition du fluide hydrothermal émis varie avec la température et la nature des roches rencontrées lors de la remontée vers le plancher océanique et diffère de celle de l'eau de mer, oxygénée et faiblement alcaline. À la sortie, le fluide est caractérisé par sa température élevée (entre 350 et 400 °C), un pH acide (2)5, de fortes concentrations en gaz dissous (H2S, CH4, CO, CO2, H2) et en ions métalliques (Si+, Mn2+, Fe2+, Zn2+) ainsi qu'une anoxie (c'est-à-dire une absence d'oxygène) marquée. Il détient en revanche de faibles concentrations en ions phosphate (PO43-), magnésium (Mg2+), nitrate (NO3-) et sulfate (SO42-). Leur salinité est très variable (entre 0,1 et 2 fois celle de l'eau de mer).
Lors de la découverte des structures hydrothermales dans les années 1970, il était considéré que la composition du fluide était relativement constante et stable. Il est désormais établi, grâce à la découverte de nouveaux sites, que la composition du fluide est très variable. Sa composition, sa température et son débit sont variables avec le niveau de dilution de l'eau de mer avant la sortie ; elle diffère donc entre les sites, ou même entre plusieurs sources d'un même site. Sur le temps, le fluide peut conserver la même composition jusqu'à une dizaine d'années ou évoluer lentement ou rapidement.
En fonction de la composition du fluide hydrothermal, on distingue deux types différents de fumeurs : les fumeurs noirs, au fluide hydrothermal chaud et riche en soufre, ainsi que les fumeurs blancs, dont le fluide est moins chaud et ne contient pas de particules.
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Dans un premier temps, à l'émission, une matrice poreuse de barytine (BaSO4) et d'anhydrite (CaSO4) se forme à partir des ions sulfates de l'eau de mer, exempts dans le fluide hydrothermal. L'édifice croît verticalement en s'enrichissant par l'extérieur de dépôts métalliques sulfureux (fer, cuivre et zinc). Petit à petit, ce dépôt entraine le colmatage des matrices poreuses initiales et une « frontière » physique entre le fluide et l'eau environnante se forme.
En deuxième temps, la « fermeture » latérale de la source provoque une augmentation de la température au cœur de la cheminée. Des sulfures de fer (pyrite, marcassite, pyrrhotite, chalcopyrite, isocubanite) et de cuivre précipitent à l'intérieur de la cheminée pour former le conduit central. Progressivement, la structure croît latéralement avec le remplacement de l'anhydrite par des sulfures, plus stables dans les nouvelles conditions de température de la cheminée ; les minéraux s'organisent en structures concentriques.
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Les structures évoluent au cours du temps et les fumeurs sont éphémères : ils peuvent durer de 10 à 100 ans,
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