Une série de petits séismes dans le parc national de Yellowstone en 2021 a déclenché des changements significatifs dans l'environnement sous-surface profond, stimulant l'activité microbienne. Les chercheurs ont découvert que ces événements sismiques ont modifié la chimie de l'eau et augmenté les populations de microbes dans un puits de forage près du lac Yellowstone. Ces évolutions mettent en lumière comment l'activité géologique peut soutenir la vie dans des habitats souterrains sombres et isolés.
En 2021, un essaim de petits séismes a secoué le champ volcanique du plateau de Yellowstone, incitant Eric Boyd et son équipe à étudier leurs effets sur les écosystèmes microbiens sous-surface. Ces microbes prospèrent dans des systèmes de roches et d'eau profonds, loin de la lumière du soleil, en exploitant l'énergie des réactions chimiques lorsque l'eau s'écoule à travers la roche fracturée.
Les séismes ont perturbé cet environnement en exposant de nouvelles surfaces rocheuses, en libérant des fluides précédemment piégés et en modifiant les voies d'écoulement de l'eau. Cela a entraîné de nouvelles réactions chimiques, modifiant efficacement les sources d'énergie disponibles — ou le « menu chimique » — pour les microbes.
Pour saisir ces changements, les chercheurs ont échantillonné des fluides d'un puits de forage d'environ 100 mètres de profondeur sur le bord ouest du lac Yellowstone. Ils ont collecté des échantillons cinq fois en 2021, suivant les réponses immédiates et à plus long terme. Les analyses post-séisme ont révélé des niveaux élevés d'hydrogène, de sulfure et de carbone organique dissous dans l'eau — composés énergétiques clés pour les organismes sous-surface. Les comptes de cellules planctoniques ont également augmenté, signalant une augmentation de la présence microbienne dans la colonne d'eau.
L'étude a en outre documenté des changements dans la composition des communautés microbiennes. Contrairement aux populations généralement stables dans les aquifères de socle continental, la vie souterraine de Yellowstone a réagi rapidement à l'énergie sismique, modifiant à la fois les profils géochimiques et biologiques.
Publié dans PNAS Nexus en 2025, la recherche de Boyd et de ses collègues, dont Daniel R. Colman et Ana Menchaca, suggère que ces dynamiques pourraient être courantes dans les régions sismiquement actives à travers le monde. De tels processus pourraient soutenir la vie microbienne dans des environnements terrestres extrêmes et éclairer la habitabilité sur des planètes rocheuses riches en eau comme Mars.