Nouvelle source d'oxygène dans l'océan profond étonne les expertes
Dans l'examen du fond marin dans l'océan Pacifique, les chercheurs sont difficultement persuadés de leurs yeux : Ils découvrent une source d'oxygène inconnue à une profondeur de 4000 mètres. Ce découvrement spectaculaire pourrait renverser complètement nos hypothèses sur les conditions des fonds marins.
Le texte principal de l'étude ne compte que deux pages - mais il contredit une hypothèse longue établie. Il pourrait également éclairer de nouvelles perspectives sur la mise en exploitation minière marine, qui approche de la faisabilité : Sur le plancher de l'océan Pacifique, une équipe de recherche internationale avec la participation allemande a découvert une source d'oxygène inconnue à environ 4000 mètres de profondeur.
"C'est une observation sensationnelle", déclare le chercheur océanique Felix Janßen de l'Institut Alfred-Wegener (AWI), qui n'a pas participé à l'étude publiée dans la revue "Nature Geoscience". "Cela renverserait tout ce que nous avions cru jusqu'ici."
Dans l'étude, l'équipe menée par Andrew Sweetman de l'Association écossaise pour les sciences marines (SAMS) a investigué les impacts potentiels de la mise en exploitation minière marine et effectué des mesures dans la zone Clarion-Clipperton (CCZ). Cette zone, qui s'étend sur plusieurs milliers de kilomètres le long du 10e degré de latitude nord, contient des ressources précieuses - parmi elles du nickel, du cobalt, du lithium et du cuivre. Tels sont des matériaux utilisés pour la production de batteries et de téléphones portables, par exemple. Les nodules de manganèse, qui poussent en quantité importante et gisent sur le lit de sédiments comme des pommes de terre, sont particulièrement connus.
Étonnement devant des valeurs d'oxygène anormales
Là, l'équipe a trouvé dans des petites chambres qui avaient été abaissées au fond de la mer des valeurs d'oxygène anormales. Les concentrations étaient généralement autour de 180 micromoles (μmol) par liter d'eau, mais elles atteignaient jusqu'à 800 micromoles dans les chambres de mesure.
Cela a d'abord causé une grande étonnement. "Lorsque nous avons reçu ces données, nous avons d'abord pensé que les capteurs étaient défoncés", explique Sweetman. "Chaque étude dans la mer profonde montrait jusque-là que l'oxygène était consommé, pas produit. Nous avons récalibré les capteurs, mais les valeurs d'oxygène étranges ont persisté pendant dix ans."
Lorsque d'autres méthodes ont confirmé les résultats surpris, l'équipe a appelé en renfort le chimiste Franz Geiger de l'Université du Nord-Ouest aux États-Unis dans l'Illinois. Le natif de Berlin avait signalé dans la revue "PNAS" en 2019 que le rouille en combinaison avec l'eau de mer pouvait produire de l'électricité. Un processus similaire, supposait-on, pourrait être impliqué dans la production d'oxygène.
"Batteries géologiques" dans la mer profonde
On savait que 1,5 volts suffisaient pour la séparation de l'eau en hydrogène et oxygène, c'est-à-dire la séparation électrolytique. Dans le laboratoire de Geiger, l'équipe a examiné des nodules de manganèse collectés du fond de la mer. En combinaison avec l'eau de mer, ils ont mesuré des nodules individuels à une tension allant jusqu'à 0,95 volts. Et plusieurs nodules ensemble pouvaient produire plus de tension que nécessaire pour l'électrolyse. "Il semble que nous ayons découvert une batterie naturelle", déclare Geiger.
L'expert de BGR Sebastian Fuchs déclare quant à cela, "Les mesures sont très sensibles", concernant les déclarations des coauteurs. Des méthodes diverses ont été utilisées, et la production d'oxygène a été détectée à la fois sur le fond et dans le laboratoire. Cependant, des questions restent : Par exemple, le déploiement et le relevage des instruments sur le fond de la mer pouvaient avoir influencé les résultats - en plus, l'amount d'oxygène restait constant après une première augmentation significative. "Nous ne savons pas encore l'étendue ou la durée de la production d'oxygène", déclare Fuchs, mettant en évidence la nécessité de recherches supplémentaires.
L'expert de l'AWI Janssen souligne également, "Nous ne devrions pas sauter à des conclusions sur l'amont de mesure. Il faut d'abord montrer si et où ce nouveau processus joue un rôle." Il pourrait également s'agir de phénomènes locaux.
Minage marin controversé
Bien que la mise en exploitation minière marine soit complexe et controversée, plusieurs pays commencent à devenir plus actifs. En janvier, le parlement norvégien a accordé son feu vert à l'exploration et à l'exploitation de minéraux sur le fond marin dans une zone arctique sur le plateau continental norvégien. Et l'État insulaire du Pacifique de Nauru avait déjà annoncé des plans de minerai de manganèse avec la société canadienne The Metals Company (TMC) sur le fond.
L'expert de BGR Fuchs suppose que la mise en exploitation minière marine n'est pas imminente mais que des pays comme la Chine et l'État insulaire de Nauru sont très actifs : "La mise en exploitation minière marine est imminente. Nous vivons dans une société consommatrice de ressources."
Les écologistes craintent des conséquences inattendues
Les critiques et les écologistes ont averti depuis longtemps que l'exploitation commerciale de ressources porte des risques inattendus pour les écosystèmes qui y sont restés largement intacts depuis des éons. Les nodules de manganèse, par exemple, exigent plusieurs millions d'années pour une croissance de seulement quelques millimètres. La surface de ces nodules fournit une base solide pour des organismes tels que des mattes de musselles dans la boue de la mer, permettant à eux de s'y installer. Des coraux de mer profonde ou des vers qui construisent des tubes calcaire poussent également sur les nodules. Entre eux, des oursins de mer, des crabes de mer profonde et des isopodes géants de 45 centimètres (Bathynomus) vivent.
Une équipe de recherche a estimé dans une publication de 2023 dans la revue "Current Biology" qu'il y avait 5580 espèces dans la zone Clarion-Clipperton - 90% desquelles étaient encore inconnues.
Le projet allemand "Dérangement et Récolonisation" (Discol) du bassin Péruvien dans l'océan Pacifique a montré comment réagit ce système. Les chercheurs ont labouré expérimentalement une surface carrée de kilometer à environ 4100 mètres de profondeur en 1989, ce qui est courant dans l'exploitation de nodules. Des traces de la charrue étaient toujours visibles sur le fond marin 26 ans plus tard. Des analyses ont montré que l'activité bactérienne n'avait pas encore récupéré.
L'Autorité des fonds marins internationaux (ISA; International Seabed Authority) basée à Kingston, en Jamaïque, prévoit de mettre en place des règlements liés à cette exploitation d'ici 2025, en collaboration avec des représentants des gouvernements, des chercheurs et des organisms non gouvernementaux. "C'est tout sur chaque mot", dit Fuchs.
Les avertissements des groupes environnementaux pourraient prendre une nouvelle dimension avec l'étude actuelle : "Plusieurs grandes sociétés minières ont l'intention d'extraitre des éléments précieux du fond marin à une profondeur de 3000 à 6000 mètres", dit le chimiste Geiger. "Nous devons penser à faire mine de ces matériaux sans anéantir la source d'oxygène pour la vie marine profonde."
Pour le chercheur de l'AWI Janssen, la plus grande inquiétude reste comment la mise en exploitation minière affectera les écosystèmes et la biodiversité dans les zones touchées. "On peut voir que l'exploitation minière va fondamentalement changer les conditions de vie des communautés marines profondes."
L'expert n' croit pas que ce mécanisme récemment découvert - quelque revolutionnaire qu'il soit - va modifier fondamentalement le budget d'oxygène dans le fond de la mer. "Mais c'est un exemple de ce que nous ne savons encore si peu de chose de ce écosystème. Donc, il faut être prudent."
La découverte de cette source d'oxygène dans l'océan Pacifique peut avoir une influence significative sur la protection de l'environnement et de la Protection des espèces dans les zones minières sous-marines. Ce mécanisme d'oxygène inattendu, potentiellement lié aux 'batteries géologiques' dans les nodules de manganèse, souligne l'importance de la Recherche marine et de l'Éducation pour comprendre le fond de la mer. (Protection de l'environnement, Protection des espèces, Recherche marine, Éducation)
En considération de cette nouvelle source d'oxygène découverte, il y a un besoin de réévaluer stratégies minières. Les chercheurs doivent prendre en compte l'impact des opérations minières sur ce batteries naturel 'géologique' et son rôle dans le soutien à la biodiversité des fonds marins. (Protection de l'environnement, Protection des espèces, Exploitation minière sous-marine, Recherche marine)
