Impact de la crise séismo-volcanique sur le lac de cratère thalassohalin Dziani Dzaha, Mayotte – SUBSILAKE

Depuis 2018, la naissance d’un volcan sous-marin 50 km à l’Est de l’archipel de Mayotte cause de nombreux tremblements de terre et une subsidence accrue des îles. Sur Petite-Terre, deuxième île de l’archipel par sa taille, se trouve le Dziani Dzaha, un lac de cratère thalassohalin. Suite à la crise seismo-volcanique, le Dziani Dzaha a subi des entrées d’eau de mer, probablement induites par la combinaison de sa proximité à l’océan, de la fracturation du sous-sol et de la subsidence. Le consortium porteur du projet SUBSILAKE a étudié cet écosystème entre 2010 et 2017, et a montré qu’avant cette crise sismo-volcanique il était exclusivement microbien et que ses communautés microbiennes du point de vue de leur structure, diversité, ainsi que fonctions principales, étaient d’une grande stabilité temporelle. Le Dziani Dzaha présentait en outre une géochimie originale et un cycle du carbone dominé par la photosynthèse et la méthanogenèse. Ces deux processus, alors très actifs dans le lac, induisaient une importante émission de méthane vers l’atmosphère. La composition isotopique du méthane étant très négative (-65‰), sa perte conférait au lac une signature isotopique très positive (+13‰) du carbone inorganique dissous dans le lac, ce qui est rare sur la Terre actuelle mais assez fréquent dans certains environnements du Précambrien.
L’hypothèse centrale du projet SUBSILAKE postule que l’entrée d’eau de mer dans le Dziani Dzaha devrait perturber (ou avoir perturbé) le fonctionnement de son écosystème. En Novembre 2020, une mission dédiée à l’analyse des gaz magmatiques émis au niveau du lac Dziani Dzaha a mis en évidence une hausse de 40 cm du niveau du lac ainsi qu’une diminution de la salinité (de 65 à 55 psu). Cet événement d’entrée d’eau de mer dans le lac est une opportunité unique et inattendue de comprendre comment les communautés microbiennes réagissent face à des changements drastiques du milieu. Trois catégories de réponses fonctionnelles de l’écosystème microbien peuvent être attendues : la résistance, la résilience ou l’apparition d’un état stable alternatif.
Dans ce contexte, le projet SUBSILAKE propose une approche pluridisciplinaire à l’interface entre géochimie et écologie microbienne, avec pour objectif de détecter les éventuelles modifications de la biodiversité microbienne du Dziani Dzaha et de son fonctionnement, mais également de décrire et d’anticiper les conséquences de modifications plus profonde du lac par l’interaction avec le milieu marin. Les stratégies ciblées sont complémentaires et visent à i) réaliser des échantillonnages et des mesures sur site pour documenter d’éventuels changements et à défaut enrichir la base de connaissance déjà acquise; ii) tester expérimentalement en micro- et mésocosmes les conséquences d’entrée d’eau de mer, notamment les modifications induites dans la structure des communautés microbiennes et le fonctionnement biogéochimique ; et iii) modéliser les interactions microbiennes façonnées par l’environnement, pour prédire leur réponse face aux changements anticipés.
Les impacts du projet SUBSILAKE seront une meilleure connaissance de l’écosystème original du Dziani Dzaha en tant que tel, une amélioration de la compréhension de son fonctionnement biogéochimique pour renforcer sa pertinence en tant que modèle actuel des océans précambriens, mais également la production de modèles prédictifs de la réponse des écosystèmes microbiens à des perturbations externes. Enfin, des retombées sociales et sociétales sont envisagées, que ce soit dans le domaine des biotechnologies, ou dans l’appropriation de l’écosystème du Dziani Dzaha comme modèle d’enseignement dans les lycées de Mayotte.