ISLAB

Le projet ISLAB vise à établir une compréhension synthétique, quantitative et globale des processus géobiologiques interconnectés agissant le long d’un système d’expansion océanique subaérien en Islande.

Ce projet fait suite à des résultats récents suggérant que les tremblements de terre le long des failles actives modulent la convection hydrothermale dans le temps. Les flux, la température (T) et la composition chimique des fluides hydrothermaux seraient alors dépendants du temps et liés aux cycles sismiques le long des failles majeures et, potentiellement, aux éruptions de type fissural (diking). L’endiguement peut agir non seulement directement en chauffant et en transférant des fluides à travers la croûte, mais aussi en modifiant le champ de contrainte sur de grandes distances, qu’ils atteignent ou non la surface du sol, modifiant ainsi les conditions de pression interstitielle.

L’endiguement et la formation de failles (générant des tremblements de terre) sont des processus répétitifs liés à des seuils, respectivement liés à l’augmentation de la pression du magma dans les réservoirs de la croûte supérieure alimentés par le manteau et à l’augmentation de la contrainte de cisaillement le long du cœur des zones de faille. Notre hypothèse de travail est que le microbiote des cheminées hydrothermales subaquatiques et des sédiments avoisinants est lui-même affecté par ces changements cycliques volcano-tectoniques, entraînant des changements dans les modèles de diversité microbienne, les réponses fonctionnelles, les réponses adaptatives aux fluctuations rapides et les adaptations au cours des temps géologiques. Le projet ISLAB vise à explorer en détail la validité à court terme (3 ans) et à long terme (~10 000 ans) de ce lien potentiel entre la volcano-tectonique active, l’hydrothermalisme et la vie.

La zone d’étude est la péninsule de Reykjanes, en Islande, qui présente une activité tectonique et volcanique exceptionnelle et constitue le prolongement subaérien de la dorsale océanique de Reykjanes, située au nord-est de l’Atlantique. Elle contient un lac endoréique, Kleifarvatn, d’une profondeur allant jusqu’à 97 m, dont le fond et les rives abritent plusieurs cheminées hydrothermales. Les méthodes utilisées pour résoudre nos problèmes comprennent la surveillance géophysique et chimique à terre et subaquatique, la modélisation des transferts de chaleur, le carottage et l’analyse des sédiments, l’hydrodynamique du fond du lac et l’étude du microbiome dans les sédiments (extraction de l’ADN, métagénomique, métabarcoding, Q-PCR, quantification des cellules et des spores…).

ISLAB présente un potentiel scientifique important pour la compréhension des facteurs tectoniques contrôlant la dynamique des fluides au niveau des dorsales, des processus de refroidissement de la Terre et des réactions et adaptations de la vie. Non seulement il donnera un aperçu des processus transitoires subtils régissant la convection hydrothermale, mais il explorera un domaine radicalement nouveau, la dépendance indirecte potentielle de la vie à l’énergie mécanique due à des processus épisodiques tectoniques et volcano-tectoniques actifs et dépendants du temps (tremblements de terre, endiguement).

Étant donné que l’Islande représente peut-être un exemple pratique des conditions de la première vie sur Terre – croûte mafique épaisse peu profonde ou émergée avec une activité volcano-tectonique et hydrothermale importante.

Bien qu’il se trouve dans un environnement plus oxique, ISLAB peut donner des indications sur la réponse adaptative des systèmes microbiens aux variations des conditions de stress qui se sont produites pendant l’Archéen.

Porteur du projet : Laurent GEOFFROY (Geo-Ocean, UBO) 

Co-porteur : Karine ALAIN (BEEP, directrice de recherche CNRS) 

Équipes des unités de recherche ISblue : 

• Geo-Ocean (CNRS, Ifremer, UBO, UBS) : Laurent Geoffroy, Marina Rabineau, Thibaut Barreyre, Jérôme Goslin, Julie Perrot, Sara Bazin, Christophe Prunier, Pascal Pelleau.
• BEEP (Ifremer, UBO, IUEM, CNRS) : Karine Alain, Mélanie Le Moigne (doctorante)
• LEMAR (UBO, CNRS, IRD, Ifremer) : Hélène Planquette, Matthieu Waeles 
• UAR 3113 : Erwan Amice, Peggy Rimmelin-Maury 

Collaborations externes :

• Université de Reykjavik : Armann Hoskildsson;
• ISOR (Islande) : Þorbjörg Ágústsdóttir;
• Matis (Islande) : Viggó Þór Marteinsson;
• Center for Deep-Sea Research, University of Bergen UiB (Norvège) : Steffen Leth Jørgensen ;
• MAPIEM (Toulon) : Pauline Vannier