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.
...
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.
Enfin, lors de la « vie » du fumeur, le chemin emprunté par le fluide hydrothermal peut varier, utilisant une multitude de cavités et de canaux. Cette multiplicité peut conduire à la formation d'extensions latérales ou « flanges ». Les dimensions d'un fumeur varient entre 70 et 100 m de hauteur pour un diamètre à la base de 25 à 100 m.
...
Les structures évoluent au cours du temps et les fumeurs sont éphémères : ils peuvent durer de 10 à 100 ans,
...
Un fumeur noir émet de l'eau sulfureuse (sulfure métallique) à très haute température (350 °C). Le fluide ne subit pas de dilution par l'eau de mer avant l'émission. La coloration noire du fluide hydrothermal émis vient de sa forte teneur en fer et en manganèse.
- on a bien une structure (réacteur) de grandes dimensions et avec une durée de vie substantielle. Et qui produit/brasse des éléments divers et en quantité.
Liens
La productivité primaire est l'accumulation d'énergie chimique (la production primaire) sous la forme de matière organique. La source d'énergie utilisée pour réaliser cette production est soit l'énergie lumineuse (dans le cas de la photosynthèse), soit l'énergie issue de l’oxydation de molécules inorganiques telles que les gaz hydrogénés (ex: le sulfure d'hydrogène, H2S) ou le méthane (dans le cas de la chimiosynthèse). Quelle que soit la source d'énergie utilisée, cette source d'énergie sert à synthétiser des molécules organiques complexes à partir de simples composés inorganiques tels que le dioxyde de carbone (CO2) et l'eau (H2O).
De façon simplifiée, la photosynthèse peut être représentée par : CO2 + H2O + lumière+Sels mineraux → CH2O + O2
et une forme de chimiosynthèse par : CO2 + O2 + 4 H2S → CH2O + 4 S + 3 H2O.
Dans tous les cas, ces processus aboutissent à la formation de glucides (CH2O) comme le glucose. Ces molécules relativement simples peuvent ensuite être utilisées pour synthétiser des molécules encore plus complexes comme des protéines, des glucides complexes, des lipides et des acides nucléiques,
L'hypothèse sur l'ancêtre commun à tous les êtres vivants Certains scientifiques font l'hypothèse que les micro-organismes barophiles et thermophiles ressembleraient plus que tout autre être vivant actuel à l'ancêtre commun de toutes les cellules modernes, LUCA, et que la structure du code génétique aurait été formée chez ces organismes, en milieu hyperthermique et à haute pression hydrostatique. Cette hypothèse ne fait cependant pas l'unanimité parmi les scientifiques, car on connaît peu de séquences chez des organismes barophiles.
Bibliographie
- Les origines du vivant: Une équation à plusieurs inconnues de Collectifs https://www.amazon.fr/dp/2070462293/ref=cm_sw_r_tw_dp_x_SoMkzbRR9SXZ6 via @amazonfr
- https://www.amazon.fr/Comment-commenc%C3%A9-Poche-Meinesz-Alexandre/dp/2701198038
- http://www.alexandre-meinesz.com/fra/index.php?p
Pages connexes
