Impact du CH4 microbien sur les fluides hydrothermaux marins: biosignatures isotopiques aux limites thermiques de la vie – DEEPSIGN

Le méthane (CH4), la plus simple molécule de carbone organique, joue un rôle clé dans le cycle du carbone des systèmes hydrothermaux marins. Les microorganismes méthanogènes (Archaea) sont largement présents dans les environnements hydrothermaux, des substrats basaltiques froids aux cheminées hydrothermales chaudes. Cependant, il reste difficile de distinguer leur contribution des processus abiotiques, également alimentés par l'H2 issu de la serpentinisation, dans le bilan global du CH4 hydrothermal. Si les fluides à haute température (> 300 °C) inhibent l'activité microbienne, les fluides dits «diffus» (10-<150 °C) offrent un potentiel thermodynamique favorable à la méthanogenèse microbienne. Ces fluides pourraient représenter 50 à 90 % des flux hydrothermaux. Comprendre la contribution de la biosphère profonde au budget de CH4 est donc crucial pour mieux contraindre les flux de carbone dans l'océan profond.
DEEPSIGN vise à clarifier l'influence de cette biosphère en utilisant les systématiques isotopiques du carbone et de l'hydrogène, incluant les isotopologues ‘clumped’ ?13CH3D et ?12CH2D2. Le projet se concentre sur (1) l'évaluation des compositions isotopiques du CH4 et des précurseurs du carbone à travers un gradient de température de fluides hydrothermaux, et (2) des contraintes expérimentales uniques sur les fractionnements isotopiques liés à la méthanogenèse en conditions hydrothermales (P > 300 bars, T > 90 °C). Ce projet interdisciplinaire s'appuie sur la géochimie, la microbiologie et la thermodynamique, combinant échantillonnages en grand-fond, culture hyperbare et mesures isotopiques avancées. DEEPSIGN fournira des biosignatures uniques du méthane aux limites thermiques de la vie, éclairant la transition entre processus abiotiques et biotiques à l'interface lithosphère-océan. Ces résultats auront aussi des implications pour l'astrobiologie, le méthane étant une cible clé dans la recherche de vie extraterrestre.