Publication scientifique


Des lacs isolés sous la glace de l'Antarctique seraient plus propices à la vie qu'on ne le pense

Les lacs situés sous la calotte glaciaire de l'Antarctique pourraient être plus hospitaliers qu'on ne le pensait, ce qui leur permettrait d'accueillir davantage de vie microbienne.

C'est ce qu'a révélé une nouvelle étude qui pourrait aider les chercheurs à déterminer les meilleurs endroits pour rechercher des microbes qui pourraient être uniques à la région, ayant été isolés et évoluant seuls depuis des millions d'années.

L'eau des lacs isolés sous la calotte glaciaire de l'Antarctique depuis des millions d'années n'est pas calme et immobile ; le flux d'eau est en fait assez dynamique.

Sous l’épaisse couche de glace de l’Antartique, des lacs peuvent se former lorsque le poids de la glace est tel qu’il provoque une immense pression, abaissant le point de fusion de la glace. Ceci, associé au réchauffement modéré des roches en profondeur et à l'isolation de la glace contre l’air froid au-dessus de la surface, permet l'accumulation de mares d'eau liquide.

Plus de 400 de ces lacs "sous-glaciaires" ont ainsi été découverts sous la calotte glaciaire de l'Antarctique, dont beaucoup ont été isolés les uns des autres et de l'atmosphère pendant des millions d'années.

Cela signifie que toute vie dans ces lacs pourrait être tout aussi ancienne, fournissant des indications sur la façon dont la vie pourrait s'adapter et évoluer dans des conditions de froid extrême persistant, qui se sont produites précédemment dans l'histoire de la Terre.

Des expéditions ont réussi à forer deux petits lacs sous-glaciaires au bord de la calotte glaciaire, où l'eau peut rapidement entrer ou sortir. Ces recherches ont révélé la présence de vie microbienne sous la glace. Mais la question de savoir si ces grands lacs isolés sous la calotte glaciaire centrale contiennent de la vie et permettent son développement reste ouverte.
 

Stimuler le mélange

Aujourd'hui, dans une étude publiée dans Science Advances, deux chercheurs de l'Imperial College de Londres, de l'Université Claude Bernard Lyon 1 (1) et du British Antarctic Survey ont montré que les lacs sous-glaciaires pourraient être plus hospitaliers qu'ils ne le paraissent à première vue.

Comme ils n'ont pas accès à la lumière du soleil, les microbes de ces environnements ne gagnent pas d'énergie par photosynthèse, mais en traitant les produits chimiques. Ces derniers se concentrent dans les sédiments du fond des lacs, où l'on pense que la vie est la plus probable.

Cependant, pour que la vie soit plus répandue, et donc plus facile à échantillonner et à détecter, l'eau du lac doit être mélangée - doit se déplacer - afin que les sédiments, les nutriments et l'oxygène puissent être répartis plus uniformément.

Dans les lacs à la surface de la Terre, ce mélange est causé par le vent et par le réchauffement du soleil, ce qui entraîne des courants de convection. Comme aucun de ces deux facteurs ne peut agir sur les lacs sous-glaciaires, on pourrait supposer qu'il n'y a pas de mélange.

Les chercheurs ont justement découvert qu'une autre source de chaleur est suffisante pour provoquer des courants de convection dans la plupart des lacs sous-glaciaires. La chaleur est géothermique : elle provient de l'intérieur de la Terre et est générée par la combinaison de la chaleur résiduelle de la formation de la planète et de la désintégration des éléments radioactifs.

Les chercheurs ont calculé que cette chaleur peut stimuler les courants de convection dans les lacs sous-glaciaires qui mettent en suspension de petites particules de sédiments et déplacent l'oxygène, permettant à une plus grande partie de la masse d'eau d'être accueillante pour la vie.
 

Planifier l'exploration future

Selon le Dr Louis Couston, chercheur principal à l'Université de Claude Bernard Lyon 1 et au British Antarctic Survey : "L'eau des lacs isolés sous la calotte glaciaire antarctique depuis des millions d'années n'est pas calme et immobile ; le flux d'eau est en fait assez dynamique, suffisamment pour que les sédiments fins soient en suspension dans l'eau. Avec un flux d'eau dynamique, la totalité de la masse d'eau peut être habitable, même si la vie reste concentrée sur les sols.

Cela change notre appréciation du fonctionnement de ces habitats et de la façon dont nous pourrions à l'avenir envisager de les échantillonner lors de leur exploration.
Les prédictions des chercheurs pourraient bientôt être testées, car une équipe du Royaume-Uni et du Chili prévoit d'échantillonner un lac appelé Lake CECs dans les prochaines années. Les échantillons prélevés dans toute la profondeur de l'eau du lac montreront où se trouve la vie microbienne.

Les prévisions pourraient également être utilisées pour générer des théories sur la vie ailleurs dans le système solaire, comme l'explique le co-auteur, le professeur Martin Siegert, co-directeur de l'Institut Grantham - Changement climatique et environnement à l'Imperial : "Nos yeux se tournent maintenant vers la prédiction des conditions physiques dans les réservoirs d'eau liquide sur les lunes et les planètes glacées. La physique des poches d'eau sous-glaciaires est similaire sur la Terre et les lunes glacées, mais le cadre géophysique est très différent, ce qui signifie que nous travaillons sur de nouveaux modèles et de nouvelles théories.

Avec de nouvelles missions ciblant les lunes glacées et des capacités de calcul croissantes, la période s’avère propice pour l'astrobiologie et la recherche de la vie au-delà de la Terre.

Un article traduit de l’Imperial College London : https://www.imperial.ac.uk/news/215153/lakes-isolated-beneath-antarctic-could-more/
 

Référence

Couston, L. A., & Siegert, M. (2021). Dynamic flows create potentially habitable conditions in Antarctic subglacial lakes. Science Advances, 7(8), eabc3972.
 


(1) Louis Couston est chercheur au Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon (LPENSL – CNRS/ENS de Lyon)

Publié le 24 février 2021