29 mars 2012

Le mystère du lac Vostok, 4 kilomètres sous

l’Antarctique.

Latitude  :  78 degrés  27’ S   Longitude : 106 degrés   50’ E.

A.vds

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Lac Vostok : la surface atteinte !

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Cécile Dumas, le 07-02-2012 - Sciences et Avenir

Après plus de deux décennies de forage, les scientifiques russes confirment qu'ils ont bien atteint la surface du lac sub-glaciaire Vostok, en Antarctique.

Valeri Loukine, le directeur du programme russe en Antarctique, a confirmé ce mercredi que son équipe a bien atteint la surface du lac Vostok, le cinq février dernier. Des rumeurs annonçant la nouvelle circulaient depuis le début de la semaine. Elles sont aujourd'hui confirmées.

En février 2011, Valeri Loukine et ses collègues avaient stoppé le forage le 5 février et quitté le site le lendemain alors qu’ils étaient arrivés à 3720 mètres de profondeur et qu’ils ne leur restaient plus que 29 mètres à forer, selon les informations données à l’époque par Loukine. Cependant, les derniers mètres sont les plus difficiles : il faut éviter que la pression de la glace rebouche le trou de forage. De plus à une telle profondeur la glace est proche de son point de fusion, elle fond au contact de la lame et gèle sur le couteau de forage.

"Il n'y a aucun autre endroit sur Terre qui a été isolé pendant plus de 20 millions d'années", a déclaré Lev Savatyugin, un chercheur de la mission. "C'est une rencontre avec l'inconnu."

La carte des lacs subglaciaires en Antarctique (triangles rouges). Le lac Vostok (dans l'Est) est le plus grand. Le triangle jaune indique la station de recherche russe Vostok.
(Michael Studinger, Lamont-Doherty Earth Observatory)

L’étude des carottes de glace de Vostok a déjà largement contribué à l’étude du climat passé de la Terre et aux relations entre température et concentrations de CO2. Atteindre l’eau, préservée de tout contact avec l’atmosphère depuis au moins 500.000 ans, est un autre défi, à la fois scientifique, technique et politique. Les Soviétiques, puis les Russes, s’y attèlent depuis 1989. Stoppé à 2.500 mètres au début des années 90, le forage a repris avec l’aide de chercheurs français (LGGE, IPEV) et le soutien américain. Il a atteint 3.623 mètres en 1998.

Depuis 2005, le programme dirigé par Loukine s’est fixé pour objectif d’atteindre les eaux du lac sub-glaciaire -une réserve de 5.400 km³ d’eau- afin de découvrir si des formes de vie s’y sont développées. Et de savoir par extension ce qui pourrait exister sous les glaces d’Europa, la lune de Jupiter.

Cependant, l’intérêt scientifique des échantillons qui seraient aujourd’hui prélevés dans le lac Vostok fait débat. Il y a en premier lieu de risque de contamination : ces dernières années les Russes ont remplacé le fluide à base de kérosène utilisé pour maintenir le trou de forage par un fluide à base de silicone. Mais comment ne pas contaminer une eau aussi pure ?

Les analyses menées sur la glace de regel de Vostok –prélevée à 3.700 mètres- montrent que «les eaux sont très pures, voire stériles», expliquent Jean-Robert Petit. «Les seuls signes de vie qui ont été mis en évidence sont donnés par des signatures ADN de bactéries thermophiles trouvées dans des inclusions de sédiments. Ces bactéries vivant dans les sources chaudes proviendraient de niches profondément encastrées 2 ou 3 km dans les failles du socle rocheux».

La France s’est rangée à l’avis du comité scientifique pour les recherches en Antarctique qui recommande de laisser une épaisseur de glace de 25 mètres pour préserver l’intégrité du lac. Côté britannique, une équipe du British Antarctic Survey (BAS) s’est lancée dans l’exploration d’un autre lac sub-glaciaire, le Lac Ellsworth, plus petit (18 km2) situé sous 3,2 km de glace. Un jet d’eau très chaude à haut débit remplace le kérosène comme fluide de forage afin d’éviter la pollution et réduire les risques de contamination - qui ne peut pas être totalemnt écartée.

Cecile Dumas
Sciences & Avenir.fr
07/02/12

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Le lac Vostok va livrer ses premières gouttes, et ses secrets

Olivier Dessibourg :    " Le Temps "  mardi 7 février 2012

Après vingt ans de forage, les scientifiques russes auraient atteint cette célèbre étendue d’eau préservée, lovée depuis des millénaires sous la glace de la calotte polaire de l’Antarctique, et qui pourrait contenir des formes de vie totalement inédites

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C’est une lorgnette qui s’entrouvre sur un monde mystérieux! Après plus de vingt ans de travaux, les chercheurs de la base russe de Vostok seraient parvenus dimanche à pénétrer dans le fameux lac du même nom, lové à 3768 mètres sous la calotte glaciaire de l’Antarctique, selon l’agence de presse Ria Novosti, citant une source proche des milieux scientifiques. «Mes collègues semblent l’avoir fait», confiait lundi au Temps Sergey Bulat, biologiste moléculaire à l’Institut de physique nucléaire de Saint-Pétersbourg. Dans cette poche d’eau douce qui n’a pas vu le jour depuis 14 millions d’années, les scientifiques comme lui espèrent trouver des formes de vie inédites. Mais pour cela, il faudra encore attendre une année, l’équipe ayant désormais quitté sa base avec la fin de l’été antarctique.

Confirmé par des mesures satellites en 1993, le lac Vostok est une étendue vaste de 15 500 km2 enfouie sous le désert de glace austral, contenant 5400 km3 d’eau, soit un peu plus de neuf fois le Léman. Il n’est que l’un des quelque 200 lacs similaires, que certains scientifiques voient connectés par un vaste réseau de canaux. Ceux-ci estiment donc que l’eau n’y est vieille que de quelques dizaines ou centaines de milliers d’années, tandis que d’autres avancent que, stagnant, le liquide pourrait remonter à l’époque de la formation de la calotte, il y a de cela 15 millions d’années.

Depuis une trentaine d’années, les paléoclimatologues extraient de cette gangue de glace à Vostok des carottes pour tenter de reconstituer l’histoire du climat de la Terre. Vers la fin des années 1990, les Russes, se sont aperçus qu’ils avaient atteint la «glace d’accrétion», autrement dit l’eau du lac qui gèle au contact de la base de la calotte, et forme alors une couche distincte. Or, surprise: un groupe de biologistes américains emmenés par John Priscu, de l’Université du Montana, a assuré avoir décelé dans cette eau gelée une concentration importante de bactéries, soit autant d’infimes représentants d’une communauté biologique peut-être inconnue.

Le lac Vostok est la plus grande étendue d’eau subglaciaire. Elle contiendrait une vie inconnue

En dessous de la calotte «soulevée», cette image de synthèse révèle les 476 lacs subglaciaires dont le Vostok (entouré d’un cercle) est de loin le plus grand.  Image: DR

C’est une aventure scientifique hors du commun et pleine de mystère qui se joue au beau milieu de l’Antarctique, à l’endroit le plus froid de la Terre. Au-dessous de leur base baptisée Vostok, où le thermomètre est descendu à – 89,2 °C, une équipe de scientifiques russes a percé les derniers mètres de glace qui les séparaient d’une immense étendue d’eau subglaciaire, parfaitement pure, inviolée depuis au moins 420'000 ans. Le lac Vostok, de la taille du lac Ontario (près de la moitié de la Suisse!), pourrait renfermer une forme de vie primitive inconnue.

Cette découverte spectaculaire est entourée d’un mystère aussi épais que la glace antarctique. Officiellement, les Russes affirment avoir percé le lac dimanche dernier. En fait, le percement date du lundi 30 janvier. Comment en être sûr? Parce que le bureau moscovite des Editions Paulsen a reçu l’information le mardi 31 janvier, directement des glaciologues de Vostok! Cet éditeur de nombreux ouvrages scientifiques et littéraires sur les pôles appartient à l’explorateur et industriel Frederik Paulsen, bien connu des Vaudois.

Pourquoi les Russes ont-ils maintenu une semaine durant ce black-out? Parce qu’une fois leur succès assuré, ils ont fait venir une délégation officielle sur leur base, pour annoncer la nouvelle. A sa tête, le ministre russe des ressources naturelles, Youri Trudnev, et le patron de l’institut Roshydromets Alexandre Frolov, qui supervise l’exploration polaire russe.

Vie terrestre et extraterrestre?
Durant une semaine, les forums internet des passionnés de la recherche polaire ont bruissé de rumeurs, jusqu’à la confirmation, ce lundi, du percement du lac. Un événement attendu depuis 23 ans, qui peut changer la compréhension de la vie terrestre… et extraterrestre.

En effet, les carottages de glace profonde débutés en 1989 par les Russes ont déjà révélé des traces d’ADN de bactéries issues de la glace d’accrétion du lac (produite par l’eau du lac dont la voûte regèle au contact de la calotte qui la surplombe). Si cette découverte se confirme dans l’eau du lac, cela pourrait donner une idée du type de vie possible sur Europe, l’une des lunes de Jupiter, recouverte de glace.

Questions sans réponse
De nombreuses questions restent pour l’heure sans réponse: comment des bactéries peuvent-elles survivre dans une eau très riche en oxygène (20 à 30 fois plus que l’eau normale), avec une pression de 350 atmosphères? Y a-t-il des sources d’eau chaude qui s’échappent du lit rocheux, puisque ces traces de bactéries thermophiles rappellent celles que l’on trouve sous les tropiques, voire près de sources thermales?

L’histoire de ce forage est à elle seule un roman. Vostok a été installée en 1957, à l’emplacement du pôle géomagnétique sud. C’était le lot de consolation accordé à Khrouchtchev, puisque les Américains s’étaient arrogé le pôle Sud géographique. Très vite, on a soupçonné l’existence d’un grand lac subglaciaire à cet endroit. En 1989, le forage actuel a débuté, avec, au début, la seule intention de comprendre l’évolution du climat à travers les âges – les bulles d’air emprisonnées dans la glace sont la mémoire du temps.

Forage coûteux
Le forage, qui s’accomplit dans des conditions très difficiles, s’est interrompu plusieurs fois, faute d’argent. Il a posé un problème écologique important.

«A partir de 1000 m de profondeur, la pression de la glace est telle qu’elle ferme le trou, explique Christian de Marliave, conseiller scientifique des Editions Paulsen et l’un des meilleurs connaisseurs mondiaux des pôles. Pour empêcher le trou de se fermer, les Russes ont donc utilisé un mélange de kérosène et de fréon.» Pour les derniers décimètres, dans une glace à - 0,8 degré, ils affirment avoir mis de l’huile de silicone, moins polluante. Ils misaient surtout sur la pression du lac, qui devait faire remonter l’eau dans le trou de forage et, en gelant, créer un bouchon évitant toute pollution.

«Les Russes sont restés à Vostok plus longtemps que d’habitude pour réussir leur coup, raconte Christian de Marliave. Car ailleurs en Antarctique, les Anglais veulent forer l’an prochain le lac Ellsworth – on a recensé 473 lacs sous la glace –, à l’eau chaude, ce qui va plus vite mais ruine toute possibilité de carottage».

De grands enjeux
Cette prouesse scientifique cache aussi d’autres enjeux. Les Russes sont, avant même les Américains, ceux qui connaissent le mieux les pôles. Mais ils sont désargentés. A côté d’une autre de leur base antarctique, Progress, ils voient les Chinois développer leur propre base ultramoderne, à coups de millions de yuans.

Informations scientifiques contre aide logistique, les Russes savent le parti qu’ils peuvent tirer de leurs connaissances du terrain polaire. L’Antarctique demeure un sanctuaire, mais la présence à Vostok du ministre russe des ressources naturelles montre qu’il n’y a pas, tout au sud de la planète, que l’eau pure vieille de 400 000 ans comme enjeu géostratégique.  

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La base russe de Vostok dans l'Antarctique

Le Lac Vostok ( image de synthèse)

Le mystère du lac Vostok, reposant à 4 kilomètres sous l'Antarctique, s'apprête à être levé selon leWashington Post. Si ce lieu n'est pas unique sur Terre, il est le seul à avoir été aussi longuement et entièrement coupé du monde.

«Si les Russes y pénètrent comme prévu la semaine prochaine, ce sera le cap de plus de 50 années de recherche dans ce qui est considéré comme les pires conditions dans le monde –où la température de surface baisse à 100 degrés sous zéro.»

En 2001, son cas particulier a d'ailleurs fait l'objet du documentaire, Un lac sous la glace, de Jonathan Renouf.

«Ce biotope est le seul de notre planète à être resté totalement à l’écart des évolutions des espèces animales et végétales.»

Après 20 ans de forage à travers plus de 3km de glace et de nombreux prélèvements de carottes glacières, des scientifiques russes sont en effet sur le point de trouver l'entrée de ce monde tenu éloigné de la lumière depuis plus de 20 millions d'années. On est impatient de savoir ce que peut renfermer le Vostok.

«Les scientifiques sont extrêmement heureux à propos des formes de vie qui peuvent être trouvées là-bas, mais sont tout aussi préoccupés par la contamination du lac avec les fluides de forage et les bactéries, et par le risque de dégazage explosif pour ce corps d'eau qui a des concentrations particulièrement élevées d'oxygène et d'azote.»

Avant 1990, on ne connaissait pas l'existence du Vostok. C'est grâce aux avions DC-8 de la Nasa équipés d'un radar laser qui pénètre la glace et d'un compteur de gravité que l'on est aujourd'hui en mesure de découvrir ces lieux enfouis. Un monde enterré plus grand qu'on ne l'imagine selon le Washington Post, et que l'on découvrirait pour la première fois en franchissant les portes du Vostok.

«Atteindre le lac Vostok représenterait le premier contact direct avec ce que les scientifiques savent maintenant d'un réseau de plus de 200 lacs sous-glaciaires en Antarctique dont certains existaient lorsque le continent a été relié à l'Australie et lorsqu'il était beaucoup plus chaud. Ils restent liquides à cause de la chaleur du cœur de la planète.»

Selon le site français de la BBC, ce projet ambitieux dont on dit qu'il révèlera peut-être les origines de la Terre, divise les chercheurs, certains remettant en doute sa pertinence.

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Vostok, base Russe en Antarctique  30.décembre 2010.

     Ref : Le Temps, Suite 101.fr  & wikipedia .

Sous la glace, une plongée à travers les âges

Olivier Dessibourg ( le Temps 29.12.10 )  La base russe de Vostok.

La calotte antarctique recouvre un monde inconnu. Un lac 70 fois plus volumineux que le Léman qui dort en dessous depuis des millénaires devrait bientôt livrer ses secrets. Les chercheurs espèrent y trouver de nouvelles formes de vie.

La base  Vostok sur le continent  Antarctique

 78  28 Sud  106.48 E.  ( pôle magnétique ) à  3 844 mètres au-dessus du niveau de la mer

Sombre et fuyant, c’est l’un des Graals scientifiques de ce début de siècle. Sombre, car l’objet de tant de désirs se trouve enfoui sous des kilomètres de glace, au bout du monde, et n’a pas vu la lumière du jour depuis 14 millions d’années. Fuyant, car c’est de l’eau, douce. Trois équipes sont en course pour extraire le précieux liquide de l’un des 150 lacs repérés sous la calotte polaire de l’Antarctique. Et avec lui, peut-être, des formes de vie microbiologique vieilles comme la nuit des temps, voire inconnues. Une découverte qui stimulerait la recherche de vie extraterrestre sur des corps célestes, comme Europe et Callisto, deux lunes de Jupiter dont la surface gelée couvrirait un océan.

En 2012-2013, les membres du British Antarctic Survey vont percer un trou à travers 3 km de glace jusque dans le petit Lac Ellsworth, dans l’est du continent. Et les Américains du projet Wissard vont pénétrer dans le Lac Whillans près de la banquise de Ross, qui, lui, est connecté à l’océan par des canaux subglaciers. Mais les vainqueurs de cette épopée seront probablement les Russes. A leur base de Vostok, au milieu du désert de glace, ils vont achever leur carottage de près de 3,8 km, commencé dans les années 1990, afin de goûter à l’eau d’un lac lové dans un bassin totalement isolé. Et cela «à fin janvier 2011, peut-être», glisse Valery Lukin, chef de l’Institut de recherches arctiques et antarctiques de Saint-Pétersbourg. Il a obtenu le permis de forage des autorités russes le 23 novembre, après avoir déposé auprès du Secrétariat du Traité de l’Antarctique son Evaluation environnementale complète, un document attendu depuis 2003 par la communauté scientifique. Les travaux doivent commencer en cette fin décembre.

Confirmé par des images satellites en 1993, le lac Vostok est vaste de 15 500 de km2, profond en moyenne de 400 m mais de près du triple par endroits, et volumineux comme 70 fois le lac Léman. Il est recouvert par un des glaciers formant la calotte. A son contact, l’eau du lac s’est mise à geler, formant de la «glace d’accrétion».

A la fin des années 1990, les Russes, étudiant le paléoclimat de la Terre en recourant à des carottes de glace, sont parvenus à extraire des fragments de cette glace d’accrétion. Provoquant une dispute entre deux groupes qui l’ont analysée. Le premier, emmené par John Priscu, de l’Université du Montana, y a découvert une concentration élevée de bactéries (des milliers par millilitre). De quoi susciter des espoirs fous, même si cette communauté présentait une faible biodiversité.

Le doute a été soulevé par un groupe franco-russe, remarquant une ressemblance de ces micro-organismes avec des espèces connues. Sergey Bulat, de l’Institut de physique nucléaire de Saint-Pétersbourg, en faisait partie: «Oui, nous avons aussi trouvé des bactéries, mais la majorité proviennent de sources de contamination.» Première d’entre elles, le kérosène utilisé pour remplir les puits de forages, qui ne gèle pas et permet de maintenir ceux-ci ouverts, mais qui n’est pas stérile.

Le débat est relancé lorsque les Russes annoncent tout de même une bizarrerie: la signature ADN de trois espèces de bactéries thermophiles vivant habituellement dans une eau avoisinant les 50 à 95 °C, dont deux inconnues au bataillon des microbes. Et une autre controverse de naître: «Certains scientifiques estiment qu’il existe des sources hydrothermales au fond du lac», dit Martin Siegert, glaciologue à l’Université d’Edimbourg. D’autres n’excluent pas que des événements sismiques aient pu avoir lieu jadis – ce qui expliquerait l’existence de failles profondes –, mais doutent que l’activité tectonique soit aujourd’hui telle que des fumerolles chauffent encore l’eau.

«C’est dans les profondeurs du lac que se trouvent les choses les plus intéressantes, estime John Priscu. Mais toutes les spéculations resteront vaines tant qu’on n’y aura pas pénétré. Alors faisons-le!» Tous ses pairs ne sont pas d’accord avec lui. Dès 1998, craignant une contamination de cet environnement peut-être unique, ils ont demandé aux Russes, par ailleurs fortement freinés par des problèmes techniques ces dernières années, de s’assurer de certains aspects écologiques avant d’aller de l’avant.

«Nous avons fait toutes les études nécessaires», indique aujourd’hui Valery Lukin. Par exemple, la glace située juste sur la surface est composée de très grands cristaux (1,5 m de diamètre), si bien qu’«il est impossible que le fluide utilisé dans le forage filtre dans le lac». Les techniciens russes ont aussi développé une nouvelle «tête de forage». «Le fond du trou se trouve actuellement à 3650 m de profondeur. De là, nous allons forer jusqu’à 3725 m avec la technique mécanique habituelle», dit Valery Lukin. Puis les chercheurs utiliseront une sonde thermique qui va faire fondre la glace et se glissera à travers elle jusqu’au lac, environ 25 m plus bas. Le tout avec un lubrifiant plus propre que le kérosène (de l’huile de silicone) et moins dense que l’eau, offrant la garantie qu’il ne coulera pas dans le lac. «Nous attendrons probablement la saison 2011-2012 pour tenter les derniers mètres. Mais comme nous ne savons pas exactement où se trouve l’interface eau-glace, la percée pourrait avoir lieu au début février 2011 déjà…»

La différence de pression entre le fluide de forage et l’eau du lac devrait alors faire remonter cette dernière dans le trou, où elle gèlera. Les scientifiques iront récupérer cette eau de regel, afin de l’analyser. A moins que les choses tournent moins bien: certains spécialistes ont estimé en 2003 que, vu l’immense concentration d’oxygène dans l’eau – 50 fois plus grande que dans la mer –, percer ce réservoir subglacier le ferait dégazer et exploser comme une bouteille de champagne bien secouée… Des allégations que réfute Valery Lukin, se basant sur ses propres analyses.

«Il est impossible d’éliminer tous les risques», résume Manfred Reinke, secrétaire exécutif du Traité de l’Antarctique. Mais les Russes, qui viennent d’investir 975 millions de dollars sur 10 ans pour consolider leur présence en Antarctique, «ont satisfait au mieux à toutes les exigences environnementales, dans l’esprit du Traité. C’est crucial, car lorsque l’entrée dans le lac sera faite, ce sera un moment très émouvant pour la science.»

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Une découverte datant de 1996

Dans les années 1960, des savants émirent l’hypothèse qu’une mer de la taille du continent européen existait sous les glaces de l’Antarctique. Jamais on ne la découvrit. En revanche, on établit que la calotte glaciaire dissimulait une multitude de lacs.

En 1996, une expédition britanno-russe qui étudiait le climat du paléolithique depuis 1989 décela, en forant la glace, l’existence d’un lac immense à l’aplomb de la base polaire russe de Vostok. On le baptisa en conséquence, avant d’établir ses dimensions imposantes: situé sous le niveau de la mer, il mesure 250 km de long sur un minimum de 50 de large, présente une circonférence de 1.030 km, une surface de 15.500 km2! Quasiment l’équivalent du lac Ontario ou de deux fois la Corse. On a par ailleurs repéré au moins 37 lacs sous-glaciaires, de plus petite taille, dans les environs du lac Vostok, mais plus hauts sous la glace et sans lien avec le géant.

Les risques du forage vers les eaux sous-glaciaires

Dès la découverte de Vostok en 1996, les opérations de forage ont commencé, mais elles ont été interrompues à deux reprises. La première fois en 1998, à la demande de la communauté internationale, qui voulut que l’on attende de disposer d’une technologie garantissant que ces eaux préservées ne soient pas souillées. Les travaux recommencèrent en 2005, avec des moyens techniques spécialement élaborés à cet effet, mais durent cesser de nouveau en raison de la rupture d’une foreuse. La nouvelle tentative, entreprise en 2009, devrait être la bonne. C’est en tout cas ce que promet Alexandre Frolov, le directeur du Roshydromet (Service fédéral russe d'hygrométrie et de surveillance environnementale), qui prévoit d’atteindre les eaux du lac au cours de l’hiver 2010-2011.

La prudence est toutefois de mise. En effet, aux dires de Chris McKay, de la Nasa, il convient de faire très attention en forant, «parce que les concentrations de gaz pourraient rendre l’eau très instable et potentiellement dangereuse». Il n’est pas absurde, selon lui, d’imaginer qu’elles pourraient provoquer une explosion en surface. Dans ces conditions, ou dans l’éventualité d’un contact malencontreux, faire connaissance avec l’écosystème sous-glaciaire reviendrait aussi à prendre définitivement congé de lui. L’avenir dira si la conscience d’une catastrophe a permis de l’éviter.

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Une équipe de scientifiques russes compte bien atteindre les eaux du lac Vostok durant la saison 2008-2009, et peut-être découvrir une forme de vie inconnue.

Avec une superficie plus étendue que la Corse - environ 250 sur 50 kilomètres -, le lac Vostok, découvert en 1993 par le satellite d’observation terrestre européen ERS1, est le plus grand des lacs sous-glaciaires connus. Cachées sous 3.750 mètres de glace, à l'est de l'Antarctique, ses eaux sont restées à l’abri de tout contact avec le reste de la planète depuis au moins un million d’années, peut-être plus. A cause de cette situation unique, les scientifiques estiment qu’il pourrait abriter des formes de vie bactériennes primitives sans équivalent à notre époque, et certains n’hésitent pas à comparer leur éventuelle mise au jour à la découverte d’une forme de vie extraterrestre.

L'emplacement du lac Vostok repéré par ERS-1. Crédit Esa

Dès 1998, une équipe, menés notamment au laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement de Grenoble par Jean-Robert Petit, ont déterminé que ces bactéries étaient similaires à des espèces vivant actuellement par +50 °C, alors qu'une température de -2,65 °C régne en permanence au sein du lac Vostok. L’excès d’oxygène (700 à 1.300 mg/l) apparaissait aussi incompatible avec une telle forme de vie. L'hypothèse d'une contamination des échantillons semblait donc plus probable.

Nikolaï Vassiliev, directeur de la chaire des technologies de forage de l’Université de Saint-Pétersbourg, indique de son côté avoir déjà identifié des protobactéries et des actinomycètes âgés d’environ 500.000 ans dans des prélèvements effectués à 3.000 mètres dans les années 1970, alors que la présence du lac n’était pas encore connue.

Au cours de cette saison 2007-2008, une équipe de scientifiques russes (52^ème expédition antarctique) a repris les travaux de forage, et est parvenue à 90 mètres au-dessus de la surface du lac. « Au cours de cette saison, nous comptons encore descendre de 50 mètres supplémentaires. Nous devrions ainsi atteindre les eaux du lac au cours de la période 2008-2009 », annonce Valeri Loukine, chef de l’expédition.

Mais derrière le défi technologique que représente un forage à cette profondeur se profile une autre contrainte, celle de ne pas contaminer le milieu ainsi découvert par des micro-organismes contemporains, qui ruineraient toute observation ultérieure.

Aussi, la méthode d’exploration adoptée par les Russes présente-t-elle toutes les garanties de préservation du milieu voulues. L’opération de forage actuelle se poursuivra jusqu’à atteindre un niveau situé à 20 mètres au-dessus du niveau du lac. Une petite sonde thermique chauffée à haute température sera ensuite glissée dans l’ouverture et poursuivra sa pénétration en provoquant la fusion de la glace. Auto-stérilisée par sa température, elle percera le plafond du lac et tombera en eau libre.

Modèle de sonde thermique actuellement utilisée par l'expédition russe. Crédit Scar

Immédiatement, la pression importante (337 à 377 bars) fera surgir l’eau du lac à l’intérieur du puits de pénétration, où elle gèlera instantanément et scellera l’ouverture. Un nouveau carottage sera alors nécessaire pour ramener ces échantillons.

Les scientifiques espèrent obtenir les premiers spécimens des eaux du lac en 2008-2009. Cette opération permettra en outre de jeter les bases des premières tentatives d’exploration automatique d’Europe, un satellite de Jupiter, dont la surface glacée cache sans doute vaste océan liquide recélant peut-être des formes de vie.

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Antarctique : le lac Vostok abriterait une "surprenante" variété de vie

Publié par Émeline Ferard, le 09 juillet 2013

Les derniers résultats d'analyse d'échantillons du lac Vostok ont révélé que ces eaux subglaciaires abritaient une grande diversité d'organismes : des bactéries certes, mais aussi d'autres organismes unicellulaires et pluricellulaires comme des champignons. Il semblerait que le lac Vostok ait mérité tout l'intérêt qu'on lui porte depuis des décennies. Après y avoir consacré plus de 20 ans, des scientifiques russes ont finalement réussi en février 2012 à forer ce mystérieux lac subglaciaire, le plus étendu et le plus profond, situé en Antarctique. Ils ont ainsi pu y prélever en décembre plusieurs échantillons d'eau et
de glace via une technique particulière censée empêchée toute contamination.

Objectif : identifier les organismes qui vivent dans ces eaux isolées depuis plus de 15 millions d'années. Pour cela, ils avaient donc commencé à analyser les fameux échantillons mais les premiers résultats avaient déçu, ne révélant aucune trace de vie particulière. Quelques mois plus tard, un chercheur avait annoncé avoir identifié une bactérie inconnue, mais celle-ci s'est finalement avéré provenir d'une contamination. Jusqu'ici, le bilan n'était donc pas très prometteur. Aujourd'hui, pourtant, de nouveaux résultats publiés dans la revue PLoS ONE relancent les espoirs des scientifiques. En effet, selon ces analyses, des échantillons de glace récoltés contiendraient l'ADN de pas moins de 3.507 organismes assez diverses. Il s'agirait pour la majorité de bactéries mais d'autres organismes unicellulaires et multicellulaires comme des champignons y figureraient également. Une diversité qui surprend les scientifiques. "Nous avons trouvé bien plus de complexité que quiconque pensait", a commenté le Dr Scott Rogers, biologiste à la Bowling Green State University dans l'Ohio. De minuscules créatures survivantes Selon l'étude, les séquences génétiques découvertes appartiendraient à des organismes extrêmophiles qui aiment le froid et sont capables de survivre, comme leur nom l'indique, dans les conditions extrêmes qui règnent dans le lac. Mais les scientifiques ont également identifié des séquences ADN et ARN appartenant à des animaux, de petites créatures marines telles que des mollusques et des crustacés. "Les organismes que nous trouvons sont dans une gamme très très petite. Ce sont de petites créatures minuscules", a ajouté Rogers cité par LiveScience. "Les séquences suggèrent qu'un environnement complexe pourrait exister dans le lac Vostok. Des séquences indiquant des organismes issus d'environnements aquatique, marin, sédimentaire et glacé étaient présentes dans la glace. En plus, une autre proportion majeure de séquences provenaient d'organismes.

En effet, selon ces analyses, des échantillons de glace récoltés contiendraient l'ADN de pas moins de 3.507 organismes assez diverses. Il s'agirait pour la majorité de bactéries mais d'autres organismes unicellulaires et multicellulaires comme des champignons y figureraient également. Une diversité qui surprend les scientifiques. "Nous avons trouvé bien plus de complexité que quiconque pensait", a commenté le Dr Scott Rogers, biologiste à la Bowling Green State University dans l'Ohio. De minuscules créatures survivantes Selon l'étude, les séquences génétiques découvertes appartiendraient à des organismes extrêmophiles qui aiment le froid et sont capables de survivre, comme leur nom l'indique, dans les conditions extrêmes qui règnent dans le lac. Mais les scientifiques ont également identifié des séquences ADN et ARN appartenant à des animaux, de petites créatures marines telles que des mollusques et des crustacés. "Les organismes que nous trouvons sont dans une gamme très très petite. Ce sont de petites créatures minuscules", a ajouté Rogers cité par LiveScience. "Les séquences suggèrent qu'un environnement complexe pourrait exister dans le lac Vostok. Des séquences indiquant des organismes issus d'environnements aquatique, marin, sédimentaire et glacé étaient présentes dans la glace. En plus, une autre proportion majeure de séquences provenaient d'organismes qui sont symbiotes d'animaux et/ou de plantes", écrivent les auteurs dans leur étude. Mais cette vie est bien moins concentrée qu'elle ne l'est dans d'autres systèmes de lac, soulignent-ils. La concentration en cellules s'est avérée particulièrement faible, poussant le scientifique a affirmé : "Si le [lac Vostok] abrite de la vie, c'est de la vie intéressante mais elle n'est pas hautement concentrée".Des organismes qui se sont lentement adaptés "Il y a 35 millions d'années, le lac Vostok était ouvert à l'atmosphère et entouré par un écosystème forestier. A ce moment-là, le lac contenait probablement un réseau complexe d'organismes. Jusqu'à il y a 15 millions d'années, les portions du lac n'étaient pas couvertes de glace, du moins pas tout le temps. Les organismes étaient donc probablement déposés dans le lac", a expliqué le scientifique. Les changements de conditions s'étant faits lentement, les chercheurs supposent que les organismes ont eu le temps de s'adapter alors que le lac passait d'un système terrestre à un système subglaciaire. Néanmoins, comment être sûr que les organismes découverts ne viennent pas encore d'une contamination ? Pour éliminer ce risque, les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique qui comprend un lavage à l'eau de javel, une fonte, un nettoyage et une recongélation de la glace. "La contamination est toujours une préoccupation mais nous pensons que les méthodes que nous avons développées assurent que toute contamination externe a été éliminée", a indiqué Rogers.Une vie tenace au vu des résultats obtenus, le scientifique et ses collègues comptent donc bien poursuivre les recherches en menant d'autres analyses ADN sur des échantillons de glace supplémentaires. Celle testée dans cette étude était âgée d'entre 5.000 et 10.000 ans et a été récoltée dans les années 1990 alors que les Russes progressaient dans le forage du lac Vostok. Or, l'équipe du Dr Rogers estime que la partie superficielle du lac est la zone active de l'environnement."Au fur et à mesure que vous allez plus loin dans le lac, le compte de cellules chute réellement. Nous voulons trouver ce qu'il y a à cet endroit et comment c'est capable d'y vivre. La vie semble trouver un moyen de survivre à peu près partout où on peut aller sur Terre", a noté le Dr Rogers. Nos résultats "montrent vraiment la ténacité de la vie, et comment des organismes peuvent survivre à des endroits où nous pensions il y a une douzaine d'années que rien ne pouvait y survivre". Une telle découverte n'a pas que de l'importance sur Terre puisqu'elle renforce l'espoir de trouver des formes de vie sur d'autres planètes qui présentent souvent des conditions tout aussi voire plus extrêmes. "Les limites de ce qui est habitable et de ce qui ne l'est pas sont en train de changer", a ainsi conclu le Dr Rogers.

Cristaux de glace insolites

Alors que le forage du puits a repris début janvier 2013, le 10 janvier des chercheurs russes ont extrait le premier échantillon d'eau transparente congelée du lac.
De plus, ils ont découvert des cristaux de glace insolites, a annoncé, début février 2013, à Moscou Alexandre Frolov, directeur du Service fédéral pour l'hydrométéorologie et le suivi de l'environnement (Roshydromet). "L'Institut de physique Kourtchatov de Moscou s'est intéressé à ces cristaux de glace. Ils disent qu'il ne s'agit pas de glace de lac, mais de glace continentale. Ce sont des cristaux géants ayant une taille de 5 à 6 mètres d'une forme très régulière", a indiqué M.Frolov aux journalistes de Ria Novosti.

Une attente scientifique forte : des changements climatiques à la vie extra-terrestre

D'après le professeur Martin Siegert de l'Université d'Edimbourg (Ecosse), il s'agit d'une "performance majeure pour les Russes qui travaillent depuis des années sur ce projet", bien que ce dernier "n'ait délivré pour le moment aucune donnée scientifique".

Remonter les archives du climat passé

Selon le porte-parole de l'Institut russe de recherche scientifique pour l'Arctique et l'Antarctique Sergueï Lessenkov, l'achèvement des travaux de forage doit notamment permettre de réaliser "une étude scientifique fondamentale" sur les changements climatiques. En effet, l'analyse de l'eau du lac Vostok devrait permettre aux spécialistes d'établir un scénario des changements climatiques naturels pour les prochains millénaires.

Un laboratoire terrestre pour trouver de la vie sur d'autres planètes

L'étude de cet immense plan d'eau devrait également permettre de tirer d'importantes conclusions sur l'existence de vie sur d'autres planètes, dont la lune de Jupiter Europe, qui possède elle aussi un océan sous-glaciaire.
"Le forage de Vostok peut devenir intéressant pour tester de l'instrumentation, celle qui sera peut-être envoyée un jour vers Europe.

par exemple", note Frances Westall du Centre de biophysique moléculaire d'Orléans. En effet, "la difficulté pour forer la croûte de glace d'Europe et atteindre son océan est comparable", explique l'exobiologiste François Raulin, du Lisa (Laboratoire interuniversitaire des systèmes atmosphériques, CNRS).

A la recherche de formes de vie inconnues

Le glaciologue français Jean Jouzel, cité par le Figaro, parle d'"une question de prestige national" et fait part de ses inquiétudes concernant les techniques utilisées lors de la dernière étape du forage, évoquant le risque de contaminer le lac avec des bactéries de la surface. Il est à souligner que l'eau du lac a été préservée de tout contact avec l'atmosphère depuis au moins 500 000 ans.

Ce lac pourrait contenir des formes de vie inconnues à ce jour mais il n'est pas à exclure que les couches supérieures du lac soient stériles, tandis que des microbes fossiles ou leurs traces puissent être trouvés dans les profondeurs du lac. En effet, l'examen de la carotte de glace a démontré qu'il n'y avait que 2 ou 3 cellules par millilitre d'eau, ces cellules ayant pu s'infiltrer lors du transport de l'échantillon au laboratoire.

Selon l'expert russe, une carotte de glace extraite du lac sera transportée à Saint-Pétersbourg en mai 2013. Toutefois, cet échantillon pourrait ne pas fournir de preuves permettant de confirmer l'existence d'une vie dans le lac. "Cet échantillon (...) pourrait ne contenir aucune bactérie, étant donné qu'il sera pris de la surface", a indiqué M.Boulat. D'après le chercheur, si le lac Vostok contient des formes de vie inconnues à ce jour, elles pourraient être découvertes dans des couches d'eau plus profondes.

Un lac entouré de mythes

Alors que les chercheurs discutent des aspects scientifiques du projet, certains médias rappellent que l'histoire du lac Vostok est liée à une "légende" selon laquelle les Nazis allemands auraient construit une base secrète à ses alentours lors de la Seconde Guerre mondiale. En 1943, l'amiral Karl Dontiz aurait déclaré que la marine allemande y avait érigé pour le Führer "une forteresse inébranlable à l'autre bout du monde" !!!!

Notes

1. Vostok est une station russe installée en Antarctique depuis 1957 à l'occasion de l'année géophysique internationale, pour l'étude du climat. C'est la plus isolée des stations de recherche sur le continent Antarctique. Le site a été choisi pour les possibilités de forage profond qu'il offre. C'est là qu'on y a enregistré la plus basse température du monde : -89,2 °C1.

Sources

• Antarctique: le fond du lac Vostok atteint en 2013-2014 - Ria Novosti
• Russian Team Has Reached Buried Antarctic Lake - Scientific American
• Le lac Vostok, eldorado des exobiologistes - Ciel & Espace
• Antarctique: découverte de cristaux de glace insolites - Ria Novosti
• Notre planète.info - Christophe Magdelaine 

Les Secrets du lac Vostok et génome de l’homme préhistorique

© Photo :  https://fr.wikipedia.org/wiki/Russie

Par La Voix de la Russie | L’étude des scientifiques russes consacrée au lac souterrain de l’Antarctique Vostok a fait son entrée dans le top des 10 succès scientifiques de la prestigieuse revue New Scientist en 2014. Durant l’année à venir, il s’agit pour les scientifiques d’établir si dans le lac – sous une pression élevée, sans lumière du soleil et en complet isolement – il y a de la vie. Les recherches menées par des généticiens sur le clonage des créatures préhistoriques fait aussi partie du classement.

Parmi les découvertes attendues cette année, il y a les données qui seront obtenues à partir de l’analyse des échantillons d’eau du lac Vostok, soigneusement recouvert d’une épaisse couche de glace de quatre kilomètres. Elles permettront de conclure s’il y a ou non des organismes vivants dans la nappe d’eau du lac, qui s’est trouvé pendant plusieurs millions d’années dans un isolement complet, sans contact avec l’atmosphère. La science mondiale s’enrichira également de connaissances inestimables dans le domaine de la géologie, a indiqué Valery Loukine, directeur de l’expédition russe en Antarctique au micro de La Voix de la Russie:

« Cela nous donnera l’occasion d'explorer les profondeurs du lac et d’évaluer l’histoire géologique de notre planète. Car aujourd’hui, la communauté scientifique mondiale ne sait pas ce que représente une couche de roche sédimentaire, qui se situe sous un glacier d’Antarctique. »

En outre, selon Valery Loukine, la méthode, les solutions techniques et les procédés utilisés par les des chercheurs russes dans les travaux au lac Vostok peuvent être utiles dans la recherche de vie sur d’autres planètes du système solaire. Cela tient au fait que les lacs sous-glaciaires de l’Antarctique sont un site géographique idéal de notre planète, qui permet de modéliser de telles conditions.

Une autre avancée est attendue en matière de recherche génétique. Dans les milieux académiques occidentaux, l’idée d’un possible clonage de l’ancêtre de l’homme – Homo Erectus – a fait son chemin. Auparavant, il n’avait pas été possible de trouver sur la Terre des substances génétiques de nos « parents lointains », mais récemment, des scientifiques ont réussi à obtenir le génome mitochondrial d’un homme des cavernes d’Espagne. Comme le suggère Konstantin Kitaev, chercheur à l’Institut de biochimie et de génétique d’Ufa, il ne sera pas possible de cloner l’hominidé préhistorique, cependant, l’étude de ses ossements suffira à écrire plus d’une thèse :

« Il est tout à fait réaliste d’obtenir le génome. Même à partir de restes osseux minimes… mais le décrypter complètement est peu probable. A 80% certainement. Il n’est pas possible de le cloner, car il ne reste aucune cellule vivante. En décryptant le génome, on obtient de nombreuses informations sur la cellule, mais il n’est pas possible pour l’instant de la créer, même si le génome est entièrement décrypté. »

Plus les généticiens sauront comment les gens étaient faits dans le passé, affirme le scientifique, comment ils vivaient, quels étaient leurs gènes, plus il leur sera facile de résoudre les problèmes qui existent aujourd’hui. Par exemple, en ce qui concerne les maladies dont nous avons héritées des temps anciens, il sera possible de les soigner, si nous savons quels gènes entrent dans leur composition. Il est très important de savoir, a souligné Kitaev, quels gènes existaient dans le passé, et ce qu’ils sont devenus aujourd’hui. Cette différence aidera les scientifiques à mieux comprendre la génétique de l’homme contemporain.   N

génétique, scientifiques, Antarctique, Sci-Tech

N.B. WIKIPEDIA

Vostok est une station russe (anciennement soviétique) installée en Antarctique depuis 1957 à l'occasion de l'année géophysique internationale, pour l'étude du climat.C'est la plus isolée des stations de recherche sur le continent Antarctique. Le site a été choisi pour les possibilités de forage profond qu'il offre.

Vostok se situe au-dessus du lac le plus au sud du monde, le lac Vostok

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