Las rocas del manto terrestre, llamado peridotitas, afloran en el fondo del océano gracias al juego de la tectónica de placas, constituye un ambiente de gran interés para el ciclo del carbono de profundidad. Estas rocas, inestables en presencia de agua, tienen la notable capacidad de generar grandes cantidades de hidrógeno por la hidratación de los silicatos que las componen.
Este hidrógeno, reduce el CO2 proveniente del agua del mar o del manto, puede conducir a la formación “abiótica” de metano e hidrocarburos ligeros. Estos productos derivados de la hidratación de peridotitas proporcionan, además, la energía metabólica necesaria para el desarrollo de las comunidades microbianas en profundidad, lejos de fuentes de energía fotosintética.
Las anomalías en H2 y CH4, sostienen ecosistemas autotróficos que se han identificado en los campos del fondo marino, hidrotermales de baja temperatura, como el espectacular sitio de Lost City situado sobre el macizo Atlantis cerca de la placa medioatlántica. Pero, ¿qué hay exactamente a esa profundidad? Hasta el reciente estudio publicado en Nature Geoscience, no había pruebas directas de la existencia de ecosistemas en aguas profundas alimentados por los volátiles derivados del manto en las profundidades de la litosfera oceánica.
Detección de carbono de origen biológico
Este estudio se realizó sobre muestras de peridotita hidratadas (alterado o incluso “serpentinizadas”), recogidos por el dragado a lo largo de la dorsal medioatlántica (4-6 °N). Reciben las cadenas de hidrogranates (cristales de granate hidratados) cuyo núcleo está fuertemente afectada por la disolución. Las investigaciones realizadas por microscopía electrónica y espectroscopía Raman han permitido detectar la acumulación endógena de carbono orgánico de origen biológico.
Estos hidrogenados parecen servir como sustrato para micro-organismos chimiolithoautotrofos que utilizan los productos derivados de la serpentinización para desarrollarse. La tasa de maduración térmica de los materiales carbonosos se utiliza para determinar el rango de temperatura (entre 80 y 100 ° C), donde el proceso se lleva a cabo, sobre una profundidad de ocurrencia en los primeros dos kilómetros de la litosfera oceánica serpentinizada.
El mayor ecosistema microbiano del mundo
Las dos terceras partes de la litosfera creada a lo largo de 60000 km de dorsales oceánicas se componen principalmente de peridotitas que, en las dorsales lentas y ultralentas (tasa de expansión <60 mm/año), a ras con el fondo del mar y por lo tanto son serpentinizadas. Además, el agua de mar circula a una profundidad de varios kilómetros. Teniendo en cuenta estos dos aspectos, puede ser que estos ambientes sean el hábitat microbiano más grande de la Tierra.
Esto plantea la cuestión del papel de los ecosistemas de aguas profundas en el secuestro del carbono, la tasa de productividad primaria asociada y los factores físico-químicos que limitan la producción. Descuidado hasta ahora en los modelos globales, esta vida intraterrestre parece jugar y haber desempeñado un papel clave en la evolución de nuestro planeta como un mediador entre los glujos elementales entre la litosfera, los océanos y la atmósfera.
¿El origen de la vida?
Estas nuevas firmas de vida que aparecen en un contexto que recuerda el ambiente de la Tierra Hadeana (4,5 – 3,8 mil millones años), también abren perspectivas interesantes sobre la aparición de la vida en nuestro planeta. Las primeras células vivientes pudieron surgir a partir de CO2, rocas y agua, una fuente constante de energía es necesaria. La serpentinización, que ahora se observa con cada vez más atención, parece ser un candidato ideal.
Fuente natural de energía química, podría haber proporcionado las primeras vías bioquímicas que subyacen a la aparición y desarrollo de los ecosistemas microbianos, explotando, en lugar de causar, los actuales procesos geoquímicos. En esta perspectiva, los hidrogenados pudieron constituir un ambiente prebiótico muy favorable.
