Cienciaes.com : La biosphère profonde et le stockage des déchets radioactifs. Nous avons parlé avec Margarita López Fernández.

La vie a montré qu’elle peut habiter des régions impensables récemment, situées à plusieurs kilomètres sous la surface de la Terre. Là, malgré l’absence de lumière et des conditions de carbone et d’énergie extrêmement pauvres, la vie prolifère et est essentielle au maintien de cycles qui combinent la biologie, la géologie et la chimie de la Terre.

Ces environnements comprennent des fractures remplies d’eau dans le socle rocheux terrestre, des sédiments marins situés à plus d’un mètre sous le fond marin et des lacs existant sous les dépôts glaciaires. On estime que la biosphère continentale profonde contient un grand nombre de cellules microbiennes appartenant aux trois domaines de la vie, à savoir les bactéries, les archées et les eucaryotes. De plus, la présence de virus bactériophages, parasites typiques des bactéries, a également été confirmée.

La chercheuse de l’Université de Grenade, Margarita López Fernández, a étudié la richesse de la biosphère profonde au Äspö Hard Rock Laboratory (HRL), un tunnel de 3,6 km de long creusé dans la roche, à 460 m de profondeur, dans le sud de la Suède.

Le tunnel d’Äspö est un laboratoire creusé dans des roches granitiques estimées à environ 1,8 milliard d’années et contient des forages qui se croisent avec des fractures contenant de l’eau, des eaux souterraines qui sont analysées par des chercheurs pour rechercher les micro-organismes qui vivent dans les roches. Selon les endroits, les eaux ont des âges différents, certaines, celles recueillies au plus près des sédiments sous la mer Baltique, ont un temps de résidence d’environ 20 ans, tandis que d’autres, obtenues à partir de fissures plus profondes sont beaucoup plus anciennes.

Margarita López explique que les micro-organismes qui composent la biosphère profonde peuvent non seulement survivre dans des conditions extrêmes, telles que des pressions et des températures élevées, mais peuvent également former des biofilms. Les biofilms sont formés par une matrice visqueuse de substances générées par des communautés de bactéries pour se protéger des conditions environnementales défavorables et coopérer pour obtenir des nutriments. C’est un travail, récemment publié dans la revue Nature l’équipe révèle que trois types de bactéries, connues sous le nom de Thiobacillus, Sideroxydans et Desulforegula, sont abondantes dans les biofilms de l’intérieur rocheux du sous-sol terrestre.

Le tunnel d’Äspö a été construit dans le but d’étudier la pertinence des roches dures comme site de stockage possible pour les déchets nucléaires de haute activité. Les résultats des études qui y seront menées permettront de comprendre comment les déchets nucléaires ont pu interagir avec le milieu environnant pendant des milliers d’années.

Margarita explique lors de l’interview que les micro-organismes peuvent interagir avec les matériaux des conteneurs dans lesquels sont enfermés les déchets nucléaires, une interaction qui, sur de nombreuses années, pourrait influencer la perte d’étanchéité des conteneurs et la mobilité des matières radioactives stockées. Pour cette raison, étant donné que les déchets nucléaires doivent être conservés en toute sécurité pendant de longues périodes (des milliers à des millions d’années), il est essentiel que la recherche, comme celle menée par Margarita López Fernández, continue d’évaluer attentivement l’interaction biologique et ses possible impact à long terme.

En résumé, l’évaluation de la sûreté des stockages profonds de déchets nucléaires doit couvrir non seulement les aspects géologiques et hydrogéologiques mais aussi la compréhension des interactions avec la biosphère profonde.

Je vous invite à écouter Margarita López Fernández, chercheuse au Département de Microbiologie, Faculté des Sciences, Université de Grenade.

Les références:

López-Fernández, M., Westmeijer, G., Turner, S. et al. Thiobacillus en tant qu’acteur clé de la formation de biofilms dans les eaux souterraines oligotrophes du bouclier fennoscandien. npj Biofilms Microbiomes 9, 41 (2023).

López-Fernández, M. et al. Les métatranscriptomes révèlent que les trois domaines de la vie sont actifs mais dominés par des bactéries dans la biosphère continentale profonde granitique cristalline phénoscandienne. mBio 9, e01792–18 (2018)