Identification de biosignatures structurales, chimiques et isotopiques à l'interface bactérie/minéral dans le système Acidithiobacillus ferrooxidans/pyrite

Identification at the bacteria/mineral interface of structural, chemical and isotopic biosignatures of the Acidithiobacillus ferrooxidans/pyrite system

• Auteur / Autrice : Céline Pisapia
• Direction : Marc Chaussidon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydation

Pyrite

Bacillus (bactéries)

Spectroscopie Raman

Spectrométrie de masse des ions secondaires

Mots clés libres

Acidithiobacillus ferrooxidans

Biosignatures

Clsm

Résumé

L'objectif de ce travail était de mieux comprendre les processus de surface d'oxydation de la pyrite par Acidithiobacillus ferrooxidans afin de déterminer des biosignatures de ce système. Un nouveau modèle de bio-oxydation de la pyrite a été proposé, basé sur l'efficacité des circulations d'électrons au sein du minéral et sur l'impact de l'activité des bactéries (adhérentes ou non) sur ces transferts électroniques. La bio-oxydation favorise le développement, en surface du minéral, de figures de corrosion géométriques, profondes et orientées, et la formation de produits d'oxydation micrométriques mono-phasiques à d18O très variable (de -20‰ à +25‰) reflétant des mécanismes d'oxydation particuliers non en équilibre avec le milieu réactionnel. Cette forte hétérogénéité de surface, issue de la complexité des mécanismes d'oxydation, traduit l'absence de biosignature unique et la nécessité d'un couplage méthodologique permettant d'accumuler divers indices d'activité biologique

This study aimed to determine reliable biosignatures of the Acidithiobacillus ferrooxidans/pyrite system through a better understanding of the bio-oxidation process at the mineral surface. A new model of pyrite bio-oxidation has been proposed based on the identification of two distinct electron transfer mechanisms on the mineral lattice reflecting the effect of both adherent and non-adherent bacteria. Bio-oxidation induces the development at the pyrite surface of deep corrosion pittings. Micrometric monophased anhydrous sulphates and hematite with extremely variable d18O (from -20‰ to +25‰) are formed through specific surface mechanisms not in equilibrium with the bulk reactional medium. Even if this system is a quite simple one, a large surface heterogeneity is observed due to the complexity of the surface bio-oxidation mechanisms. Consequently, there is not a unique biosignature of this system but a succession of clues betraying a biological activity at the mineral surface