ISLAB

Le projet ISLAB cherche à démontrer s’il existe (1) un lien entre l’activité hydrothermale et la cyclicité des processus volcano-tectoniques actifs en Islande, et (2), si la nature et les adaptations des communautés microbiennes sous influence hydrothermale sont corrélées à ces processus cycliques, aussi bien sur temps court que long (Holocène).

La zone d’étude est la péninsule islandaise de Reykjanes, qui présente une activité tectonique et volcanique exceptionnelle et constitue l’extension subaérienne 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 exutoires hydrothermaux.

Le projet ISLAB fait suite à des résultats récents de sismologie dans la péninsule de Reykjanes suggérant que les 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 aussi aux éruptions volcaniques de type fissural (diking).

ISLAB vise à explorer en détail la validité à court terme (3 ans) et à long terme (~10 000 ans) d’un lien potentiel entre la cyclicité des processus volcano-tectoniques actifs, l’activité hydrothermale et la vie.

Le premier axe du projet vise à caractériser la dépendance de la perméabilité de la croûte islandaise le long du rift actif aux phénomènes volcano-tectoniques transitoires (séismes et dyking) pendant la durée du projet scientifique. Plusieurs méthodes seront utilisées pour imager les circulations de fluides dans la croûte de la Péninsule de Reykjanes comme la tomographie sismique dynamique (réalisée sur des pas de temps différents), ce qui nécessitera l’implantation d’un réseau dense de stations sismiques sur environ 300 km². Des mesures directes sur 2 ans des pressions de fluides, de T et de variation de composition chimique de l’hypolimnion de Kleifarvatn seront réalisées à partir d’un système de capteurs installés au fond du lac installés au printemps 2025.

Le deuxième axe du projet vise à explorer les liens entre les processus volcano-tectoniques, les phénomènes cycliques de recharge et de décharge hydrothermale des sources hydrothermales du lac Kleifarvatn, associés à des variations importantes du niveau du lac, et la vie microbienne présente dans les sédiments lacustres. Notre première hypothèse de recherche est que les évènements volcano-tectoniques contrôlent l’activité hydrothermale et que les sédiments contiennent des horizons avec des traces géologiques des événements tectoniques passés et des signatures géochimiques d’une activité hydrothermale passée qui sont plus prononcées à proximité du système hydrothermal. Notre seconde hypothèse de recherche est que cette activité tectonique, qui contrôle l’activité hydrothermale, contrôle aussi indirectement la vie microbienne dans ces sédiments en termes de nombre de cellules présentes, de diversité des espèces présentes et des réponses et adaptations de ces espèces.

Les méthodes utilisées pour répondre aux questions scientifiques posées comprennent la surveillance géophysique et chimique à terre et subaquatique, la modélisation des transferts de chaleur, le carottage et l’analyse géochimique, minéralogique et isotopique des sédiments, l’hydrodynamique du fond du lac et l’étude des communautés microbiennes des sédiments lacustres (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, les processus de refroidissement de la Terre et les réponses et adaptations de la vie. Il permettra non seulement de mieux comprendre les processus transitoires subtils régissant la convection hydrothermale, mais aussi d’explorer un domaine radicalement nouveau, à savoir la dépendance indirecte potentielle de la vie à l’énergie mécanique due à des processus tectoniques épisodiques et volcano-tectoniques actifs et dépendants du temps (tremblements de terre, éruptions volcaniques).

Porteur·trices du projet : Laurent GEOFFROY (Geo-Ocean, UBO)  et 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, Antoine Crémière, Thomas Giunta, Léonie Delaleau, Julie Perrot, Sara Bazin, Christophe Prunier, Pascal Pelleau.
• BEEP (Ifremer, UBO, IUEM, CNRS) : Karine Alain, Mélanie Le Moigne (doctorante), Xavier Philippon, Françoise Lesongeur.
• LEMAR (UBO, CNRS, IRD, Ifremer) : Hélène Planquette, Matthieu Waeles 
• UAR 3113 : Peggy Rimmelin-Maury 

Collaborations externes :

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