Écologiste des grands fonds marins à l'Association écossaise des sciences marines (SAMS), Andrew Sweetman a consacré sa carrière à l'étude de la respiration des fonds marins, qu'il appelle «le battement de cœur de l'océan». Depuis 2021, il a effectué un certain nombre d'expéditions dans la zone de Clarion-Clipperton, plaine abyssale située entre Hawaï et le Mexique. Elle est plongée dans l'obscurité la plus totale, et pour cause: c'est l'une des régions océaniques les plus profondes de la planète.

En 2012, le scientifique a découvert que ce rythme cardiaque présentait parfois une sorte d'arythmie aquatique. Pour arriver à cette conclusion, il avait équipé un instrument sous-marin de coûteux capteurs d'oxygène optiques et les avait envoyés à quelque 4.000 mètres de profondeur dans la zone de convergence intertropicale (ZCIT). Les données recueillies ont abouti à une conclusion paradoxale: les niveaux d'oxygène relevés étaient en hausse par rapport à ceux constatés plus haut, rapporte Popular Mechanics.

Andrew Sweetman a d'abord cru à un problème de matériel: «On m'a toujours appris que la production d'oxygène n'est possible que par la photosynthèse.» Mais d'autres mesures ont confirmé qu'il n'y avait eu aucune erreur. Seule explication possible: la production d'«oxygène sombre» par un mécanisme souterrain. Le nom fait un peu peur mais il s'agit simplement d'un processus de production d'oxygène ne dépendant pas de la lumière solaire.

Remontées d'oxygène

Ayant réalisé le même type de mesures dans d'autres environnements océaniques, le scientifique a fini par en conclure que la ZCIT était peut-être la seule dans laquelle un tel phénomène se produisait –en tout cas à sa connaissance. Des années de réflexion et de recherches ont fini par le mener sur une piste. «Je sais que si je prends une pile et que je la plonge dans l'eau de mer, elle se décompose en oxygène et en hydrogène, résume Andrew Sweetman. Et si l'on disposait des millions de ces minuscules piles sur des particules d'oxyde de manganèse dans les nodules… et que des électrons circulaient à travers la structure interne de l'oxyde de manganèse?»

La clé du mystère résidait en effet dans la présence de nodules de manganèse, découverts pour la première fois en 1868 dans la mer de Kara, au large des côtes sibériennes. S'ils peuvent paraître insignifiants, ces fascinants petits nodules sont en réalité vieux de plusieurs millions d'années, leur formation constituant l'un des processus géologiques les plus lents sur Terre. Selon Andrew Sweetman, ils se comportent comme de petites géobatteries sous-marines.

«C'est comme une partie de Tetris au ralenti», tente d'expliquer le chimiste Franz Geiger, avec qui il a travaillé sur le sujet, pour expliquer leur formation. «Les ions dissous arrivent par le haut et construisent très lentement une structure par le bas.» Les océans ne contenant que des traces d'ions métalliques, ces nodules croissent lentement au fil des époques, des périodes et des ères géologiques, sous une pression immense et à basse température, le long de la plaine abyssale. Au bout du compte, leur structure interne forme des couches et des gradients de métaux.

Les tests ont confirmé qu'en l'absence de ces nodules dans l'eau océanique, le niveau d'oxygène baisse comme convenu. En revanche, lorsqu'ils sont présents, la quantité d'oxygène augmente. À présent, des sociétés minières commencent à s'intéresser à l'exploitation des nodules des grands fonds marins, présents dans diverses régions des océans du globe, notamment aux îles Cook et en mer Baltique. Une telle découverte scientifique pourrait bien attirer rapidement des entreprises, prêtes à exploiter les avantages de ces batteries naturelles.