Sous quatre kilomètres de glace antarctique dort depuis des millions d’années un lac liquide dont le contenu reste entre les mains des microbiologistes. Grand comme la Corse, invisible depuis la surface, ce réservoir d’eau douce porte un nom que la science polaire connaît par cœur : le lac Vostok. Personne ne l’a jamais vu à l’œil nu. Et pourtant, depuis plus de vingt ans, des équipes entières s’organisent autour de lui, creusent vers lui, redoutent de le toucher.

L’existence de cette poche d’eau tenait d’abord de l’hypothèse. Le lac Vostok a été détecté en 1974 grâce au radar, avant d’être confirmé par observation satellite : découvert en 1993 par le satellite européen d’observation terrestre ERS1, le Lac Vostok continue d’alimenter la polémique parmi les chercheurs. Une fois sa présence établie, l’ampleur du site a stupéfié les glaciologues. Celui-ci, grand comme la Corse, est le plus important des 68 lacs antarctiques connus enfouis sous 3 à 4 kilomètres de glace depuis plus d’un million d’années. Un chercheur américain, John Priscu, ira jusqu’à le comparer à un Grand Lac nord-américain : Lake Vostok, roughly the size of Lake Ontario, « is one of the last unexplored oases for life » on Earth.

Sommaire

1. Vingt-quatre ans pour atteindre une surface interdite
2. Un environnement taillé pour dérouter les biologistes
3. 2012-2013 : l’annonce, le démenti, puis la confusion

Vingt-quatre ans pour atteindre une surface interdite

Forer jusqu’à un lac scellé depuis l’ère glaciaire ne s’improvise pas. Le puits russe de la station Vostok a longtemps buté volontairement à quelques centaines de mètres du but : le forage glaciaire effectué à la station Vostok atteint la profondeur record de 3 623 mètres au travers de glaces qui retracent l’histoire climatique de la Terre depuis 420 000 ans, avant d’être volontairement interrompu pour éviter la contamination du lac sous-glaciaire. La prudence russe n’était pas un caprice administratif : elle traduisait une inquiétude scientifique bien réelle, celle d’introduire des micro-organismes contemporains dans un milieu resté clos depuis des ères géologiques.

La percée finale a eu lieu en 2012, au terme d’un effort dont la durée donne le vertige. Il a été atteint par forage le 5 février 2012, après 24 ans d’efforts. Pour éviter que le liquide de forage à base de kérosène ne se déverse dans l’eau du lac, l’équipe russe a misé sur un mécanisme presque contre-intuitif : laisser la pression du lac lui-même repousser le fluide. Il se dit que le fluide de forage aurait été expulsé sous la pression d’eau du lac qui serait remontée dans le puits sur une quarantaine de mètres, évitant toute contamination du lac lui-même. L’eau remontée a ensuite gelé sur place, et il a fallu attendre la campagne suivante pour la récupérer. Les scientifiques ne sont retournés récupérer cette eau, gelée entre temps, qu’en fin d’année 2012, le forage a repris en janvier 2013, et le 10 de ce même mois, un premier échantillon d’eau du lac, puis d’autres, ont pu être prélevés pour la première fois.

Un environnement taillé pour dérouter les biologistes

Ce que cache réellement cette eau intrigue au-delà du cercle polaire. Les conditions qui y règnent sont extrêmes, presque incompatibles avec l’idée qu’on se fait habituellement du vivant : la température moyenne est de -3 °C, la pression est de 360 bars, il n’y a pas de lumière et le milieu est suroxygéné. Pas de photosynthèse possible, donc, et une pression suffisante pour écraser bien des organismes de surface. Voilà pourquoi certains chercheurs comparent ce lac à un laboratoire naturel pour tester l’habitabilité d’autres mondes. Lake Vostok is considered by many scientists as an analog of the ice covered seas of Jupiter’s satellite Europa. Chercher la vie sous quatre kilomètres de glace terrestre, c’est un peu répéter, avant l’heure, ce qu’une sonde spatiale devra faire un jour sous la croûte gelée d’une lune jovienne.

Dès la fin des années 1990, des équipes américaines avaient détecté des traces suggestives dans la glace d’accrétion, cette couche formée par le regel de l’eau du lac contre le glacier. L’analyse d’une portion de la carotte de glace de Vostok, censée contenir de l’eau gelée provenant du lac Vostok, a révélé entre 200 et 300 cellules bactériennes par millilitre, suggérant que le lac Vostok pourrait contenir des micro-organismes viables. Des cultures en laboratoire confirmeront ensuite la diversité de cette population minuscule : les concentrations de cellules étaient faibles, mais beaucoup de cellules étaient viables, et sur des centaines de cultures, 18 phylotypes bactériens uniques ont été déterminés.

2012-2013 : l’annonce, le démenti, puis la confusion

La première remontée d’échantillons, en octobre 2012, a d’abord semé la déception. L’équipe russe en charge du forage décevait le monde entier : les analyses préliminaires n’avaient décelé aucune trace de vie, l’échantillon étant composé de glace qui avait gelé sur le foret durant la manœuvre à l’entrée du lac Vostok. Puis, en mars 2013, un rebondissement a relancé le débat. Le chercheur Sergei Bulat a affirmé avoir isolé du matériel génétique inédit : ce matériel génétique appartenait à une ou plusieurs bactéries inconnues, dont l’ADN correspond « à moins de 90 % » avec celui d’espèces répertoriées. L’euphorie a été de courte durée. Quelques jours plus tard, un démenti tombait, attribué au directeur même de l’institut où travaillait Bulat : « Nous avons trouvé seulement quelques spécimens, mais il s’agit seulement de contaminations. Nous ne pouvons donc pas dire qu’une nouvelle forme de vie a été annoncée. » L’affaire ne s’est pourtant pas arrêtée là : le principal intéressé a expliqué que ce démenti émanait d’un responsable étranger au projet. M. Korolyev, le directeur de l’Institut où travaille Bulat, n’est pas impliqué dans les recherches sur Vostok et n’a pas été mis au courant des dernières analyses de Bulat. Pour couper court à toute ambiguïté, Bulat a même constitué un catalogue de référence des contaminants possibles issus du kérosène de forage, afin de les distinguer d’éventuelles souches réellement issues du lac.

Les analyses les plus récentes, publiées en 2020, ont apporté une pièce supplémentaire au dossier sans le refermer. Une étude publiée en 2020 montre qu’une communauté de micro-organismes a été retrouvée dans les échantillons de glace d’accrétion et de glace basale s’écoulant vers le lac, avec des organismes bactériens et eucaryotes identifiés, comme dans les études précédentes. Le séquençage a même permis de chiffrer cette diversité : les données de séquençage ADN et ARN de la glace basale montrent au moins 407 espèces de bactéries et au moins 103 espèces d’eucaryotes, dont certaines capables de réaliser des étapes du cycle de l’azote. Mais l’incertitude méthodologique n’a jamais complètement disparu, comme le rappelle le magazine Smithsonian à propos des tout premiers indices : il existe une chance que ces organismes proviennent du fluide de forage contaminé, et le fait qu’ils représentent ou non un écosystème vivant reste un sujet de débat.

Reste une question que la glace, elle, ne tranchera jamais toute seule. Chaque nouvel échantillon remonté de Vostok repasse par les mêmes mains, celles de l’équipe de Sergei Bulat au Petersburg Nuclear Physics Institute, seule habilitée à authentifier ce qui relève du contaminant de surface et ce qui, peut-être, a survécu vingt millions d’années sous la glace.

Sources : universalis.fr | futura-sciences.com