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Re: apparition de la vie terrestre dans les fumeurs blancs: un modèle se précise

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robby

unread,
May 28, 2013, 4:32:25 AM5/28/13
to
je xpost sur gᅵosciences pour les questions sur les fumeurs blancs, mais
suivi sur zet+bio

Le 27/05/2013 07:44, robby a ᅵcrit :
>
> Le 26/05/2013 21:00, Florian a ᅵcrit :
>> Il y a un bon fil sur FS: http://tinyurl.com/pvrezkp
>> Le premier article renvoie ᅵ une revue.
c'est vraiment passionnant !

en effet, ce scᅵnario colle vraiment bien, et propose enfin des ᅵtapes
bien plus raisonnables (ie probables) que ses concurrents.

Pour rᅵsumer:

les fumeurs blancs de l'Archᅵen ᅵmettent a tempᅵrature modᅵrᅵes du H2,
S2, dans un ocᅵan riche en CO2 dissoud (il y a aussi du Fer et du
Nickel, mais je sais plus si c'est ᅵmis ou dᅵja dans l'eau), en formant
une structure poreuse de sufure ferreux ᅵ travers les pores desquelles
passent les gaz.
On a un beau grandient d'oxydorᅵduction et de potentiel electrochimique,
les pores pour concentrer les composᅵs et les reactions en guise de
membrane et de support,
le CO2 et le CO pour fournir le carbone,
la reaction Fe+S pour fournir l'ᅵnergie et la catalyse des molᅵcules
organiques.
lesquelles peuvent finir par aboutir a des activitᅵs autocatalytique,
menant au monde ᅵ ARN,
puis sur le tard l'apparition de membrane lipidique... de natures
differentes selon les 2 grandes lignᅵes de bactᅵries.

La vie dᅵmarre donc avec une catalyse purement minᅵrale, a base de
composᅵs trᅵs simples, dont on sait la prᅵsence.
Par ailleur elle porte encore les traces de ces dᅵbuts:
La biocatalyse de divers precurseurs larges fait encore intervenir
Fe,S,Ni quansiment comme dans la catalyse minᅵrale
Il existe 2 types radicalement diffᅵrents de membranes apparemment non
parentes, alors que le mᅵtabolisme est parent
la voie chimique acetyl-CoA existe encore, et les bioprecurseurs aussi.
etc.

Ce qui est chouette, c'est que c'est suffisamment simple pour permettre
d'expᅵrimenter, voire de simuler.

Par contre ce qui me parait encore pas clair:
- un fumeur blanc ne dure pas eternellement, et sans doute moins que le
temps que la vie s'invente jusqu'ᅵ la membrane et se diffuse alentour.
(vrai ou pas ?). Alors comment "l'experience" persiste ?
- il n'existe pas 1 milliard de types de vie. donc soit il y a quand
meme une phase improbable qui a survᅵcu par bol (par ex le point ci
dessus), auquel cas une expᅵ ou simu la ratera, soit la meme chose est
apparu partout (mis a part 2 formes de membranes) et c'est Actis qui va
etre content sur les ressemblances a attendre dans l'Univers :-) , soit
l'une a terrassᅵe les autres.
- d'oᅵ sont venus les lipides des membranes ?

--
Fabrice

ro...@pla.net.invalid

unread,
May 28, 2013, 5:07:19 AM5/28/13
to
[pour le coup, suivi sur bio + geosciences]

Le 28/05/2013 10:32, robby a écrit :
> Ce qui est chouette, c'est que c'est suffisamment simple pour permettre
> d'expérimenter, voire de simuler.

j'oubliais: j'imagine qu'on doit pouvoir également inspecter ce qu'on
trouve dans des restes de fumeurs blancs... a supposer qu'il existe
encore de telles roches aussi vielles qu l'archéen, sur un plancher a
priori océanique. (hum, pas gagné)

--

Fabrice

Rémi Moyen

unread,
Jun 2, 2013, 4:55:14 PM6/2/13
to
On 28/05/13 10:07, ro...@pla.net.invalid wrote:
> [pour le coup, suivi sur bio + geosciences]
>
> Le 28/05/2013 10:32, robby a ᅵcrit :
>> Ce qui est chouette, c'est que c'est suffisamment simple pour permettre
>> d'expᅵrimenter, voire de simuler.
>
> j'oubliais: j'imagine qu'on doit pouvoir ᅵgalement inspecter ce qu'on
> trouve dans des restes de fumeurs blancs... a supposer qu'il existe
> encore de telles roches aussi vielles qu l'archᅵen, sur un plancher a
> priori ocᅵanique. (hum, pas gagnᅵ)

J'ai pas lu en dᅵtail le reste, mais sur ce point, ᅵa me semble peu
probable, pour tout un tas de raisons :
- dᅵjᅵ, on parle de structures quand mᅵme assez petites (ᅵa fait pas des
dizaines de km) donc naturellement, il y en a assez peu ;
- je n'ai aucune idᅵe de quelle trace fossile ᅵa peu laisser : une fois
recouvert d'autres sᅵdiments, ou enfoui d'une maniᅵre ou d'une autre,
est-ce encore vraiment reconnaissable/analysable ?
- si c'est sur du plancher ocᅵanique, c'est habituellement recyclᅵ en
quelques dizaines/centaines de Ma ;
- les morceaux d'Archᅵen prᅵservᅵ actuellement ont subi une longue
histoire aprᅵs (forcᅵment !) et ne sont pas des morceaux bien conservᅵs,
mais des trucs plus ou moins remaniᅵs, transformᅵs, dᅵformᅵs...

Tout ᅵa fait qu'ᅵ mon avis, il est trᅵs peu probable que des morceaux
aient survᅵcus jusqu'ᅵ nous, si c'est le cas ils sont trᅵs loin de leur
ᅵtat d'origine, au point qu'il n'est pas sᅵr qu'on puisse les
reconnaᅵtre pour ce qu'ils sont. Et que vu le peu d'Archᅵen qui survit
de toute faᅵon, il faudrait pas mal de chance pour tomber dessus !
--
Rᅵmi Moyen

robby

unread,
Jun 3, 2013, 1:36:51 AM6/3/13
to
Le 02/06/2013 22:55, Rᅵmi Moyen a ᅵcrit :
> J'ai pas lu en dᅵtail le reste, mais sur ce point, ᅵa me semble peu
> probable, pour tout un tas de raisons :
> - dᅵjᅵ, on parle de structures quand mᅵme assez petites (ᅵa fait pas des
> dizaines de km) donc naturellement, il y en a assez peu ;
au fait, dans quels genre d'endroits se forment respectivement les
fumeurs noir, et les fumeur blancs ?
qu'est-ce qui subordonne leur densitᅵ ou leur raretᅵ en ces sites ?
(bref, quelles sont les conditions ᅵ leur apparition ?)

> - je n'ai aucune idᅵe de quelle trace fossile ᅵa peu laisser : une fois
> recouvert d'autres sᅵdiments, ou enfoui d'une maniᅵre ou d'une autre,
> est-ce encore vraiment reconnaissable/analysable ?
les colonnes des fumeurs sont en sulfure ferreux avec des formes
caractᅵristiques: j'imagine que ᅵa reste inchangᅵ avec le temps ?

Quant au contenu je m'imaginais naivement qu'on puisse trouver des
traces de molᅵcules dedans (au moins adhᅵrant aux paroies des porositᅵs
internes), mais c'est vrai que d'une part on parle de molᅵcules
organiques (meme les plus simples se dᅵcomposent ?), par ailleur la fin
d'activitᅵ du fumeur puis la faᅵon dont il s'enfoui a des chances de
passer par des stades qui vident les pores.
> - si c'est sur du plancher ocᅵanique, c'est habituellement recyclᅵ en
> quelques dizaines/centaines de Ma ;
comme c'est associᅵ ᅵ une activitᅵ volcanique (il me semble que c'est
dans les fosses, donc cotᅵ subduction), je me disais que ᅵa a des
chances d'etre en bout de plaque et donc de se retrouver parfois coincᅵ
au dessus quand l'ocᅵan se referme.
> - les morceaux d'Archᅵen prᅵservᅵ actuellement ont subi une longue
> histoire aprᅵs (forcᅵment !) et ne sont pas des morceaux bien conservᅵs,
> mais des trucs plus ou moins remaniᅵs, transformᅵs, dᅵformᅵs...
je vois.
J'imagine que des inclusions de sulture ferreux au milieu d'autre chose
se remarqueront, mais sans doute rien de plus (probablement meme plus
les pores, qui se seront j'imagine ecrasees, sauf si ᅵ l'enfouissement
elles se sont rempli de sᅵdiments, mais vu qu'elles sont de l'ordre de 1
ᅵ 100 micron c'est pas evident a remplir de solide.)

> Tout ᅵa fait qu'ᅵ mon avis, il est trᅵs peu probable que des morceaux
> aient survᅵcus jusqu'ᅵ nous, si c'est le cas ils sont trᅵs loin de leur
> ᅵtat d'origine, au point qu'il n'est pas sᅵr qu'on puisse les
> reconnaᅵtre pour ce qu'ils sont. Et que vu le peu d'Archᅵen qui survit
> de toute faᅵon, il faudrait pas mal de chance pour tomber dessus !
Bon, reste l'expᅵrimentation...

Ou alors a trouver un recoin oᅵ un fumeur actuel bᅵnᅵficierait par
chance exceptionnel d'un milieu proche de l'archeen, c'est a dire exempt
d'oxygene et avec une eau riche en fer (et dans une moindre mesure, en
nickel), et pas deja contaminᅵ par la vie, sans pour autant la rendre
impossible. hum.


--
Fabrice

Florian

unread,
Jun 4, 2013, 4:11:18 PM6/4/13
to
robby <m...@pla.net.invalid> wrote:

> Le 02/06/2013 22:55, Rémi Moyen a écrit :
> > J'ai pas lu en détail le reste, mais sur ce point, ça me semble peu
> > probable, pour tout un tas de raisons :
> > - déjà, on parle de structures quand même assez petites (ça fait pas des
> > dizaines de km) donc naturellement, il y en a assez peu ;
> au fait, dans quels genre d'endroits se forment respectivement les
> fumeurs noir, et les fumeur blancs ?
> qu'est-ce qui subordonne leur densité ou leur rareté en ces sites ?
> (bref, quelles sont les conditions à leur apparition ?)

Les fumeurs noirs se forment là où il y a une forte activité volcanique
et hydrothermale, souvent au niveau des dorsales et des points chauds.
Pour les fumeurs blancs, la chaleur provient de la reaction de
serpentinisation, donc pas forcément besoin d'activité volcanique, juste
une circulation d'eau.


> > - je n'ai aucune idée de quelle trace fossile ça peu laisser : une fois
> > recouvert d'autres sédiments, ou enfoui d'une manière ou d'une autre,
> > est-ce encore vraiment reconnaissable/analysable ?
> les colonnes des fumeurs sont en sulfure ferreux avec des formes
> caractéristiques: j'imagine que ça reste inchangé avec le temps ?

Après plusieurs cycles de métamorphisme? Sur des structures si petites?
Ce serait quasi miraculeux.


> comme c'est associé à une activité volcanique (il me semble que c'est
> dans les fosses, donc coté subduction), je me disais que ça a des
> chances d'etre en bout de plaque et donc de se retrouver parfois coincé
> au dessus quand l'océan se referme.

C'est plutôt associé aux dorsales qu'à de la subduction.


> > - les morceaux d'Archéen préservé actuellement ont subi une longue
> > histoire après (forcément !) et ne sont pas des morceaux bien conservés,
> > mais des trucs plus ou moins remaniés, transformés, déformés...
> je vois.
> J'imagine que des inclusions de sulture ferreux au milieu d'autre chose
> se remarqueront, mais sans doute rien de plus (probablement meme plus
> les pores, qui se seront j'imagine ecrasees, sauf si à l'enfouissement
> elles se sont rempli de sédiments, mais vu qu'elles sont de l'ordre de 1
> à 100 micron c'est pas evident a remplir de solide.)

Il faut penser que tout a été mis sous forte pressions à moment donné ou
à un autre. Donc les pores d'origine, ils n'existent plus!

> > Tout ça fait qu'à mon avis, il est très peu probable que des morceaux
> > aient survécus jusqu'à nous, si c'est le cas ils sont très loin de leur
> > état d'origine, au point qu'il n'est pas sûr qu'on puisse les
> > reconnaître pour ce qu'ils sont. Et que vu le peu d'Archéen qui survit
> > de toute façon, il faudrait pas mal de chance pour tomber dessus !
> Bon, reste l'expérimentation...
>
> Ou alors a trouver un recoin où un fumeur actuel bénéficierait par
> chance exceptionnel d'un milieu proche de l'archeen, c'est a dire exempt
> d'oxygene et avec une eau riche en fer (et dans une moindre mesure, en
> nickel), et pas deja contaminé par la vie, sans pour autant la rendre
> impossible. hum.

Les conditions ont trop changé. Il y a plus de chance du côté de
l'expérimentation. Où alors il faut se pencher du côté des autres
planètes et lunes. Encelade doit être fort intéressante à ce titre car
il y a beaucoup d'activité sur cette lune d'à peine 250 km de rayon.

--
Florian

La chance ne sourit qu'aux esprits bien préparés. Louis Pasteur.

robby

unread,
Jun 5, 2013, 2:04:37 AM6/5/13
to
Le 04/06/2013 22:11, Florian a écrit :
> Pour les fumeurs blancs, la chaleur provient de la reaction de
> serpentinisation, donc pas forcément besoin d'activité volcanique,
> juste une circulation d'eau.

mais ce sont des circonstances de quel genre qui le permettent ? (car
visiblement elles sont rare ?)


--
Fabrice

Florian

unread,
Jun 5, 2013, 10:27:39 AM6/5/13
to
robby <m...@pla.net.invalid> wrote:

> Le 04/06/2013 22:11, Florian a �crit :
> > Pour les fumeurs blancs, la chaleur provient de la reaction de
> > serpentinisation, donc pas forc�ment besoin d'activit� volcanique,
> > juste une circulation d'eau.
>
> mais ce sont des circonstances de quel genre qui le permettent ? (car
> visiblement elles sont rare ?)

Je ne m'�tais jamais trop int�ress� � la question, mais en cherchant un
peu, j'ai trouv� un abstract o� il est �crit que les fumeurs blancs se
formeraient � partir de circulation hydrothermale en relation avec des
intrusions de E-MORB (magma de dorsale l�g�rement enrichi en �l�ments
incompatible) � faible profondeur. Les fumeurs noirs se formeraient par
intrusion � plus grande profondeur de magma type N-MORB (magma normal de
dorsale).

<http://adsabs.harvard.edu/abs/2004AGUFM.B13A0192K>


--
Florian

La chance ne sourit qu'aux esprits bien pr�par�s. Louis Pasteur.

Florian

unread,
Jun 6, 2013, 4:27:48 PM6/6/13
to
Il y a un article qui vient de paraître dans Nature Geosciences et qui
traite justement de la production d'H2 par oxydation du Fe2+ en Fe3+ par
l'eau dans les roches du manteau:
http://www.nature.com/ngeo/journal/v6/n6/full/ngeo1825.html

La grande avancée du papier est qu'il démontre que des températures
élevées (>100°C) ne sont pas nécessaires et que la clé réside dans le
rôle de l'interface des minéraux de type spinelle (magnétique/chromite)
dans le transfert d'électron permettant la formation d'H2.
Il montre aussi que l'interface tend à se dégrader, et qu'il faut la
rajeunir en permanence pour que la production de H2 soit maintenue.

Donc pour faire du H2, il faut des minéraux qui peuvent libérer du Fe2+
en solution, et des spinelles avec une interface fraîche pour faciliter
le transfert d'électron entre que le Fe2+ en solution et l'eau.

--
Florian

La chance ne sourit qu'aux esprits bien préparés. Louis Pasteur.
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