[Les « cascades de sang » de l’Antarctique : un mystère centenaire enfin expliqué]

À première vue, l’image semble irréelle : au pied du glacier Taylor, en Antarctique, un écoulement rouge sombre contraste avec la blancheur de la glace. Découvertes en 1911 par le géologue australien Griffith Taylor, ces « Blood Falls » (cascades de sang) ont longtemps intrigué les scientifiques.

Pendant des décennies, certains ont pensé que des algues rouges étaient responsables de cette coloration spectaculaire. Plus d’un siècle de recherches aura finalement été nécessaire pour comprendre non seulement l’origine de la couleur, mais aussi le mécanisme qui permet à cette eau de s’écouler dans un environnement où tout devrait être gelé.

Le premier élément de l’énigme concerne la couleur. Contrairement aux premières hypothèses, il ne s’agit ni de sang ni de micro-organismes pigmentés. L’eau provient d’une saumure extrêmement riche en fer, piégée sous plusieurs centaines de mètres de glace. Tant qu’elle reste confinée sous le glacier, le fer est dissous dans une eau privée d’oxygène. Mais dès que cette eau atteint la surface, elle entre en contact avec l’air. Le fer s’oxyde alors, exactement comme un morceau de métal qui rouille, produisant des oxydes de fer rouge-orangé qui colorent la glace.

Reste une question tout aussi étonnante : comment de l’eau liquide peut-elle exister dans l’un des endroits les plus froids de la planète ? La réponse réside dans sa composition. Cette eau est hypersalée, plusieurs fois plus concentrée en sels que l’eau de mer. Or, plus une solution est salée, plus son point de congélation est abaissé. C’est le même principe que celui utilisé lorsque l’on répand du sel sur les routes en hiver pour empêcher la formation de glace.

Les chercheurs savaient depuis plusieurs années que cette saumure provenait d’un ancien réservoir d’eau isolé sous le glacier. Les études géophysiques avaient notamment révélé l’existence d’un vaste réseau de saumures souterraines reliées entre elles, vestiges d’une ancienne mer emprisonnée lorsque le glacier a progressé il y a plusieurs millions d’années. Ce système constitue aujourd’hui une véritable capsule temporelle, restée isolée de l’atmosphère pendant des millions d’années.

Les chercheurs ont également montré que si cette eau surgit périodiquement à la surface, c’est parce que le glacier s’écoule très lentement sous l’effet de son propre poids, comprimant progressivement les poches de saumure et les fissures qui les relient. La pression augmente alors jusqu’à ce que l’eau trouve une voie de sortie et soit expulsée à travers des fractures du glacier avant de s’écouler sur la glace où elle s’oxyde rapidement.

Au-delà de son aspect spectaculaire, cette saumure abrite des micro-organismes capables de survivre sans lumière et avec très peu d’oxygène. Plutôt que d’utiliser la photosynthèse, ces organismes tirent leur énergie de réactions chimiques impliquant notamment le fer et le soufre : un métabolisme appelé chimiosynthèse. Ces écosystèmes extrêmes intéressent les biologistes car ils montrent que la vie peut prospérer dans des conditions que l’on croyait autrefois incompatibles avec son existence.

Il aura fallu plus d’un siècle d’observations, d’analyses chimiques, de mesures géophysiques et de nouvelles techniques d’imagerie pour reconstituer l’ensemble du mécanisme à l’origine de ces « cascades de sang ». Les implications de cette découverte dépassent toutefois largement l’Antarctique. En effet, les lunes glacées Europe, autour de Jupiter, ou Encelade, autour de Saturne, possèdent probablement des océans liquides sous leur croûte de glace. Comprendre comment l’eau circule et comment des micro-organismes survivent sous le glacier Taylor aide les astrobiologistes à imaginer les formes de vie qui pourraient exister dans ces mondes lointains.