Biosphère profonde, Croûte océanique, Serpentinisation, Altération des basaltes, Carbone organique abiotique, Métagénomiques

La subsurface est considérée comme le plus vaste habitat sur Terre, abritant la majorité de la biomasse et des espèces microbiennes. La croûte océanique constitue le plus grand aquifère de notre planète où les réactions eau-roche pourraient fournir des sources de carbone abiotique et d'énergie à la base de la structuration des écosystèmes profonds. Cette thèse s'intéresse à deux réactions majeures associées à l'hydrothermalisme en subsurface, que sont la serpentinisation des péridotites mantelliques et l'altération des basaltes cristallins, pour comprendre comment l'altération des roches peut soutenir les écosystèmes microbiens profonds. Dans cet objectif, la diversité des communautés microbiennes et leur potentiel métabolique ont été caractérisés (i) sur un site hydrothermal serpentinisé, à savoir le site hydrothermal de Old City (OCHF), récemment découvert dans la région orientale de la dorsale ultralente sud-ouest indienne (SWIR), (ii) ainsi que dans un aquifère basaltique influencé par des injections de gaz acides, situé à Hellisheiði (Islande). Les approches métagénomiques ont révélé que la diversité microbienne et les métabolismes à OCHF dépendent de l'influence relative des fluides dérivés de la serpentinisation et de l'eau de mer. De plus, nos résultats suggèrent une forte hétérogénéité au sein et entre les évents hydrothermaux, probablement due aux fluides hydrothermaux très diffus dans ces évents. Les niches microbiennes sont potentiellement discriminées à la micro-échelle selon l'interaction entre les fluides hydrothermaux et l'eau de mer, fournissant ainsi différents nutriments. Un résultat majeur de cette thèse est la mise en évidence de phylotypes microbiens, potentiellement influencés par la serpentinisation, à OCHF proches de microorganismes d'écosystèmes serpentinisés terrestres plutôt qu'à son unique analogue océanique, à savoir le site hydrothermal de Lost City (LCHF). Or, OCHF est situé dans la région la plus amagmatique de la SWIR, alors que les gabbros sont répandus sous LCHF. Nous avons donc postulé que les intrusions magmatiques, impactant à la fois la minéralogie et la température et composition des fluides hydrothermaux, pourraient être le principal facteur expliquant les différences entre les communautés microbiennes d'OCHF et LCHF. Les comparaisons génomiques des populations microbiennes vivant dans des systèmes serpentinisés distincts ont mis en évidence plusieurs stratégies d'adaptation pour faire face aux conditions extrêmes liées à la serpentinisation. En outre, cette thèse présente les fonctions métaboliques des groupes taxonomiques dans l'aquifère basaltique de Hellisheiði, où l'altération des roches et les précipitations de minéraux suite aux injections de gaz soutiennent fortement les communautés microbiennes. Cette thèse vient étayer les preuves antérieures selon lesquelles l'écologie des écosystèmes microbiens profonds est fortement liée aux processus abiotiques de subsurface qui dépendent des régimes hydrogéologiques.