CARBioNic: EnhanCed potentiAl foR aBiotic OrgaNic synthesis in subduction zones

Le cycle profond du carbone correspond au recyclage du carbone vers les profondeurs de la Terre, principalement dans le manteau terrestre et le noyau. Empêchant que tout le carbone de la Terre n’entre dans l’atmosphère, il est essentiel au maintien de conditions propices à l’existence de la vie. Le transfert du carbone de la surface vers l’intérieure de la Terre se déroule exclusivement dans les zones de subduction où la lithosphère océanique est recyclée dans le manteau. Il a été longtemps admis que la majorité du carbone enfouie via ce processus était inorganique (cad sous forme de carbonates solides), dont l’abondance excède les quantités de carbone organique d’origine biologique piégées dans les sédiments des fonds marins. Cependant, ces dernières années ont vu des changements considérables dans les paradigmes du cycle profond du carbone, avec notamment les premières preuves thermodynamiques de synthèse abiotique de matière organique à très haute pression (>3GPa), aux limites de plaques. Ces nouveaux modèles suggèrent que le carbone organique pourrait représenter une fraction importante, bien que peu contrainte, du carbone profond sur Terre. Le projet CARBioNic propose de revisiter le cycle du carbone organique profond en explorant les mécanismes de synthèse abiotique de ce carbone dans les zones de subduction. Pour atteindre cet objectif, le PI mettra en œuvre à l’institut hôte une caractérisation pétrologique et géochimique à micro- et nano-échelle de la matière carbonée endogène formée dans les échantillons naturels de haute pression provenant de massifs ophiolitiques alpins. Les mécanismes de synthèse du carbone organique à haute pression, leur stabilité et leur lien potentiel avec les minéraux organiques et les diamants seront explorés par une série d’expériences impliquant des composés organiques synthétiques sur une large gamme de pression (3-10 GPa) et de température (500-100°C). La mobilité du carbone organique dans les fluides métamorphiques à haute pression sera évaluée en utilisant une combinaison d’analyses isotopiques en roche totale et in situ (δ13C). Ces méthodes permettront d’élucider l’origine de la matière carbonée observée aux limites de plaques et de proposer un premier bilan du stockage du CO₂ sous forme de carbone organique abiotique dans la Terre profonde.