David Sala

Étude moléculaire et isotopique d’un analogue contemporain des océans protérozoïques : le lac Dziani Dzaha (Mayotte)

David Sala, Vincent Grossi, Christophe Leboulanger, Didier Jezequel, Pierre Cadeau, Gérard Sarazin, Cécile Bernard, Ingrid Antheaume, Magali Ader

Laboratoire de Géologie de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Villeurbanne, France.

Pendant plus de la première moitié de l’histoire de la Terre, les océans sont demeurés anoxiques et dominés par des communautés procaryotes. Le lac Dziani Dzaha (Mayotte), a récemment été identifié, sur la base de ses caractéristiques biogéochimiques (anoxie permanente sous 1,5 m, euxinie, précipitation de carbonates enrichis en 13C, prépondérance de procaryotes), comme un des meilleurs analogues contemporains des océans du Protérozoique. Dans cette étude, nous avons réalisé la caractérisation moléculaire et isotopique de la matière organique présente dans la colonne d’eau du lac à deux périodes de l’année (période stratifiée/période mélangée) sur deux années consécutives, et dans deux carottes sédimentaires. Les résultats montrent que la présence d’une chemocline joue un rôle déterminant dans la structuration des communautés microbiennes le long de la colonne d’eau, ainsi que dans le recyclage et la préservation de la matière organique. Ainsi, si la productivité cyanobactérienne dans le mixolimnion reste intense et assez similaire d’une saison à une autre, la reminéralisation de cette biomasse apparait beaucoup plus intense en période stratifiée. La production systématique de biomarqueurs spécifiques au niveau de la chemocline suggère l’existence de populations bactériennes mésophiles et halophiles particulières impliquées (directement ou indirectement) dans le cycle du soufre. L’étude de la composition en biomarqueurs des sédiments a permis de démontrer qu’en contexte stratifié et euxinique, une partie de la biomasse cyanobactérienne produite en surface (pigments caroténoïdes) peut échapper de manière sélective à la reminéralisation et être exportée dans les sédiments via des réactions abiotiques de sulfuration/désulfuration réductive. De plus, les fortes teneurs en biomarqueurs d’archées (probablement méthanogènes) et de bactéries indiquent l’omniprésence d’une importante communauté microbienne active dans tous les sédiments de subsurface du lac. Enfin, l’assemblage de biomarqueurs dans les sédiments profonds fait apparaître des changements de fonctionnement au début de la mise en place du lac, suggérant un milieu initialement évaporitique, hypersalin et la présence de communautés procaryotes différentes des actuelles.

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