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Des chercheurs découvrent les générateurs d’énergie de la vie dans les eaux souterraines les plus anciennes de la Terre

Le chercheur Oliver Warr collecte un échantillon à Moab Khotsong, en Afrique du Sud. 1 crédit

Une équipe internationale de chercheurs a découvert des eaux souterraines vieilles de 1,2 milliard d’années dans une mine d’or et d’uranium à Moab Khotsong, en Afrique du Sud, éclairant davantage la façon dont la vie est maintenue sous la surface de la Terre et comment elle peut prospérer. d’autres planètes.

Les résultats ont été publiés plus tôt cette semaine dans la revue Communication Nature.

“Pour la première fois, nous avons un aperçu de la façon dont l’énergie stockée profondément dans le sous-sol de la Terre peut être libérée et distribuée plus largement à travers sa croûte au fil du temps”, a déclaré Oliver Warr, associé de recherche au Département des sciences de la Terre de l’Université de Toronto et auteur principal de l’étude. “Considérez-le comme une boîte de Pandore d’énergie productrice d’hélium et d’hydrogène, que nous pouvons apprendre à exploiter au profit de la biosphère profonde à l’échelle mondiale.”

“Il y a dix ans, nous avons découvert des eaux souterraines vieilles d’un milliard d’années sous le Bouclier canadien – ce n’était que le début, semble-t-il”, déclare Barbara Sherwood Lollar, professeure au Département des sciences de la Terre à l’Université de Toronto et auteur correspondant. “Maintenant, à 2,9 km sous la surface de la Terre à Moab Khotsong, nous avons découvert que les avant-postes extrêmes du cycle mondial de l’eau sont plus répandus qu’on ne le pensait.”

L’uranium et d’autres éléments radioactifs sont naturellement présents dans la roche hôte environnante qui contient des gisements de minéraux et de minerais. Ces éléments contiennent de nouvelles informations sur le rôle des eaux souterraines en tant que générateur d’énergie pour les groupes chimiolithotrophes (ou mangeurs de roches) de micro-organismes cohabitant précédemment découverts dans le sous-sol profond de la Terre. Lorsque des éléments comme l’uranium, le thorium et le potassium se désintègrent dans le sous-sol, les rayonnements alpha, bêta et gamma qui en résultent ont des effets d’entraînement, déclenchant ce qu’on appelle des réactions radiogéniques dans les roches et les fluides environnants.

À Moab Khotsong, les chercheurs ont découvert de grandes quantités d’hélium, de néon, d’argon et de xénon radiogéniques, ainsi qu’une découverte sans précédent d’un isotope du krypton, un traceur inédit de cette puissante histoire de réaction. Le rayonnement brise également les molécules d’eau dans un processus appelé radiolyse, produisant de grandes concentrations d’hydrogène, une source d’énergie essentielle pour les communautés microbiennes souterraines profondes de la Terre qui sont incapables d’accéder à l’énergie du soleil pour la photosynthèse.

En raison de leurs masses extrêmement petites, l’hélium et le néon sont particulièrement précieux pour identifier et quantifier le potentiel de transport. Bien que la porosité extrêmement faible des roches cristallines du socle dans lesquelles se trouvent ces eaux signifie que les eaux souterraines elles-mêmes sont largement isolées et se mélangent rarement, ce qui explique leur âge de 1,2 milliard d’années, la diffusion peut toujours avoir lieu.

Des chercheurs découvrent les générateurs d'énergie de la vie dans les eaux souterraines les plus anciennes de la Terre

Le chercheur Oliver Warr collecte un échantillon à Moab Khotsong, en Afrique du Sud. 1 crédit

“Les matériaux solides tels que le plastique, l’acier inoxydable et même la roche solide sont finalement pénétrés par la diffusion d’hélium, un peu comme le dégonflage d’un ballon rempli d’hélium”, explique Warr. “Nos résultats montrent que la diffusion a permis à 75 à 82 % de l’hélium et du néon produits à l’origine par les réactions radiogéniques d’être transportés à travers la croûte sus-jacente.”

Les chercheurs soulignent que les nouvelles informations de l’étude sur la quantité d’hélium diffusée depuis les profondeurs de la Terre constituent une avancée cruciale, car les réserves mondiales d’hélium s’épuisent et la transition vers des ressources plus durables gagne du terrain.

“Les humains ne sont pas les seules formes de vie qui dépendent des ressources énergétiques du sous-sol profond de la Terre”, déclare Warr. “Étant donné que les réactions radiogéniques produisent à la fois de l’hélium et de l’hydrogène, nous pouvons non seulement en savoir plus sur les réservoirs et le transport de l’hélium, mais également calculer le flux d’énergie hydrogène de la Terre profonde qui peut soutenir les microbes souterrains à l’échelle mondiale.”

Warr note que ces calculs sont essentiels pour comprendre comment la vie souterraine est maintenue sur Terre et quelle énergie pourrait être disponible à partir de l’énergie radiogénique sur d’autres planètes et lunes du système solaire et au-delà, informant les missions à venir sur Mars, Titan, Encelade et Europe.

Les autres co-auteurs de l’article incluent CJ Ballentine de l’Université d’Oxford et des chercheurs de l’Université de Princeton et de l’Institut des mines et de la technologie du Nouveau-Mexique.


L’hélium ancien s’échappant du noyau offre des indices sur la formation de la Terre


Plus d’information:
O. Warr et al, 86L’excès de Kr et d’autres gaz nobles identifient un système d’eau souterraine radiogéniquement enrichi vieux d’un milliard d’années, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-31412-2

Fourni par l’Université de Toronto

Citation: Des chercheurs découvrent les générateurs d’énergie de la vie dans les eaux souterraines les plus anciennes de la Terre (2022, 5 juillet) récupéré le 6 juillet 2022 sur https://phys.org/news/2022-07-uncover-life-power-earth-oldest.html

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