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.