Un caillou métallique de la taille d’une pomme de terre, posé sur les fonds abyssaux du Pacifique, capable de fabriquer de l’oxygène sans une once de lumière. L’idée paraît sortie d’un roman de science-fiction. Elle a pourtant été documentée par une équipe de chercheurs dans la revue Nature Geoscience, et elle bouscule un dogme que l’on enseignait comme une évidence dans tous les cours de biologie : seule la photosynthèse produirait de l’oxygène sur Terre.

L’histoire commence par une anomalie de mesure, le genre de détail qu’un chercheur moins attentif aurait balayé d’un revers de main. Andrew Sweetman, premier auteur des travaux, cherchait à mesurer la consommation d’oxygène du plancher océanique en plaçant ses sédiments sous des cloches appelées chambres benthiques, s’attendant logiquement à voir la concentration en oxygène diminuer. Les organismes vivants présents à ces profondeurs devaient, en toute logique, consommer ce gaz. Or les capteurs indiquaient l’inverse : l’oxygène augmentait. La première réaction de l’équipe a été de suspecter une panne d’instrument. Ce n’en était pas une.

Sommaire

1. Un phénomène observé à plus de 4 000 mètres de profondeur
2. Une remise en cause qui dépasse la biologie marine
3. Un enjeu direct pour l’exploitation minière des fonds marins

Un phénomène observé à plus de 4 000 mètres de profondeur

L’étrange « oxygène noir » a été détecté à plus de 4 kilomètres de profondeur, dans la plaine abyssale de la zone de fracture géologique de Clarion-Clipperton, au centre du Pacifique. Cette région, qui s’étend sur des milliers de kilomètres entre Hawaï et le Mexique, tapisse son plancher océanique de nodules polymétalliques, des concrétions minérales formées lentement, au fil de millions d’années de sédimentation. Les scientifiques ont fait cette découverte en échantillonnant le fond marin dans cette zone qui s’étend sur environ 7 200 kilomètres à travers le Pacifique oriental, et quand ils ont trouvé de l’oxygène à 4 000 mètres sous l’eau, dans des zones si sombres que la photosynthèse y serait impossible, ils ont d’abord cru à un dysfonctionnement de leur matériel.

Le mécanisme suspecté relève presque de la petite pile électrique naturelle. Les chercheurs ont mesuré des potentiels de tension élevés, jusqu’à 0,95 volt, à la surface des nodules, et émettent l’hypothèse que l’électrolyse de l’eau de mer pourrait contribuer à cette production d’oxygène noir. Concrètement, les différences de charge électrique entre les métaux qui composent ces cailloux, manganèse, fer, cobalt, nickel, suffiraient à casser des molécules d’eau et à libérer de l’oxygène, exactement comme le ferait une électrolyse en laboratoire, mais sans électricité fournie de l’extérieur. Selon Andrew Sweetman, ces nodules pourraient agir comme de véritables « geobatteries » naturelles, séparant l’eau de mer en hydrogène et en oxygène grâce à une réaction électrochimique se produisant à leur surface.

L’anecdote de la découverte mérite d’être racontée, tant elle tient du hasard. Le déclic serait venu, selon plusieurs récits de l’équipe, d’une soirée passée dans un bar d’hôtel à São Paulo, où le chercheur regardait un reportage sur l’exploitation minière sous-marine. C’est en observant des images de ces nodules qu’il aurait relié les points entre les mesures de tension électrique et la production de gaz inexpliquée. Rarement une découverte scientifique majeure aura eu un point de départ aussi improbable.

Une remise en cause qui dépasse la biologie marine

Ce résultat n’est pas qu’une curiosité de plongée abyssale, il touche à une question bien plus vaste : d’où vient l’oxygène qui a permis l’apparition de la vie complexe sur Terre. Ces roches-batteries naturelles obligent les scientifiques à élargir leurs théories sur la trajectoire évolutive de la vie, puisqu’ils avaient supposé que la vie complexe avait évolué après que les cyanobactéries photosynthétiques avaient produit suffisamment d’oxygène sur la Terre primitive. Si un processus purement minéral peut générer ce gaz indépendamment de tout organisme vivant, alors les manuels qui font de la photosynthèse le point de départ obligé de l’oxygénation terrestre méritent d’être relus.

La portée de cette découverte s’étend même au-delà de notre planète. Ce résultat questionne l’origine et l’évolution de la vie sur Terre. De plus, ailleurs dans le Système solaire, en particulier sur les lunes glacées de Jupiter et Saturne, Europe et Encelade. Ces satellites, recouverts d’une croûte de glace sous laquelle on soupçonne des océans liquides, pourraient abriter des mécanismes similaires. Une exobiologie qui ne dépendrait plus uniquement de la lumière du Soleil, voilà qui rebat les cartes de la recherche de vie extraterrestre.

Le sujet reste toutefois débattu au sein de la communauté scientifique, et il serait malhonnête de le taire. Ces résultats font actuellement l’objet de discussions contradictoires, et une équipe a publié une analyse critique estimant que jusqu’à présent, aucune autre étude n’a observé de manière indépendante cette production d’oxygène noir. La revue Nature Geoscience elle-même a jugé nécessaire d’ajouter une note aux lecteurs, précisant que certains aspects de l’article font l’objet d’un examen de la part des éditeurs. La science avance ainsi, par découvertes spectaculaires suivies de vérifications tout aussi rigoureuses.

Un enjeu direct pour l’exploitation minière des fonds marins

Cette histoire d’oxygène noir tombe à un moment particulièrement sensible pour l’industrie minière sous-marine. Ces mêmes nodules qui produiraient ce gaz mystérieux sont aussi les cibles privilégiées de plusieurs entreprises, car ils regorgent de métaux essentiels aux batteries de véhicules électriques. Cette découverte ajoute une complication supplémentaire aux projets d’exploitation minière des nodules polymétalliques, qui contiennent nombre des métaux utilisés pour les batteries de véhicules électriques, alors que seize entreprises détiennent actuellement des concessions minières dans la zone de Clarion-Clipperton.

Le coauteur de l’étude ne cache d’ailleurs pas son inquiétude sur ce point précis. Franz Geiger, professeur de chimie à l’université Northwestern et coauteur de l’étude, rappelle que les nodules polymétalliques produisant cet oxygène contiennent des métaux comme le cobalt, le nickel, le cuivre, le lithium et le manganèse, et qu’il faut repenser la manière de les extraire pour ne pas épuiser cette source d’oxygène dont dépend la vie des grands fonds. Un détail statistique donne la mesure du problème : ces concrétions varient grandement en abondance sur le sédiment, se touchant parfois les unes les autres et recouvrant plus de 70 % du fond marin dans certaines zones. Autant dire que draguer ces fonds reviendrait à retirer d’un coup l’essentiel des générateurs d’oxygène d’un écosystème entier, dont on commence tout juste à percer les secrets.

Sources : presse-citron.net | actu-environnement.com