En analysant des centaines d’échantillons des célèbres « chutes de sang » en Antarctique, au bord du glacier Taylor, des chercheurs ont découvert qu’ils conservent des signatures biologiques marines longtemps après la séparation du glacier de l’océan. Cela suggère que les communautés microbiennes associées à la saumure rougeâtre pourraient avoir une origine ancienne et avoir subsisté dans la zone malgré les transitions climatiques passées.
Les chutes de sang (« Blood Falls ») du glacier Taylor, dans les vallées sèches de McMurdo, dans l’est de l’Antarctique, intriguent les scientifiques depuis des décennies. Elles offrent notamment, comme leur nom l’indique, le spectacle d’une eau rougeâtre semblable à du sang se déversant en aval dans le lac proglaciaire Bonney durant les étés australs.
Cette couleur provient d’une saumure sous-glaciaire riche en fer, qui s’écoule depuis l’intérieur du glacier. En effet, contrairement aux autres cours d’eau recensés dans les vallées sèches de McMurdo, des régions largement dépourvues de glace, les chutes de sang proviennent d’une source située sous le glacier Taylor et débouchent au niveau de son front (ou terminus).
Des études ont suggéré que cette source pourrait s’être formée lorsque de l’eau de mer s’est infiltrée dans la région durant des périodes de réchauffement passées, avant de se retrouver isolée lorsque la dynamique glaciaire a évolué et que le niveau de la mer a de nouveau baissé.
Cependant, il n’existe pour le moment pas de consensus quant à l’origine exacte de la saumure sous-glaciaire. Une étude publiée le 3 août dans la revue Nature Geoscience apporte de nouveaux éléments sur la manière dont les communautés microbiennes marines ont persisté dans les chutes de sang du glacier Taylor malgré d’importants changements environnementaux.
« Notre étude contribue à affiner le débat sur les sources marines en fournissant des preuves moléculaires de la présence, de la divergence et de la persistance de lignées associées à la marine au terminus du glacier Taylor », écrivent les chercheurs de l’étude.
Les traces d’un passé marin
Des études antérieures ont mis au jour la présence de frustules (l’enveloppe protectrice dure) de diatomées dans plusieurs régions non marines à travers l’Antarctique. Cela a alimenté un débat sur la stabilité et les changements subis par les principaux glaciers du continent lors des périodes de réchauffement passées.
Ces débats portaient notamment sur l’origine de ces fossiles marins microscopiques et sur la manière dont ils se sont retrouvés aussi loin de la mer.
Trois hypothèses principales ont été avancées pour expliquer la présence de ces organismes : des infiltrations passées d’eau de mer dans les bassins intérieurs, un transport par voie aérienne et un scénario combiné de dépôts marins et aériens. La compréhension de la manière dont ces organismes marins ont été transportés à l’intérieur du continent pourrait, à son tour, contribuer à éclairer l’origine de la saumure des chutes de sang.
Pour explorer cette hypothèse, l’équipe de la nouvelle étude a analysé 167 échantillons d’eau, de sédiments et d’air provenant de la région des vallées sèches de McMurdo pour identifier l’origine des microorganismes présents au glacier Taylor et aux chutes de sang. Les chercheurs ont utilisé un ensemble de techniques d’analyse génétique pour identifier les taxons eucaryotes et procaryotes dans chaque échantillon.
Ils ont constaté que les microorganismes présents dans la glace, la boue et les sédiments rougeâtres étaient presque entièrement associés à des environnements marins. En revanche, les échantillons prélevés au niveau des sites situés autour des chutes étaient dominés par des populations microbiennes d’eau douce et des populations terrestres.
Plus précisément, la proportion d’eucaryotes communs avec les échantillons océaniques voisins était plus élevée au niveau du front glaciaire, d’où s’écoulent les chutes de sang, que sur les autres sites des vallées sèches de McMurdo (9,34 % contre 1,15 %, respectivement).
Ces données indiquent une nette affinité avec les environnements marins de la communauté microbienne de la saumure des chutes de sang. Elles renforcent également l’hypothèse selon laquelle l’eau sous-glaciaire alimentant les chutes pourrait avoir été isolée de l’océan au cours de l’évolution du glacier Taylor, dans le contexte de variations passées du climat et du niveau marin.
D’après les chercheurs, il serait en outre peu probable que ces microorganismes aient été déposés uniquement par transport éolien et qu’ils aient une origine ancienne correspondant à des périodes de réchauffement passées.
« Ces résultats indiquent que le système sous-glaciaire alimenté par la saumure au front glaciaire de Taylor conserve des signatures biologiques d’origine marine longtemps après sa séparation physique de l’océan, établissant un lien entre les assemblages microbiens antarctiques actuels et les transitions climatiques passées », concluent les chercheurs.
