Interactions fluide-manteau le long des failles transformantes océaniques et impact sur le cycle du carbone profond

La circulation des fluides hydrothermaux à travers la lithosphère océanique et les processus d’altération associés jouent un rôle majeur dans le cycle des volatils terrestre. Ils ont également  été proposés comme un moteur potentiel de l’émergence de la vie sur notre planète.

La circulation hydrothermale se produit dans divers contextes géologiques, et majoritairement au niveau des dorsales médio-océaniques (MOR). Les interactions entre les fluides percolants et les roches mantelliques en déformation entraînent la formation d’inclusions fluides dans les minéraux primaires (olivine, pyroxène) et de nouvelles phases hydratées (principalement la serpentine, la chlorite et l’amphibole), dont la nature dépend principalement du rapport eau-roche et de la température (c’est-à-dire de la profondeur) à laquelle se produit l’interaction.

Ces minéraux d’altération peuvent contenir de grandes quantités de volatils dans leur structure minérale. De plus, l’altération hydrothermale créé de forts déséquilibres chimiques favorisant les réactions redox, influençant ainsi le cycle du carbone. Elle peut notamment conduire à la formation de composés organiques à partir du carbone inorganique (ex. fluides contenant CO/CO2).  Ces composés co-évoluent ensuite avec les minéraux au fil de l’altération hydrothermale, conduisant à une potentielle grande diversité de composés organiques (ex. hydrocarbures, acides organiques et aminés, et matériaux carbonés condensés).

Si ces processus ont relativement bien été étudiés aux MOR, des études récentes suggèrent une percolation profonde des fluides hydrothermaux aux niveau des failles transformantes océaniques (FTO). Ces frontières de plaques en décrochement, qui segmentent les MOR, pourraient donc être aussi des environnements favorables à la synthèse organique d’intérêt prébiotique sur Terre.

Afin d’évaluer ce potentiel, des mylonites de péridotite issues de plusieurs FTO aux vitesses variables seront analysées à l’aide d’une approche pétrologique et géochimique multi-technique (SEM-EDS, EPMA, LA-ICPMS, EBSD, Raman, FTIR, FIB).

Ces analyses permettront : (1) de contraindre la composition des fluides (hydrothermaux ou magmatiques) et leur impact sur le budget en volatils des roches ;  (2) de déterminer la diversité, l’origine, et les mécanismes de formation des composés organiques, ainsi que le rôle du magmatisme et de la déformation dans leur synthèse.