Découverte d’une voie alternative de synthèse organique dans les milieux hydrothermaux
le 3 février 2023
La vie est-elle apparue au fond des océans, au niveau des sources hydrothermales ? Une équipe de chercheurs et de chercheuses, dont cinq du LGL-TPE, vient d'ajouter un nouveau chapitre à l'étude de cette question qui a connu de nombreux rebondissements au cours des dernières décennies. On pensait que la simplicité et la faible diversité des molécules organiques détectées dans les fluides hydrothermaux discréditaient cette hypothèse mais ces nouveaux travaux propose une voie alternative.
A : Carte bathymétrique avec localisation du site d'échantillonnage (en rouge) ; B et C : Lame mince en lumière naturelle et polarisée d'un échantillon de troctolite carotté à 1100 mètres de profondeur dans le massif Atlantis ; D : Olivine observée dans cette même troctolite.
Les réactions abiotiques permettant la formation de molécules organiques complexes, potentiellement prébiotiques, sont une clé manquante pour déterminer où la vie a pu émerger. La variété limitée et la simplicité des molécules organiques abiotiques observées au sein des fluides hydrothermaux ainsi que leurs faibles concentrations, ont longtemps discrédité la théorie d’une origine hydrothermale à l'émergence de la vie sur Terre.
Une équipe de recherche, impliquant des scientifiques du CNRS, propose une alternative qui implique un dégazage magmatique et des réactions minérales consommatrices d'eau au sein de microcavités minérales. En couplant des méthodes spectroscopiques et de la microscopie électronique haute résolution les scientifiques ont identifié la présence, au sein d’inclusions fluides, des gaz clés d’un environnement prébiotique (N2, H2, CH4, CH3SH) associés à divers matériaux polyaromatiques et des nanodiamants, mêlés aux produits minéraux d'hydratation de l'olivine. Cet assemblage endogène résulte de la re-spéciation et de la déshydratation de fluides magmatiques au cours de leur refroidissement après leur piégeage dans des roches de la lithosphère océanique actuelle.
L’équipe suggère que la réaction de serpentinisation de l’olivine hôte modifie les conditions redox et acido-basique du fluide au sein des inclusions, alors assimilable à un micro-réacteur, tout en asséchant le système jusqu'à condensation des fluides résiduels enrichis en composés organiques sous formes de macromolécules polyaromatiques variées. Ces ingrédients variés restent alors piégés jusqu’à leur remobilisation à plus faible profondeur où ils peuvent participer à des réactions prébiotiques plus complexes. Ces résultats élargissent considérablement la vision des formes de carbone organique abiotique disponibles sur Terre et ouvrent de nouvelles voies de synthèse organique impliquant des réactions minérales d’hydratation.
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Référence article
ANDREANI, Muriel ; MONTAGNAC, Gilles ; FELLAH, Clémentine ; HAO, Jihua ; VANDIER, Flore ; DANIEL, Isabelle ; PISAPIA, Céline ; GALIPAUD, Jules ; LILLEY, Marvin D. ; FRÜH GREEN, Gretchen L. ; BORENSZTAJN, Stéphane et MÉNEZ, Bénédicte. The rocky road to organics needs drying, Nature Communications, 14, 347, 2023.(Les noms en gras sont ceux des chercheuses et chercheur du LGL-TPE.)
Publié le 6 février 2023 – Mis à jour le 7 février 2023
