Une étude publiée dans
Nature Communications met en évidence une source majeure et jusqu'ici sous-estimée de carbone profond: des composés organiques formés sans intervention du vivant. Ces résultats remettent en question l'interprétation classique des signatures isotopiques du carbone dans le manteau et éclairent d'un jour nouveau le cycle profond du carbone.
Le carbone organique est traditionnellement associé à l'activité biologique. Pourtant une fraction significative de ce carbone peut se former de manière abiotique, lors de l'altération hydrothermale de la lithosphère océanique. Lorsque l'eau de mer s'infiltre dans les roches en profondeur, elle déclenche des réactions chimiques produisant des composés organiques solides, indépendamment de toute activité biologique.
Carbone organique (DCM) piégé dans une phase de haute pression (antigorite) / @ Baptiste Debret Ces composés sont ensuite enfouis dans les zones de subduction, entraînés vers les grandes profondeurs où ils sont soumis à des conditions extrêmes de pression et de température.
Grâce à une combinaison d'analyses spectroscopiques avancées et de mesures isotopiques, les chercheurs ont étudié des roches métamorphiques alpines, témoins d'enfouissement profond. Leurs observations montrent que ces composés abiotiques sont remarquablement préservés lors du métamorphisme, subissent peu de transformations chimiques et conservent une signature isotopique légère.
Jusqu'à présent, ce type de signature était largement interprété comme un indicateur d'origine biologique. Ces résultats montrent qu'elle peut également résulter de processus purement métamorphiques.
Un rôle clé dans le cycle profond du carbone
L'étude met en évidence que ces composés abiotiques constituent la principale source de carbone léger dans les roches soumises à haute pression et haute température lors de la subduction. Ce carbone peut ensuite être recyclé dans le manteau terrestre, contribuant notamment à la diversité isotopique observée dans certains diamants formés à grande profondeur.
Ces travaux conduisent à reconsidérer un paradigme fondamental: la signature isotopique légère du carbone dans le manteau ne constitue pas une preuve d'origine biologique, bien au contraire.
Au-delà de la compréhension du cycle profond du carbone, cette découverte ouvre des perspectives importantes sur la formation du carbone organique dans des environnements extrêmes, sur les échanges entre surface et intérieur de la Terre, et sur les mécanismes susceptibles de produire du carbone organique sur d'autres planètes.