Les scientifiques découvrent une source d’émissions massives d’hydrogène dans un endroit inattendu
Un rare système hydrothermal en eaux profondes a été découvert dans le Pacifique occidental qui produit des émissions massives d’hydrogène.
Les systèmes hydrothermaux producteurs d’hydrogène dans les grandes profondeurs océaniques sont rares, mais essentiels pour comprendre les processus internes de la Terre et les conditions qui ont pu favoriser l’origine de la vie. Désormais, des scientifiques de l’Institut d’Océanologie de l’Académie chinoise des sciences (IOCAS) ont découvert un vaste système hydrothermal riche en hydrogène sous le plancher marin du Pacifique occidental, offrant une nouvelle perspective sur la serpentinisation des grands fonds, un processus au cours duquel des roches riches en fer et en magnésium réagissent chimiquement avec l’eau pour former des minéraux serpentins et libérer de l’hydrogène.
Le champ hydrothermal de Kunlun — un site tectoniquement actif situé à environ 80 kilomètres à l’ouest de la fosse de Mussau, sur la plaque de Caroline — comprend 20 grandes dépressions du plancher océanique (certaines de plus d’un kilomètre de diamètre) regroupées comme un essaim de conduits, un ensemble de structures rocheuses cylindriques verticales ou très inclinées qui canalisent des fluides ou des gaz depuis l’intérieur de la Terre.
Le système a été exploré avec le submersible habité Fendouzhe. Les recherches in situ ont révélé d’abondants fluides riches en hydrogène et de vastes formations de carbonate, toutes situées en dessous de la profondeur de compensation des carbonates. Les résultats ont été publiés dans Science Advances.
« Le système Kunlun se distingue par son flux d’hydrogène exceptionnellement élevé, son ampleur et son environnement géologique unique », a déclaré le professeur Sun Weidong, auteur correspondant de l’étude. « Cela démontre que la génération d’hydrogène induite par la serpentinisation peut se produire loin des dorsales océaniques, ce qui remet en cause des hypothèses bien ancrées. »
Grâce à une spectroscopie Raman avancée du plancher océanique, l’équipe a mesuré des concentrations d’hydrogène moléculaire de 5,9 à 6,8 mmol/kg dans des fluides hydrothermaux diffus. Bien que ces fluides soient modérément chauds (moins de 40 °C), les marqueurs géochimiques indiquent des températures bien plus élevées en profondeur, suffisantes pour favoriser la formation de dolomite, ce qui révèle des interactions intenses entre fluides et roches dans les grands fonds.
Les caractéristiques géologiques, comprenant des cratères aux parois abruptes rappelant des cheminées de kimberlite, des dépôts de brèches explosives et des structures carbonatées en couches, suggèrent que l’activité hydrothermale a suivi une évolution par étapes : d’abord des éruptions entraînées par le gaz, puis une circulation hydrothermale prolongée accompagnée de dépôts minéraux.
« Ce qui s’avère particulièrement intrigant, c’est son potentiel écologique », a ajouté le professeur Sun. « Nous avons observé la prolifération de diverses espèces de vie abyssale : crevettes, langoustines, anémones et vers tubicoles, des espèces qui pourraient dépendre de la chimiosynthèse alimentée par l’hydrogène. »
Cette découverte offre un laboratoire naturel pour étudier les liens entre les émissions d’hydrogène et l’émergence de la vie primitive. On pense que les fluides alcalins riches en hydrogène, comme ceux de Kunlun, reflètent l’environnement chimique de la Terre primitive.
Le système hydrothermal de Kunlun n’élargit pas seulement notre connaissance des processus liés à l’hydrogène en eaux profondes, il ouvre également de nouvelles voies pour identifier des ressources d’hydrogène sous-marines encore inexploitées, ont indiqué les chercheurs.
Source : Chinese Academy of Sciences - Phys.org
Référence de l'article :
Lianfu Li et al, A large intraplate hydrogen-rich hydrothermal system driven by serpentinization in the western Pacific: Kunlun, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adx3202