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Dans les lacs sous-glaciaires, les microbes se régalent de roches concassées

Crédits : Billy Collins

Une étude publiée dans Nature Earth & Environment suggère que l’érosion du substrat rocheux peut libérer une multitude de composés capables de nourrir les microbes extrémophiles évoluant dans les lacs sous-glaciaires.

Les lacs sous-glaciaires sont des plans d’eau douce coincés entre le substrat rocheux et d’épaisses couches de glace. Ces lacs (la plupart se trouvent en Antarctique) regorgent de vie microbienne se nourrissant de nutriments. Mais d’où viennent-ils, ces nutriments ?

Nous savons que les lacs sous-glaciaires, qui s’inscrivent dans des écosystèmes plus vastes intégrant des rivières et autres plans d’eau interconnectés, s’érodent naturellement au fil du temps à mesure que leurs niveaux d’eau montent et descendent.

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont reproduit cette érosion en laboratoire en écrasant des échantillons de sédiments prélevés dans le lac Whillans. Ce lac de soixante kilomètres carrés, enfoui sous 800 mètres de glace en Antarctique, abrite principalement des bactéries et des archées.

Suffisamment de composés pour nourrir “toutes les bouches”

Après avoir broyé ces sédiments et les avoir trempés pendant plus de quarante jours dans de l’eau à 0 °C et anoxique (sans oxygène) dans le but de recréer les conditions sous-glaciaires, les chercheurs ont découvert que ces derniers pourraient libérer 25 % du méthane requis par les microbes qui dépendent du composé, ainsi que de l’ammonium, du dioxyde de carbone et de l’hydrogène.

Fondamentalement, pour chaque produit chimique présent dans le lac, les chercheurs ont trouvé un groupe de microbes ayant évolué pour l’exploiter à des fins énergétiques.

Les méthanotrophes utilisent par exemple le méthane comme source de carbone et d’énergie, tandis qu’à l’inverse, les méthanogènes produisent de l’énergie en convertissant l’hydrogène et le dioxyde de carbone en méthane. Le lac abrite également des bactéries spécialisées tirant leur énergie en convertissant l’ammonium en nitrite puis en nitrate (nitrification).

Cette recherche montre que l’érosion glaciaire pourrait soutenir les processus microbiens dans un endroit à 800 mètres sous la glace (sans lumière !)“, écrit Jane Hart, glaciologue à l’Université de Southampton, en commentaire de cette étude. “Étant donné que l’érosion sous-glaciaire se produit sous tous les glaciers (et les plans d’eau sous-glaciaires sont également courants), l’implication de cette étude est qu’il peut y avoir de vastes écosystèmes microbiens sous-glaciaires inexplorés sous d’autres glaciers à travers le monde“.

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Le carottier utilisé pour extraire les sédiments sous-glaciaires en Antarctique.
Crédits : John Priscu

Ces travaux pourraient également avoir des implications dans le cadre de l’exobiologie. On pense notamment aux lunes glacées Europe (Jupiter) et Encelade (Saturne) susceptibles d’abriter de vastes plans d’eau enfouis sous des kilomètres de glace au contact de substrats rocheux où des composés similaires pourraient exister.