Diagénèse et hydrothermalisme de sédiments océaniques archéens (3,5 Ga, Formation de Dresser, Craton de Pilbara, Australie) : une fenêtre sur les premiers ecosystèmes

Jury : P. Roger Buick ...................... Rapporteur Dr. Olivier Beyssac ................. Rapporteur Pr. François Guyot .................. Examinateur Dr. Laurent Richard ................. Examinateur Pr. Pascal Philippot ................ Directeur de thèse Dr. Gaston Godard ................... Directeur de thèse Résumé : La caractérisation des environnements archéens et de la vie qui s’y développait sont encore débattus. Pour répondre à ces questions, deux forages ont été réalisés dans la formation de Dresser (3,495 Ga ; Australie) qui se compose d’un plancher océanique metakomatiitique, recouvert par des dépôt hydrothermaux primaires à barytine–sulfures, et une couverture sédimentaire à quartz–ankérite. L’ensemble a été affecté par un intense hydrothermalisme (100–200°C, pH ~5,6–6, Fe–Mg) associé à un métasomatisme Si, K, Al et Ba. Toutefois, certaines ankérites des niveaux sédimentaires ont préservé en leur cœur des oxydes de fer, de la matière organique carbonée (MO) et des inclusions de quartz, calcite ou sidérite, qui pourraient témoigner d’environnements marins archéens. La calcite est une phase exsolvée ; seule la sidérite peut être considérée comme primaire. Sa composition témoigne d’une dissolution partielle associée à la précipitation d’oxydes de fers avant d’être piégée dans l’ankérite. Ces réactions sont intimement liées à la fO2(g) dans le milieu. Les carbonates pourraient donc enregistrer l’état redox du milieu dans lequel ils précipitent. L’étude isotopique de la MO (macro- et micro-échelle) révèle deux réservoirs de ?13Corg, l’un à -35‰ (méthanogenèse ou synthèse abiotique de type Fischer-Tropsch) l’autre à -15‰ (photosynthèse anoxygénique). L’étude des carbonates de Dresser, permet de mieux contraindre la caractérisation chimique et la mise en place des carbonates extraterrestres. La spectroscopie Raman est un outil puissant permettant l’analyse chimique et structurale in situ d’assemblages carbonates–MO–oxydes de fer sur d’autres planètes.