À Oman, sur le golfe Persique, il y a une grande dalle d’ancien fond marin – y compris des roches ultramafiques du manteau supérieur de la Terre – appelée l’ophiolite de Samail. Ces roches uniques fournissent non seulement des informations précieuses sur le fond de l’océan et le manteau supérieur de la Terre, mais elles peuvent également contenir des indices sur la vie sur d’autres planètes.
Pour trouver ces indices, une équipe de scientifiques de l’Arizona State University, membres du groupe Exploring Organic Processes in Geochemistry dirigé par Everett Shock de la School of Earth and Space Exploration et de la School of Molecular Sciences, s’est rendue à Oman pour enquêter sur un processus géologique unique à ces roches, où l’eau réagit avec elles pour créer de l’hydrogène gazeux. Ce processus, appelé « serpentinisation », fournit de l’hydrogène gazeux aux micro-organismes qui l’oxydent en énergie.
Pour cette équipe, comprendre ce processus peut conduire à une meilleure compréhension de la vie sur d’autres planètes et au développement d’instruments d’exploration spatiale capables de détecter la vie sur les mondes océaniques au-delà de la Terre. Les résultats de leurs découvertes ont été publiés dans le JGR de l’AGU Biogéosciences, avec l’auteur principal Alta Howells, qui est une ancienne étudiante diplômée de l’ASU à l’École des sciences de la vie et est maintenant boursière du programme postdoctoral de la NASA au NASA Ames Research Center. Shock est co-auteur de cette étude.
« On pense que des processus comme la serpentinisation peuvent exister dans tout l’univers, et des preuves ont été trouvées qu’il peut se produire sur la lune de Jupiter Europa et la lune de Saturne Encelade », a déclaré Howells.
Pour leur étude, l’équipe de recherche a cherché à déterminer ce qui pourrait influencer la biodiversité des écosystèmes hébergés par la serpentinisation sur Terre. Plus précisément, l’équipe s’est concentrée sur les méthanogènes, qui sont des micro-organismes qui produisent du méthane en oxydant l’hydrogène gazeux avec du dioxyde de carbone. Les méthanogènes se trouvent dans les écosystèmes hébergés par la serpentinisation et sont des formes de vie simples qui ont probablement évolué tôt sur Terre.
Lors de l’étude des fluides serpentinisés dans l’ophiolite Samail d’Oman, l’équipe a découvert que tous les écosystèmes hébergés par la serpentinisation ne pouvaient pas supporter des méthanogènes. Dans les systèmes où les méthanogènes ne sont pas pris en charge, les organismes qui réduisent le sulfate pour l’énergie peuvent être répandus.
« Parce que les réducteurs de sulfate ne produisent pas de méthane, cela peut avoir une grande influence sur l’instrumentation que nous développons et déployons sur les missions pour détecter la vie sur d’autres planètes », a déclaré Howells.
De plus, du point de vue de la Terre, la distribution des méthanogènes sur les sites étudiés suggère que les méthanogènes dans les fluides serpentinisés nécessitent plus d’énergie que les méthanogènes trouvés dans les sédiments d’eau douce ou marins.
Bien que la cause de cela reste à déterminer, cela peut être attribué au pH élevé des fluides serpentinisés ou à la faible disponibilité de leur accepteur d’électrons, le dioxyde de carbone.
« Une exigence d’énergie est fondamentale pour toute vie sur Terre », a déclaré Howells. « Si nous pouvons développer des modèles simples avec l’approvisionnement en énergie comme paramètre pour prédire l’occurrence et l’activité de la vie sur Terre, nous pouvons déployer ces modèles dans l’étude d’autres mondes océaniques. »
Alta EG Howells et al, Modèles de niche énergétiquement informés d’hydrogénotrophes détectés dans les sédiments de fluides serpentinisés de l’ophiolite de Samail d’Oman, Journal of Geophysical Research: Biogéosciences (2022). DOI : 10.1029/2021JG006317