La rivière Tinto, un autre monde
2017/12/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
En descendant sur les terres arides de Huelva, traversant pendant des milliers d'années des zones modifiées par l'exploitation minière, les eaux rouges du fleuve Tinto descendent tranquillement. À côté du rouge, ce réservoir et les verges apparaissent sur la rive du fleuve, autour des pierres, etc. « C’est un endroit très spécial », affirme le professeur de microbiologie Ricardo Amils. “Une rivière de près de 100 kilomètres avec cette couleur rouge en raison du fer n'est pas habituel. C’est la seule de cette longueur dans le monde.»
Amils et ses compagnons font des recherches sur cet environnement depuis trois décennies. Ces années ont été pour beaucoup, mais Amils souligne que «l’important a été de prouver que c’est un processus naturel». Les eaux de Tinto sont très acides et remplies de métaux lourds. Pendant longtemps, il a été considéré comme des eaux polluées par l'activité minière.
Au milieu des années 80, la Junta de Andalucía avait également prévu de mettre en place un plan de restauration du fleuve. “Heureusement, nous avons réussi à arrêter le plan”, dit Amils. À ce moment-là, il avait déjà réalisé que les caractéristiques du fleuve pouvaient être propres, par exemple, la biodiversité du fleuve ne correspondait pas à celle des eaux polluées. Écrite à l'UNESCO, l'organisation a créé un groupe international de scientifiques pour évaluer la situation. Ils ont conclu que c'était naturel, de sorte que le plan de restauration n'a pas de sens.
Ils ont stoppé le plan, mais le débat a continué pendant de nombreuses années. Amils et ses compagnons ont continué à accumuler des preuves et ont déjà montré que ce qui se passe dans le fleuve Tinto est un processus naturel. Ils ont même montré que le fleuve Tinto est comme il est dû aux êtres vivants.
Un bioréacteur dans le sous-sol
« La rivière naît d’un gigantesque bioréacteur souterrain », explique Amils. « Ce bioréacteur combine substrat minéral, micro-organismes et eau. Les micro-organismes reçoivent de l’énergie des sulfures métalliques, et dans ces réactions métaboliques on produit les ions de fer (de couleur rouge) et l’acide sulfurique que l’on retrouve dans la rivière.»
L'hypothèse de ce bioréacteur remonte à des temps immémoriaux chez Amils et ses compagnons, qui ont démontré par des forages réalisés ces dernières années l'existence d'êtres vivants qui lancent ce processus dans le sous-sol. Il a été percé jusqu'à une profondeur de six cents mètres et les échantillons obtenus montrent que le processus fonctionne au moins huit millions d'années.
Comme on peut s'y attendre, on a trouvé des micro-organismes capables d'oxyder des sulfures métalliques dans des conditions anaérobies. « L’oxydation des sulfures métalliques produits par des organismes aérobies est très étudiée, mais dans le sous-sol il n’y a pas d’oxygène dans la roche et nous avons dû démontrer qu’il y avait des micro-organismes capables d’oxyder des sulfures métalliques sans oxygène ».
Ils l'ont montré et ont trouvé plus. « Les résultats ont été étonnants. En plus des micro-organismes attendus, nous avons trouvé beaucoup plus, ce sont des micro-organismes qui participent aux cycles biogéochimiques de base. »
Il n'y a pas de lumière, donc il n'y a pas de photosynthèse. Les êtres vivants tirent de l'énergie directement de la roche. « Nous appelons la biosphère sombre. Ils sont surtout des bactéries et probablement un archéologue. Il peut y avoir un champignon, mais pour le moment les résultats ne le laissent pas clair », explique Amils.
Le fleuve naît de ce monde sombre. « Le caractère unique du fleuve Tinto est que ses conditions extrêmes sont dues à l’activité biologique », affirme Amils. Et ces conditions extrêmes ne conviennent pas à tout type de vie. Dans la rivière Tinto il n'y a pas de poissons, amphibiens, insectes. C'est le royaume des êtres acidophiles. Les algues, les champignons et les bactéries prédominent. Un rotifère étrange est le seul animal de ces eaux.
Le chercheur a depuis le début surpris la diversité des eucariotes qu'ils ont trouvés dans les eaux du Tinto, en particulier des algues. Dans ces conditions extrêmes, on ne s'attendait pas tant, surtout pour la forte concentration de métaux lourds, qui sont toxiques. « Aujourd’hui, nous n’avons toujours aucune explication pour comprendre une telle diversité d’algues. Les algues sont eucariotes, beaucoup plus complexes que les bactéries. Mais la question est qu'ils sont là. Nous avons des idées pour l’expliquer, mais il sera très difficile de le démontrer.»
De Tino à Mars
En raison de ses conditions extrêmes et de ses caractéristiques géologiques, le fleuve Tinto est déclaré comme un lieu similaire à celui de Mars. « La communauté scientifique la considère comme le meilleur analogue géochimique et minéralogique de Mars sur Terre », affirme Amils. “Une partie importante de la géochimie et minéralogie découverte sur Mars se trouve également dans le bassin du Tinto”.
L'exemple le plus significatif est le harosite minéral. Sur Mars a été découvert par le véhicule Opportunity. « Il y a beaucoup à accrocher sur la rivière Tinto et c’est là que l’activité biologique est due. Cela ne signifie pas que le harositeur de Mars a également une origine biologique, mais il ouvre cette possibilité. Les deux systèmes, la rivière Tinto et Mars, ont beaucoup de choses similaires et donc ce qui se passe dans un, dans ce cas Tinton, est extrapolable à un autre».
Étant un bon analogue de Mars, les chercheurs l'utilisent également pour tester les outils conçus pour les envoyer. Outils de détection de la vie, mais aussi d'autres. « Si vous concevez un outil pour détecter la vie sur Mars, mais que vous n’êtes pas capable de détecter Tinton, il est préférable de ne pas quitter la Terre », explique Amils. « C’est la valeur des analogues. Ils ne sont pas exactement pareils à la réalité, mais ils ont beaucoup de propriétés identiques ou similaires et servent à tester des outils ».
Et la découverte de ce monde souterrain sombre a encore renforcé sa relation avec Mars. Amils a clairement: « Je suis convaincu qu’il y a la vie sur Mars. Bien sûr, penser que ce sera comme celui de Tinto n'a pas de sens, mais la vie à Tinton pourrait se développer sur Mars. Je suis sûr. Bien sûr, la méthode scientifique a besoin de preuves, ne sert à rien ce que je dis, mais il est raisonnable de penser que s'il y a eu la vie sur Mars, ou s'il y en a, il peut avoir des propriétés similaires. Par exemple, aujourd’hui, sur Mars, il ne peut y avoir que de la vie sous terre.»
Par conséquent, si on trouvait la vie sur Mars, il faudrait la percer. « C’est ce que nous demandons les experts du sous-sol. Il est bon d'envoyer des voitures de retour sur Mars, mais nous ne le trouverons pas vivant. Les signes de la vie seront enterrés, et les concepteurs de missions le savent ; forer n’est pas une toux de la moitié de la nuit, mais ».
Parmi les objectifs des missions Mars 2020 de la NASA et ExoMars 2020 de l'ESA se trouve le terrassement, mais le premier perforera moins d'un mètre et le second deux mètres. « Ce n’est rien, si nous voulons trouver la vie, nous devrons arriver beaucoup plus à fond. Nous sommes arrivés à 600 mètres de Tinton. La vie est plus haut, bien sûr, mais la vie a besoin d'eau, et j'ai de grands doutes qu'à deux mètres de profondeur sur Mars il y aura de l'eau liquide. Je souhaite que je me trompe, mais je pense qu'il faudrait une mission qui sera forée spécifiquement. Aujourd'hui, les responsables politiques des missions n'y parient pas pour leur haut risque. Depuis l'expérience de la rivière Tinto nous savons qu'il est très difficile de forer. En outre, vous devez choisir l'endroit et juste là il ya peu de chance de trouver quelque chose”.
Dans ce monde
Cependant, en marge de Mars, ils ont encore beaucoup à étudier sur la rivière Tinto. Par exemple, l'autre extrémité du fleuve Tinto est en cours de recherche : les marais. « Cela faisait longtemps que j’avais envie d’y étudier. Parce que là le pH (acidité) change deux fois par jour », explique Amils. En montant la marée, l'eau de la mer se mélange avec les eaux du fleuve Tinto. « Je crois que les conditions des marais peuvent être encore plus extrêmes. At the rate, the conditions are constant: the pH is not change and the metal concentration is not in. Il est intéressant de savoir ce qui se passe dans un environnement où il ya des incidents continus. Un être adapté à des conditions extrêmes n'a pas d'avenir. Nous voyons que très peu sont capables de vivre là-bas.»
Nous travaillons également sur la biominéralisation. « Nous savons que les micro-organismes de la rivière Tinto produisent des minéraux comme le harosite. Il y a un grand intérêt à étudier comment les micro-organismes produisent ces minéraux. Il faut garder à l’esprit qu’aujourd’hui, les géologues admettent que les deux tiers des minéraux que nous connaissons proviennent de l’activité biologique», affirme Amils.
Un autre domaine d'intérêt est la géobotanique. Ils se concentrent sur les plantes qui habitent autour du fleuve Tinto, qui sont également capables de vivre dans des conditions extrêmes. “Savoir comment ils s’adaptent à ces conditions est très intéressant. Par exemple, comment ils gèrent des concentrations élevées de fer et d’acide sulfurique. » Certains ont vu qu'ils parviennent à éviter la pénétration des métaux. D'autres sont capables de s'accumuler dans les rhizomes. « C’est intéressant, par exemple, pour le remédiage, c’est-à-dire pour développer des méthodologies de récupération des terres contaminées par des métaux. »
Ils étudient également bien le matériau extrait des perforations. « Nous aurons besoin de nombreuses années pour analyser tout ce que nous avons sorti, mais nous allons continuer parce qu’il y a encore beaucoup de questions à répondre. » Pour Amils, le plus important en ce moment est de comprendre cet écosystème souterrain. « Même si cela semble un mensonge, la vie souterraine a été annoncée par Darwin il y a 150 ans, mais jusqu’à très peu, nous n’avons pas commencé à enquêter car personne ne croyait qu’il pouvait y avoir la vie dans un rocher. Nous savons maintenant que oui. Nous savons que cette biosphère sombre est là. Mais quelle importance avez-vous? Quelle mesure avez-vous? Comment l'évolution de la vie sur Terre a-t-elle influencé ? Certains pensent que peut-être la vie a émergé à l'intérieur des planètes. Mais bon, ces questions de base ne sont pas résolues immédiatement. Il s’agit d’obtenir des données pour voir quel est le chemin, pour que d’autres puissent ensuite faire d’autres observations».
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