De « l’oxygène noir » produit par des minéraux découvert dans les abysses de l’océan Pacifique

En échantillonnant le fond marin à 4 000 mètres sous la surface de l’océan Pacifique en 2013, le scientifique Andrew Sweetman a observé un résultat si surprenant qu’il a pensé que l’équipement était défectueux. L’appareil avait détecté de l’oxygène. Cette découverte pourrait avoir des implications majeures pour notre compréhension des écosystèmes marins profonds.

Une contribution de Leslie Katz pour Forbes US – traduit par Lisa Deleforterie

Les hypothèses précédentes sur ce gaz vital soutenaient qu’il était généralement produit par des organismes photosynthétiques tels que les plantes et les algues. Mais ici, les scientifiques examinaient des données provenant de leurs sondes sous-marines profondes suggérant que de l’oxygène avait été généré sur le fond océanique sombre, où la lumière ne pénètre pas.

« Lorsque nous avons reçu ces données pour la première fois, nous avons pensé que les capteurs étaient défectueux, car toutes les études menées en eaux profondes n’avaient observé que de l’oxygène consommé et non produit », a déclaré Sweetman dans un communiqué. « Nous rentrions chez nous et recalibrions les capteurs, mais au fil des 10 années, ces étranges lectures d’oxygène continuaient d’apparaître. »

Sweetman et son équipe effectuaient leurs travaux sur le terrain à bord de leur navire dans la zone Clarion-Clipperton, entre Hawaï et le Mexique, en utilisant des capteurs optiques. Pour approfondir leurs observations d’oxygène, ils ont décidé de recourir à une méthode différente. L’équipe de Sweetman a théorisé que l’oxygène pourrait être produit par des dépôts minéraux naturels générant de l’électricité sur le fond océanique et a voulu tester cette hypothèse à travers des expériences d’électrochimie.

« Géobatteries » sous la mer

Lorsque ces investigations ont donné le même résultat, « nous savions que nous avions découvert quelque chose de révolutionnaire et d’inconnu », a déclaré Sweetman, professeur à l’Association écossaise des sciences marines qui dirige le groupe de recherche sur l’écologie et la biogéochimie des fonds marins. Sweetman et une équipe internationale de chercheurs détaillent ces découvertes dans une étude publiée lundi dans la revue Nature Geoscience. Ils affirment que leurs recherches démontrent l’existence d’une « géobatterie » naturelle, tout en soulevant des inquiétudes quant à l’impact potentiel de l’exploitation minière en haute mer sur les sources d’oxygène du fond océanique, affectant ainsi la biodiversité.

Lisa Levin, professeure émérite d’océanographie biologique et d’écologie marine à l’Institut d’océanographie Scripps de l’Université de Californie à San Diego, qui n’a pas participé à l’étude, a qualifié les résultats de « totalement inattendus, tellement inhabituels que les auteurs ont dû réaliser des études supplémentaires pour convaincre la revue et les examinateurs de la véracité des résultats ».

« Cette étude illustre bien à quel point nous connaissons peu les processus des grandes profondeurs et combien il reste à découvrir », a-t-elle ajouté dans une interview. « Elle suggère également que les activités humaines perturbant les grands fonds sont susceptibles d’affecter des processus et des fonctions, ainsi que des espèces que nous n’avons même pas encore découvertes. »

Les découvertes tournent autour des dépôts minéraux des grandes profondeurs connus sous le nom de nodules polymétalliques, qui contiennent des éléments tels que le cobalt, le nickel, le cuivre, le lithium et le manganèse, utilisés dans les écrans tactiles, les batteries rechargeables et autres appareils électroniques. Les scientifiques derrière l’étude rapportent que ces nodules, qui varient de minuscules à la taille d’une petite pomme de terre, émettent un courant électrique.

« Ces géobatteries constituent la base d’une explication possible de la production d’oxygène dans l’obscurité des océans», a déclaré Franz Geiger, un autre chercheur, dans un communiqué.

Franz Geiger, chimiste physique à l’Université Northwestern, fait partie des scientifiques qui ont précédemment produit de l’électricité en faisant passer de l’eau sur de fines couches de métaux oxydés. Lorsque l’équipe de Geiger a mené des expériences avec des nodules collectés sur le fond océanique de la zone Clarion-Clipperton, elle a enregistré des tensions allant jusqu’à 0,95 volts à la surface de chaque nodule. Regroupés, les nodules produisaient des tensions bien plus élevées.

Geiger suppose que les nodules minéraux deviennent électriquement chargés à mesure qu’ils se développent. Après avoir écarté d’autres théories, lui et Sweetman pensent que l’oxygène résulte probablement de l’électrolyse de l’eau de mer, où un courant électrique sépare le fluide en hydrogène et oxygène.

Bien que les chercheurs soient enthousiasmés par cette découverte, ils estiment également qu’elle mérite l’attention de l’industrie minière des grands fonds.

Plus de recherches nécessaires

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) des États-Unis a averti que l’exploitation des fonds marins pourrait « entraîner la destruction de la vie et de l’habitat des fonds marins dans les zones exploitées ». L’Autorité internationale des fonds marins, engagée dans la protection de l’environnement marin, a déjà désigné certaines parties de la zone Clarion-Clipperton à protéger de l’exploitation minière en haute mer.

« Nous devons repenser comment extraire ces matériaux pour ne pas épuiser la source d’oxygène pour la vie des grands fonds », a déclaré Geiger.

Phillip Gales, consultant chez Deep Sea Mining, une organisation canadienne qui conseille les dirigeants d’entreprise et financiers sur cette pratique, a déclaré qu’il accueillait favorablement les recherches approfondies sur l’exploitation minière en haute mer, mais souhaiterait voir les résultats de l’étude explorés plus en profondeur.

« Il s’agit de nouvelles recherches qui peuvent contribuer à notre compréhension de l’écosystème des grands fonds, mais elles doivent être correctement examinées, critiquées et comprises sans être déformées », a déclaré Gale dans une interview. « Il s’agit de recherches à très petite échelle qui nécessitent une confirmation à grande échelle avant qu’une conclusion puisse être tirée. »

Douglas Bartlett, collègue de Lisa Levin à l’Institut d’océanographie Scripps, souhaiterait également connaître la quantité d’oxygène produite par les grands fonds sur de longues périodes, et si des dépôts minéraux dans d’autres océans que le Pacifique génèrent également de l’oxygène.

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